Under et mikroskop samles klynger af nåleformede krystaller sammen og lyser hvidt under naturligt lys.
For nylig var journalister fra Changjiang Daily vidne til adskillelsen af en enkelt forbindelse - kinsenosid - fra den kinesiske urtemedicin Anoectochilus roxburghii i et nyt lægemiddellaboratorium på School of Pharmacy, Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology. This ingredient determines the pharmacological activity of traditionalAnoectochilus roxburghii.
Søjleformet krystallinsk kinsenosid dvæler i bunden af kolben. Foto af Li Yonggang, reporter fra Changjiang Daily
Wild Anoectochilus roxburghii blev opført som en truet plante af Fujian-provinsen, dens primære producerende region, i 1990. Den 7. august 2021 blev vilde Anoectochilus roxburghii inkluderet på Kinas nationale liste over klasse II beskyttede vilde planter. Denne plante har gennemgået dramatiske ændringer i løbet af de sidste to årtier. På laboratoriet på Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology, brugte professor Zhang Yonghuis team 20 års dedikeret forskning på at udvikle kinsenosid-tabletter, et klasse 1, innovativt kemisk lægemiddel med små molekyler. Produktet opnåede national godkendelse til fase I kliniske forsøg den 28. juli i år og er ved at lancere fase I forsøg med mennesker. Tidligere blev 10 patenter, der dækker opfindelsen og anvendelsen af Anoectochilus roxburghii til forebyggelse og behandling af leversygdomme, overført til en milepælsbetaling på 240 millioner RMB. Kunstigt dyrkede Anoectochilus roxburghii indeholder højere niveauer af kinsenosid, dens vigtigste medicinske aktive ingrediens, end vilde sorter, med støt forbedret kvalitet. Med en 2.000-årig historie som en medicinsk og spiselig urt blandt Fujian-lokalbefolkningen, kan Anoectochilus roxburghii nu forarbejdes til kemiske lægemidler, moderne traditionelle kinesiske lægemidler og homologe urteråvarer til medicinske fødevarer.
Professor Zhang Yonghuis team har også med succes etableret en kemisk syntesevej for kinsenosid, hvilket betyder, at kinsenosid kan produceres via kemisk syntese.
En konvergens af traditionel kinesisk og vestlig medicin realiseres gennem Anoectochilus roxburghii.
Professor Zhang Yonghui. Foto af Li Yonggang, reporter fra Changjiang Daily
2.000 års folkeudnyttelse - Afsløring af den funktionelle hemmelighed bag Anoectochilus Roxburghii i laboratoriet
Zhang Yonghui blev født af en landbrugsfamilie og dimitterede fra Huanggang Middle School i Hubei-provinsen i 1991 og blev optaget på Tongji Medical University (nu Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology) til hovedfag i farmaci.
Med fremkomsten af naturlig farmaceutisk forskning i 1970'erne opstod en ny disciplin kaldet naturlig farmaceutisk kemi. Under sine postgraduate studier specialiserede Zhang sig inden for dette område og mestrede systematisk en bred vifte af forskningsmetoder og teknikker til naturlig farmaceutisk kemi.
Efter at have opnået sin kandidatgrad i 2000, blev Zhang på campus for at udføre naturmedicinsk forskning. "Kinesiske naturlægemidler har en historie, der strækker sig over tusinder af år. Tidligere kunne vi ikke afklare det materielle grundlag bag de terapeutiske virkninger af de fleste naturlægemidler; nu har vi beslutsomheden og selvtilliden til at finde ud af det," huskede Zhang. Inden for få måneder satte han Anoectochilus roxburghii som sit forskningsemne.
Anoectochilus roxburghii er en orkidé af Anoectochilus-slægten, med mørke lilla-røde blade dækket af gyldne årer netværk, et karakteristisk og smukt træk. Den vokser i Fujian, Taiwan og Yunnan-provinserne i Kina, samt Japan og flere sydøstasiatiske lande.
Skovdyrkede Anoectochilus roxburghii.
Journalister interviewede lokale urtebønder i Yong'an City, Sanming-præfekturet, Fujian-provinsen fra 13. til 15. august i år. Bønderne sagde: "Fugle betragter Anoectochilus roxburghii-bladene som ginseng, så vi kalder det også 'fugleginseng'. Vilde bjergdyr lever også af det. Vores forfædre har observeret dette for længe siden."
