文:林聖哲老師
圖:Serena Su
紅豆杉是第四紀冰川遺留下的古老樹種,是一種瀕危植物,生長在北美大洋西北沿岸。在惡劣的氣候條件下,頑強的生命力,使之在地球上已生活了250 多萬年。红豆杉在自然條件下,多見於以红松為主的針闊混交林內,生於山頂多石或瘠薄的土壤上,多呈灌木狀。红豆杉生長緩慢,再生能力差,所以很長時間以來,世界範圍內還沒有形成大規模的红豆杉原料林基地。
紫杉醇(學名paclitaxel、商品名 Taxol)是目前世界上公認的廣譜、強活性、抗癌藥物,具有獨特的抗癌症機理。
紫杉醇是1963 年發現自太平洋紫杉(學名:Taxus brevifolia)的樹皮,其前驅物主要存在紅豆杉屬的植物的木材、
枝葉、種子中,是一種次生代謝產物。作為抗癌藥物,紫杉醇的分子結構非常複雜,有11個立體中心和一個17碳的四環骨架結構,因此對紫杉醇分子的全合成和半合成引起世界上許多有機合成小組的興趣。
1989年,佛羅里達州立大學的Robert A. Holton以可以從歐洲紫杉Taxus baccata中大量提取的10-脫乙醯基巴卡丁為起始原料,完成了紫杉醇的半合成。1992 年爲止共有 30 多個研究組參與到紫杉醇的合成中。這在有機合成史上實屬罕見。1994年,Holton完成了紫杉醇的首次全合成。。
美國食品醫藥管理局 (FDA)1992年批准用於臨床,經證明對多種癌症有療效,尤其是對卵巢癌、乳腺癌的治療獲得成功,治癒率達33%,有效率75%。用美國腫瘤研究所(NEI)所長BRODER的話說:紫杉醇是繼阿黴素、順鉑之後十五年來,人類與各種癌症相抗爭時,療效最好、副作用最小的藥物。同時對肺癌、食道癌也有顯著療效。對腎炎及細小病毒炎症也有明顯抑制。紫杉醇的抗癌機理是紫杉醇能與微管 microtubule 結合,並促進其穩定聚合,抑制癌细胞的有絲分裂,有效阻止癌細胞的增殖。
合成技術的成功,終於不需要再仰賴野生紅豆杉,停止了對野生紅豆杉的破壞。這代表了人類需要保護生物的多樣性,在未來,我們也許有機會再從大自然中發現其他疾病的解藥, 再經由科學方法研究,合成,然後大量生產。紅豆杉是很好的例子。