1、1紫杉醇藥物的發現及發展紫杉醇藥物的發現及發展2主要內容主要內容v紫杉醇簡介紫杉醇簡介v紫杉醇應用現狀及前景紫杉醇應用現狀及前景v紫杉醇的發現歷程紫杉醇的發現歷程v幾種獲取紫杉醇的途徑幾種獲取紫杉醇的途徑v紫杉醇的應用研究紫杉醇的應用研究v紫杉醇藥物的發展趨勢紫杉醇藥物的發展趨勢3紫杉醇簡介 3D model and chemical structure of Taxol (Paclitaxel) 4紫杉醇簡介v紫杉醇（Paclitaxel，Taxol，太平洋紫杉醇）是細胞有絲分裂抑制劑，被用于癌癥治療（主要是卵巢癌和乳腺癌）。v來源：紅豆杉科植物紅豆杉的干燥根、枝葉以及樹皮。v抗癌機制：有絲

2、分裂中的微管抑制劑，具有聚合和穩定細胞內微管的作用，致使快速分裂的腫瘤細胞在有絲分裂階段被牢牢固定，使微管不再分開，可阻斷細胞于細胞周期之G2與M期，使癌細胞復制受阻斷而死亡 。5簡要機理v作用機理：阻滯腫瘤作用機理：阻滯腫瘤細胞有絲分裂細胞有絲分裂v結合位點：結合位點：-微管微管蛋白亞基（蛋白亞基（N-N-端第端第3131位氨基酸和位氨基酸和217-231217-231位位氨基酸結合位點）氨基酸結合位點）v主要作用：導致細胞主要作用：導致細胞周期停滯；誘導細胞周期停滯；誘導細胞凋亡；凋亡；LPSLPS活性活性6紫杉醇應用現狀及前景v治療卵巢癌、乳腺癌的首選藥物，對白血病、肺癌、腦癌、直腸癌等

3、療效也顯著，并且毒性試驗表明它的毒副作用很小，是目前最好的天然抗癌藥物之一。年份年份銷售額銷售額（億美元）（億美元）增長率增長率（%）19931.50-19943.40126.6719955.8070.5919968.1340.1719979.4115.7419981227.521999約15252000約2033.3國際紫杉醇原料藥需求走勢圖（單位：公斤）國際紫杉醇原料藥需求走勢圖（單位：公斤）7紫杉醇的發現歷程v1960年，Dr. Jonathan L. Hartwell, NCI.開啟了從植物中篩選抗腫瘤活性成分項目；v從樣品中發現了一些具有9KB細胞毒性；vRTI（Research T

4、riangle Institute）研究T. brevifoliav1966年6月，純組分的分離以及一些物理常數8分離過程分離過程9快速發展快速發展 發展大事記：發現之后的快速發展10v在1982年至1994年間，紫杉醇的化學合成以及臨床研究獲得快速進展。v1982-1984年進行動物毒性試驗。v1983-1986年，進行了臨床和期試驗。隨后，紫杉醇被用于多種實體瘤如乳腺癌、肺癌的研究。v1991年，美國百時美施貴寶公司獲得了美國癌癥協會關于紫杉醇合作開發的授權。v1992年7月，新藥申請文件提交，同年12月獲得了FDA批準，把紫杉醇推上市場，商品名泰素Taxol11幾種獲取紫杉醇的途徑v目前

5、關于紫杉醇的獲得方法主要是提取與合成v合成包括：化學合成（半合成和全合成），生物合成v提取：在目前發現的所有含紫杉醇的紅豆杉屬植物中以歐洲短葉紅豆中紫杉醇含量最高（0.069），而最低含量只有 0. 003，約從 38000棵紫杉樹中方可分離提純得到 99純度的紫杉醇約 25kg，對于成樹其紫杉醇含量為：樹皮樹葉樹根樹干種子心材。即使以樹皮為原料提取的話，每提取一公斤紫杉醇就需要活剝10噸樹皮！12v紅豆杉生長十分緩慢，上百年才能成材，而我國20世紀90年代曾大肆砍伐，使野生紅豆杉幾乎遭受滅頂之災，其樹皮價格當時也僅僅5元每公斤！v所以，對于提取紫杉醇作為來源而言，對于生態的破壞非常嚴重，另外

6、，紅豆杉作為一種再生時間比較長的植物，其總量是非常有限的，所以采用其他方式進行替代是非常重要的，現在主要的替代方法是利用紅豆杉的枝葉等可再生的資源，進行提取紫杉醇前體，進行半合成；還有就是利用細菌真菌等進行生物合成的方法。13化學半合成化學半合成首次報道的是首次報道的是DenisDenis等提出的半合成路線：等提出的半合成路線：14全合成策略：全合成策略：1 1：線性戰略，由：線性戰略，由A A環到環到ABCABC環或由環或由C C環到環到ABCABC環環2 2：會聚戰略：由：會聚戰略：由A A環和環和C C環會聚合成環會聚合成ABCABC環。環。15全合成策略：全合成策略：所有的合成路線都是

