據(jù)估計(jì)，從1990年至2008年，癌癥的發(fā)病率和病死率增加了約25%，當(dāng)前全世界的癌癥病例已經(jīng)超過(guò)1　200萬(wàn)，癌癥已成為僅次于心血管病的第二大死亡原因，其中最致命的4種癌癥分別為肺癌、胃癌、肝癌和直腸癌。

目前，有40%的抗癌藥物來(lái)源于天然產(chǎn)物，其中植物來(lái)源的藥物在治療癌癥方面發(fā)揮了重要的作用。臨床上使用的植物源抗癌藥可分為長(zhǎng)春堿、鬼臼毒素、紫杉烷類和喜樹堿4類。

分離于長(zhǎng)春花的長(zhǎng)春堿和長(zhǎng)春新堿已經(jīng)臨床使用了近40年，其作用機(jī)制是通過(guò)特異地結(jié)合微管蛋白并使之解聚而阻斷有絲分裂；鬼臼毒素分離于盾葉鬼臼，也可結(jié)合微管蛋白，在細(xì)胞周期的G2期通過(guò)可逆抑制DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱ使得DNA雙鏈斷裂，由于毒性太高，研究人員對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾獲得了目前臨床上使用的足葉乙苷；紫杉醇及其衍生物在內(nèi)的紫杉烷類化合物也可與微管蛋白結(jié)合，但是并不干擾其組裝或使之解聚，紫杉醇最初分離于短葉紫杉，早在20世紀(jì)90年代就已經(jīng)獲得了美國(guó)FDA的批準(zhǔn)；喜樹堿分離于喜樹科植物喜樹，最初由于具有抑制骨髓細(xì)胞的嚴(yán)重副作用而被放棄，但在發(fā)現(xiàn)其具有抑制DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶I的活性之后，又重新引起了研究人員的注意，它可以使DNA發(fā)生裂解并重新組裝。

2002年，僅紫杉烷和喜樹堿兩種新藥就占據(jù)了全球近1／3的抗癌藥物市場(chǎng)，總價(jià)值超過(guò)27.5億美元。截至2003年，美國(guó)國(guó)立癌癥研究院已經(jīng)對(duì)5　886種植物（分別代表2　582種，1　358屬和288科）進(jìn)行了樣品采集、分類整理和活性成分的初步研究，其中多數(shù)來(lái)源于物種遺傳多樣性較高的熱帶雨林地區(qū)，在該篩選過(guò)程中由于采用了中空纖維分析技術(shù)而使篩選效率顯著提高。經(jīng)過(guò)多年努力，許多不同結(jié)構(gòu)的生物活性成分被分離出來(lái)，如香豆素類化合物、葫蘆素、黃酮類化合物、環(huán)烯醚單萜、木脂素類、檸檬苦素類、萘醌類和萜類化合物等，其中有許多正在進(jìn)行進(jìn)一步的研究。

紫杉醇

從植物中尋找強(qiáng)效抗癌成分的歷史至少可以追溯到公元前1　500年關(guān)于紙沙草的研究，但真正對(duì)天然產(chǎn)物進(jìn)行系統(tǒng)的科學(xué)研究卻是從20世紀(jì)50年代才開始的。由于每年有數(shù)以萬(wàn)計(jì)的患者死于癌癥，為了尋找更好的抗癌藥物，以美國(guó)癌癥研究所為首的一批科學(xué)家從1958年開始，歷時(shí)30余年，耗資數(shù)百億美元，篩選了植物的11萬(wàn)個(gè)提取物，從而產(chǎn)生了長(zhǎng)春堿、長(zhǎng)春新堿、秋水仙堿、美登木素、三尖杉酯等一系列具有代表性的抗癌藥物。雖然人類對(duì)抗癌斗爭(zhēng)已經(jīng)取得階段性勝利，但癌癥依然是僅次于心臟病的第二大死因。經(jīng)過(guò)一批批科學(xué)家的不懈努力，從紅豆杉中提取得到的紫杉醇于1992年美國(guó)食品和藥物管理局（FDA）批準(zhǔn)通過(guò)臨床實(shí)驗(yàn)證實(shí)，對(duì)卵巢癌、乳腺癌、肺癌、胃癌等有特殊的療效，被認(rèn)為是目前抗癌藥物中最有效的制劑，用于治療其他抗癌藥物無(wú)效的晚期卵巢癌。目前，已有英國(guó)、法國(guó)、日本、意大利、加拿大、瑞典、德國(guó)、挪威、瑞士、巴西、中國(guó)等40多個(gè)國(guó)家批準(zhǔn)紫杉醇用于臨床治療。