Lokalbefolkningen i Fuji hylder Anoectochilus roxburghii som "urternes konge", med en folkebrugshistorie, der strækker sig over 2.000 år tilbage. Det er kendt som et universelt afgiftende middel: bruges til børns feberkramper, giftige slangebid, lindring af tømmermænd, kronisk hoste hos ældre og fysisk svaghed efter fødslen. I traditionelle kinesiske wellness-koncepter er "indre varme" og "toksiner" de grundlæggende årsager til sygdomme, hvilket gør varmerensning og afgiftning til kernesundhedsprioriteter.
Det var denne varige folkemedicinske visdom, der var gået i arv i tusinder af år, der inspirerede Zhang til at studere Anoectochilus roxburghii. "Alligevel havde ingen systematisk analyseret dets kemiske sammensætning og efterladt de nøjagtige aktive ingredienser, der er ansvarlige for dets virkninger, uidentificerede."
I 2004, mens han stadig var foredragsholder, indsendte Zhang et National Natural Science Foundation-projekt centreret om Anoectochilus roxburghii og opnåede 220.000 RMB i forskningsfinansiering, hvilket officielt lancerede forskning i urten.
I sommerferien 2004 førte Zhang to kandidatstuderende til Zhangzhou City i Fujian-provinsen for at hente Anoectochilus roxburghii. På det tidspunkt fandtes ingen kunstig dyrkning lokalt, kun vilde planter kunne findes. Uden noget lager tilgængeligt hos leverandører af lægeurter vandrede holdet bjergområder for at finde veteranurtelæger og købte 3 kg tørret Anoectochilus roxburghii for 33.000 RMB i forskningsmidler.
I løbet af to år isolerede Zhang gennem ekstraktion, separation og oprensning mere end 10 forbindelser fra Anoectochilus roxburghii, domineret af glykosider. Dette markerede den første vellykkede isolation af kinsenosid fra Fujian-dyrket Anoectochilus roxburghii.
Tørret Anoectochilus roxburghiiaf forskellige varianter til laboratorietestning. Foto af Li Yonggang, reporter fra Changjiang Daily
Zhang og hans team udførte dyreforsøg på de vigtigste stofkategorier udvundet af Anoectochilus roxburghii, hvilket bekræftede, at kinsenosid - snarere end flavonoider eller polysaccharider som tidligere antaget af nogle forskere - er den farmakologisk aktive ingrediens i urten.
Kinsenosid ekstraheret fra Anoectochilus roxburghii er en glycosidforbindelse. Zhang udtalte: "Kvaliteten af Anoectochilus roxburghii bedømmes udelukkende ud fra indholdet af denne enkelte forbindelse, kinsenosid."
Yderligere forskning bragte løbende overraskelser. Wild Anoectochilus roxburghii indeholder over 10% kinsenosid efter vægt, mens kunstigt dyrkede sorter har endnu højere koncentrationer - hvilket betyder, at hver 100 gram af urten indeholder mindst 10 gram kinsenosid. Et sådant højt indhold af en enkelt aktiv forbindelse er ekstremt sjælden blandt kinesiske naturlægemidler; de fleste lægeplanter indeholder mindre end 1% af enhver individuel aktiv ingrediens, og den velkendte paclitaxel tegner sig kun for 0,01% af Taxus bark.
Når de udvikler nye kemiske lægemidler, ændrer forskere normalt den oprindelige molekylære struktur af lovende kandidatforbindelser for at øge effektiviteten eller reducere toksiske bivirkninger. Zhangs team fandt imidlertid ud af, at kinsenosids native molekylære struktur leverer optimale terapeutiske effekter og overhovedet ikke kræver nogen strukturel modifikation.
Alle medicinske stoffer indebærer potentielle toksicitetsrisici, men systematiske toksikologiske test viste, at kinsenosid er praktisk talt ikke-toksisk. "Dette er en værdifuld skat efterladt til os af vores forfædre."
Vejledende dyrkning med laboratoriedata — genoplivning af en truet plante
Tidligt om morgenen den 14. august, omkring 60 kilometer væk fra Yong'an City, Sanming, løsnede 42-årige Su Bingzhang og hans 72-årige mor jord under moso-bambuslunde. De planlagde at transplantere 600.000 Anoectochilus roxburghii frøplanter her i september.