7、通過若干步反應后得到含有紫杉醇的所有的合成路線都是通過若干步反應后得到含有紫杉醇的母核結構的化合物即母核結構的化合物即BaccatinBaccatin III, III, 最后再與最后再與 OjimaOjima內酰內酰胺（胺（-lactam -lactam ，3 3 ）進行偶聯反應加上側鏈，最終得到）進行偶聯反應加上側鏈，最終得到目標產物紫杉醇。目標產物紫杉醇。 16化學全合成：化學全合成：全世界范圍內約有四十多個一流團隊從事紫杉醇的全合成研究工全世界范圍內約有四十多個一流團隊從事紫杉醇的全合成研究工作，其中有六個團隊成功完成并發表了他們的研究成果：作，其中有六個團隊成功完成并發表了他們的研究

8、成果：1 1）HoltonHolton全合成路線（全合成路線（19941994）：）：此路線經歷此路線經歷3737步，產率為步，產率為0.1%0.1%17化學全合成：化學全合成：2 2）NicolaouNicolaou全合成路線（全合成路線（19941994）：）：最終產率約為最終產率約為0.01%0.01%18化學全合成：化學全合成：3 3）DanishefskyDanishefsky全合成路線（全合成路線（19961996）：）：19化學全合成：化學全合成：4.Wender全合成路線全合成路線-1997：整個路線整個路線3737步，是步，是已知最短全合成路已知最短全合成路線。線。20化學全

9、合成：化學全合成：5. Kuwajima5. Kuwajima全合成路線全合成路線-1998-1998：21化學全合成：化學全合成：6 6）MukaiyamaMukaiyama全合成路線（全合成路線（19981998）：）：從總體上看，從總體上看，對天然藥物紫對天然藥物紫杉醇的化學全杉醇的化學全合成方法路徑合成方法路徑太長、合成步太長、合成步驟太多，不僅驟太多，不僅需要使用昂貴需要使用昂貴的化學試劑，的化學試劑，而且反應條件而且反應條件極難控制，收極難控制，收率也偏低（最率也偏低（最高產率不超過高產率不超過2%2%），因此），因此不適合工業化不適合工業化生產。生產。22生物合成生物合成v目前生

10、物合成方法有組織和細胞培養、生物轉化、微生物和基因工程等方面。v組織培養技術初始于20世紀80年代，且其在紅豆杉產業中應用最為廣泛，以它為例作簡單介紹。愈傷組織培養愈傷組織培養 愈傷組織的繼代培養愈傷組織的繼代培養懸浮細胞培養懸浮細胞培養細胞大量培養細胞大量培養412323v紅豆杉外植體的處理：用自來水充分洗凈，再用70%乙醇沖洗表面后切成小塊，在70%乙醇中浸泡2分鐘，再轉移至0.1%升汞溶液中浸泡20分鐘，然后用無菌水沖洗4到5次，備用。v愈傷組織誘導及培養：將上述無菌紅豆杉嫩莖小塊組織接種于含2ppm的2，4-D、0.5ppm的KT及10%椰乳的MS培養基中，于25攝氏度的二氧化碳培養箱

11、中培養40天，PH5.8,即可形成小的愈傷組織塊，然后每隔30天進行一次移植繼代培養。每次移植繼代培養均取一塊愈傷組織，不另其混雜，如此多次移植繼代培養即可獲得多個愈傷組織無性系。24v細胞懸浮培養：培養基為含1ppm的2，4-D、0.05ppm的KT及10%椰乳的B-5培養基v紅豆杉細胞大量培養：培養基與懸浮細胞培養基相同。在反應器中加入培養液，滅菌后冷卻至室溫，接種已經培養30天的懸浮培養細胞，接種量按干細胞1到2克每升，在25攝氏度下，培養30天，待收獲細胞。v細胞干燥及收集：每批細胞培養30天后，離心或過濾收集細胞，用去離子水洗滌兩到三次，每次抽干，然后于30至40攝氏度低溫下真空凍干，即得紅豆杉培養細胞成品。25分離純化分離純化v超臨界提取 ,然后經己烷脫脂, 氯仿萃取vHPLCv梯度洗脫26紫杉醇的應用研究27紫杉醇藥物的發展趨勢v紫杉醇生產紫杉醇生產植物細胞培養，微生物發酵和生物合成是有潛力的生產方法；植物細胞發酵萃取制造紫杉醇；如何控制植物細胞生產紫杉醇的不穩定性是難點之一。v靶向藥物的開發靶向藥物的開發脂質體、藥質體、環糊精包合、大分子結合物給藥系統與紫杉醇結合提高靶向性、水溶性；聚合物（微囊、微球等）：用生物可降解聚合物包載紫杉醇，生物適應性好可生物降