1.紫杉醇的發(fā)現(xiàn)及歷史　為了尋找安全有效的抗腫瘤新藥，早在1958年美國(guó)國(guó)家癌癥協(xié)會(huì)（NCI）就發(fā)起一項(xiàng)歷時(shí)20余年的篩選315萬(wàn)多種植物提取物的計(jì)劃。在計(jì)劃實(shí)施的過(guò)程中，于1963年從太平洋紅豆杉的皮中提取得到紫杉醇，1964年用細(xì)胞毒性試驗(yàn)證明了這一提取物的生物活性，1969年確定了紫杉醇為其中的活性成分，同年確定了該物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)。此后，美、日、法、德等國(guó)的藥理學(xué)家和藥物化學(xué)家進(jìn)行了大量研究，1978年確定了紫杉醇的劑型，1979年報(bào)告紫杉醇的作用機(jī)制，1980年進(jìn)行了給藥規(guī)程化研究，1983－1987年完成Ⅰ期臨床試驗(yàn)，1987－1989年完成Ⅱ期臨床試驗(yàn)，1990年以后轉(zhuǎn)入Ⅲ期臨床試驗(yàn)。1992年12月29日，美國(guó)FDA批準(zhǔn)紫杉醇用于治療晚期卵巢癌。1992年，F(xiàn)DA共批準(zhǔn)26個(gè)新分子產(chǎn)品，其中有6個(gè)是世界首次上市，紫杉醇是其中之一。

2.紫杉醇的來(lái)源　紫杉醇是從紅豆杉的樹皮、樹根及枝葉中提取的一種化合物。紅豆杉是紅豆杉科紅豆杉屬植物。

（1）我國(guó)紅豆杉資源分布：紅豆杉屬植物為常綠喬木或灌木，分布于北半球溫帶至中亞熱帶地區(qū)，全世界共有11種，即歐洲紅豆杉、短葉紅豆杉、加拿大紅豆杉、佛羅里達(dá)紅豆杉、雜種紫杉、球果紅豆杉、西藏紅豆杉、東北紅豆杉、云南紅豆杉、中國(guó)紅豆杉及南方紅豆杉。我國(guó)有其中的4種，1變種，即西藏紅豆杉、東北紅豆杉、云南紅豆杉、紅豆杉和南方紅豆杉。本屬植物為北半球洲際分布的廣布屬，北溫帶至中亞熱帶均有分布。西藏紅豆杉分布于我國(guó)西藏南部海拔2　500～3　000m山地，后向西北延伸至阿富汗，菲律賓也有分布。東北紅豆杉分布于日本北部、朝鮮和我國(guó)吉林山地，過(guò)去常見于老爺嶺、張廣才嶺和長(zhǎng)白山區(qū)海拔500～1　000m山地，后因破壞嚴(yán)重，現(xiàn)僅見于長(zhǎng)白山自然保護(hù)區(qū)內(nèi)。云南紅豆杉分布在云南西北部及西部（鎮(zhèn)康、景東）、四川西南部與西藏東南部海拔2　000～3　500m山地。紅豆杉是我國(guó)特有種，產(chǎn)于甘肅南部、陜西西南部、湖北西部、湖南東北部、廣西北部和安徽南部黃山，常生于海拔1　000m或1　200m以上的高山上部。南方紅豆杉則是中國(guó)分布最廣的紅豆杉，安徽南部、浙江、臺(tái)灣、福建、江西、廣東北部、廣西北部及東北部、湖南、湖北西部、河南西部、陜西南部、甘肅南部、四川、貴州及云南東北部均有分布，生長(zhǎng)于海拔1　000～1　200m以下的低山上或溪谷中。