Dette område ligger på grenene af Wuyi-bjergene i en højde på over 500 meter, dækket af frodige moso bambus baldakiner. Tyndt sollys filtrerer gennem bambusblade til rød jord. "Anoectochilus roxburghii kan ikke modstå direkte sollys. I naturlige miljøer vokser den under skove, med høje træer og bambus, der fungerer som dens skygge," forklarede Shen Shaorong, grundlægger af Yong'an Huangnijia Co., Ltd., som ledsagede journalister op ad bjerget.
Su Bingzhang (bagerst) og bønder bærer høstet Anoectochilus roxburghii ned ad bjerget. Bidraget af Su Bingzhang
Shen Shaorong var indfødt i Hakka og begyndte at forske i kunstige avls- og dyrkningsteknikker for Anoectochilus roxburghii i 2005. I foråret 2013 rejste Zhang til Huangnijia Co., Ltd. i Yong'an med sine elever for at hente rå Anoectochilus roxburghii til laboratorieforskning. På det tidspunkt havde Zhangs næste forskningsfase til formål at identificere kinsenosides terapeutiske styrker for at fremme udvikling af nye lægemidler, mens Shen allerede havde mestret vævskultur frøplanteformering, under-skov og væksthusplantningsteknologier.
Efter denne ekskursion til Yong'an blev de fleste rå Anoectochilus roxburghii brugt i Zhangs laboratorium leveret af Shens plantage. Shen begyndte også at sende planteprøver til Zhangs laboratorium til test for at guide frøvalg og dyrkningsoptimering.
I et interview den 14. august i år huskede Shen: "Han fortalte mig dengang, at han havde bekræftet, at Anoectochilus roxburghii udøver hypoglykæmiske virkninger med næsten ingen toksiske bivirkninger. Den enkelte sætning motiverede mig til at blive ved med at forske i kunstig dyrkning den dag i dag."
I øjeblikket driver Shen en Anoectochilus roxburghii-plantage på 3.200 mu under en "virksomhed + landmand"-model. Hver mu giver 220 kg friske blade, forarbejdet til 22 kg tørrede urter via lavtemperaturtørring, solgt til 5.800 RMB pr. kg.
"Før vi transplanterer frøplanter, knuser vi jord til fine partikler ligesom vi forbereder grøntsagsfrøbed," sagde Su Bingzhang, som omhyggeligt plejer sin 100-mu bambusskov. "Uden dyrkning af Anoectochilus roxburghii ville dette bjergland ligge goldt." Den solbrændte bonde smilede ærligt. Su vendte tilbage til sin hjemby for ti år siden efter migrantarbejde for at dyrke citrus, ris, mosobambus og Anoectochilus roxburghii. Urten bidrager nu med halvdelen af hans samlede årlige indkomst.
Landmænd inspicerer flaskefrøplanter af Anoectochilus roxburghii ved Jiaoyu-bjerget, Lincang, Yunnan. Bidraget af Chen Ling
Su har ingen registrering af, hvor meget af hans dyrkede Anoectochilus roxburghii, der er blevet leveret til Zhangs laboratorium i løbet af det sidste årti. Wang Yafen, en forsker ved New Drug Laboratory ved Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology, bemærkede en klar tendens: kinsenosidniveauer i kunstigt dyrkede Anoectochilus roxburghii-prøver, der sendes til test, fortsætter med at stige, med konsekvente kvalitetsforbedringer år efter år.
I Fujian, hvor Anoectochilus roxburghii er hædret som "Kongen af Urter", manglede lokalbefolkningen videnskabelige standarder til at bedømme førsteklasses kvalitet. De mente, at vilde urter, der ligner ginseng, opnår bedre kvalitet med længere vækstcyklusser. På det tidspunkt afspejlede den lokale markedspris denne misforståelse: Anoectochilus roxburghii, der blomstrer i to år, blev solgt for 2.000 RMB pr. jin, mens et-årigt blomstrende lager fik 1.000 RMB pr. jin.
Zhangs laboratoriedata omstødte denne tusinde år gamle folketro. Forsøg viste, at blomstrende Anoectochilus roxburghii indeholder langt mindre kinsenosid end ikke-blomstrende planter, og længere dyrkningscyklusser er ikke lig med højere styrke.