（2）紫杉醇在植物中的分布：紅豆杉屬植物主要分布于北半球，目前對(duì)這11種植物都進(jìn)行了比較深入的化學(xué)成分研究，它們都不同程度地含有紫杉醇及其類似物。其中以皮部的紫杉醇含量高（0.01%～0.03%），幼苗、根部次之，針葉、小枝、種子、心材含量較低。最近我國(guó)學(xué)者發(fā)現(xiàn)與紅豆杉科相近緣的三尖杉科植物西雙版納粗榧中也含紫杉醇，但含量較低，在高山三尖杉、海南粗榧和羅漢松科植物大理羅漢松莖葉中發(fā)現(xiàn)了紫杉醇的類似物巴卡亭。周榮漢等發(fā)現(xiàn)我國(guó)特有植物白豆杉屬白豆杉中含有紫杉醇及短葉醇。到目前為止，紅豆杉科5個(gè)屬中有4個(gè)屬（紅豆杉屬、澳洲紅豆杉屬、白豆杉屬及榧屬）均有紫杉醇及其同系物。從化學(xué)分類的角度看，其余的穗花杉屬也可能含有紫杉醇或類似物，該屬植物僅3種，主要分布在我國(guó)。

3.紫杉醇藥物的藥理作用　紫杉醇是二萜類化合物，熔點(diǎn)213～216℃，具有高度親脂性，不溶于水，是繼阿霉素和順鉑后最熱點(diǎn)的新抗癌藥。紫杉醇在腫瘤的治療藥物中代表了一類新的、獨(dú)特的抗微管藥物。其抗癌機(jī)制與其他的抗癌藥，如長(zhǎng)春堿、長(zhǎng)春花新堿、秋水仙堿、鬼臼毒素等不同，主要是通過(guò)促進(jìn)極為穩(wěn)定的微管聚集，并阻止微管正常的生理性解聚，從而導(dǎo)致癌細(xì)胞的死亡，并抑制其組織的再生。紫杉醇的活性表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是對(duì)迅速分裂的腫瘤細(xì)胞，紫杉醇凍結(jié)有絲分裂紡錘體，從而使腫瘤細(xì)胞停在G2期和M期，直至死亡；二是抑制腫瘤細(xì)胞的遷移。由于其含疏水結(jié)構(gòu)，故應(yīng)以被動(dòng)擴(kuò)散的方式進(jìn)入細(xì)胞。臨床應(yīng)用表明，紫杉醇對(duì)卵巢癌、乳腺癌等有效，尤其對(duì)耐常規(guī)藥物的腫瘤取得了較好的療效。最近的研究也表明，紫杉醇有顯著的抗人肝癌活性。故有人認(rèn)為紫杉醇的第一適應(yīng)證是轉(zhuǎn)移性卵巢癌，而第二適應(yīng)證是難治性的轉(zhuǎn)移性乳腺癌。此后，美國(guó)臨床醫(yī)學(xué)界陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了紫杉醇有不少令人感興趣的新用途。其中包括與抗艾滋病藥物合用可治療卡波西肉瘤（一種艾滋病病人特有的惡性腫瘤），以及用于結(jié)腸癌、直腸癌、膀胱癌和乳腺癌等一系列棘手的腫瘤疾病。

4.我國(guó)紅豆杉資源與紫杉醇研究進(jìn)展

（1）紅豆杉植物化學(xué)成分的研究：中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院陳未名等對(duì)云南紅豆杉的化學(xué)成分進(jìn)行了較詳細(xì)的研究，從我國(guó)若干種紅豆杉植物中分離鑒定了110個(gè)與紫杉醇結(jié)構(gòu)類似的紫杉烷類化合物，其中36個(gè)為新化合物，但仍以紫杉醇抗癌活性最強(qiáng)。

（2）紫杉醇的分離提取：中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥物所和有關(guān)制藥廠合作，從紅豆杉樹皮中分離得到的紫杉醇再制成制劑“紫素”用于癌癥的治療。紫杉醇分離提取也逐漸以小枝條和針葉為原料進(jìn)行，對(duì)保護(hù)我國(guó)紅豆杉資源具有重要意義。

（3）細(xì)胞與組織培養(yǎng)：我國(guó)紅豆杉組織培養(yǎng)研究，主要集中于愈傷組織誘導(dǎo)及外界條件對(duì)增加紫杉醇含量的影響等始發(fā)性工作。

（4）紫杉醇抗腫瘤研究：近年來(lái)我國(guó)也開展了紫杉醇治療惡性腫瘤的研究，發(fā)現(xiàn)適當(dāng)劑量的紫杉醇，單獨(dú)使用或與其他藥物聯(lián)合使用，可以對(duì)卵巢癌、乳腺癌、睪丸胚胎癌、食管癌、肺癌等多種晚期癌癥有一定的效果，有效率為16%～38%。這無(wú)疑為治療晚期惡性腫瘤病人提供了一條有效的新途徑。