Der er flere sorter af Anoectochilus roxburghii, kategoriseret efter bladform: runde blade, spidse blade, store blade og tynde blade. Ved hjælp af selvudviklede testprotokoller bekræftede Zhang, at blade indeholder den højeste koncentration af kinsenosid. Efter at disse resultater blev delt med avlerne, blev sorter med store blade hurtigt den almindelige dyrkede stamme.
Landmænd høster Anoectochilus roxburghii ved Jiaoyu-bjerget, Lincang, Yunnan. Bidraget af Chen Ling
Næsten 1.800 kilometer væk fra Yong'an City, Fujian, vokser 40 mu af blomstrende Anoectochilus roxburghii ved Jiaoyu Mountain, Lincang, Yunnan-provinsen. Chen Ling, leder af Yunnan Shanyuan Biotechnology Development Co., Ltd., forklarede, at professor Yu Longjiang fra Huazhong University of Science and Technology introducerede Anoectochilus roxburghii-dyrkning som et fattigdomsbekæmpelsesprojekt i Yunnan tilbage i 2017, hvor han trænede lokale landmænd i kunstige dyrkningsteknikker. Professor Zhang Yonghui hjælper nu med at udarbejde Yunnans lokale fødevaresikkerhedsstandard for Anoectochilus roxburghii, mens Fujian Provincial Local Food Safety Standard for Anoectochilus roxburghii, formuleret under hans tekniske vejledning efter fem års forskning, blev officielt udgivet og implementeret i juni 2022. Et voksende antal af Anoectochilus roxburghii er blevet tiltrådt. cultivation.
Ifølge ufuldstændige statistikker, der deles af Zhang, dækker den landsdækkende Anoectochilus roxburghii-dyrkning over 100.000 mu med en årlig industriproduktionsværdi på 20 milliarder RMB. Anoectochilus roxburghii, der engang var en truet vild plante, er blevet revitaliseret med støtte fra moderne videnskab og teknologi, hvilket konstant gavner menneskeheden.
20 års urokkelig forskning — tillid forankret i folkemedicinsk praksis
Lokalbefolkningen indtager for det meste Anoectochilus roxburghii ved at koge den til afkog eller brygge urtete. Historiske dokumenter registrerer dets hypoglykæmiske og lipidsænkende virkninger.
Zhangs første forskningsmål var blodsukkerregulering. Dyreforsøg viste, at kinsenosid leverer moderat hypoglykæmisk aktivitet, men alligevel svagere end metformin, et klassisk antidiabetisk lægemiddel. Zhang forklarede, at blodsukkerniveauet i modeldyr nåede 30 mmol/L; metformin reducerede niveauet til omkring 7 mmol/L, mens kinsenosid kun sænkede glukose til omkring 10 mmol/L. For innovativ udvikling af kemiske lægemidler skal kandidatforbindelser udkonkurrere eksisterende lægemidler for at have klinisk værdi, så forskningen i hypoglykæmi gik i stå.
Zhangs andet forskningsfokus var lipidregulering. År med gentagne forsøg bekræftede, at kinsenosides lipidsænkende effekt ikke var i forhold til statinmedicin, hvilket markerede endnu et stort tilbageslag for lægemiddelopdagelsesholdet.
Professor Zhang Yonghui (yderst til højre) gennemgår forsøgets fremskridt i laboratoriet. Foto af Li Yonggang, reporter fra Changjiang Daily
"Grav dybere." Når teammedlemmer stødte på vanskeligheder, brugte Zhang dette mantra til at opmuntre dem til ikke at overse subtile spor gemt i eksperimentelle data.
Disse to stoppede forskningsretninger afslørede senere vitale indsigter: Mens kinsenosid ikke kan matche metformins selvstændige hypoglykæmiske kraft eller statinernes isolerede lipidsænkende styrke, leverer dets dobbelte regulatoriske virkninger på både blodsukker og blodlipider omfattende metaboliske fordele, der ikke kan matches af nogen af de enkelte farmaceutiske midler.
"Gammel folkevisdom indlejret i Anoectochilus roxburghii som en kinesisk urtemedicin garanterer, at nye gennembrud venter på opdagelse," sagde Zhang. Ved at trække på folketraditioner med at bruge urten til at lindre tømmermænd og beskytte leveren, gik hans team om til forskning i kinsenosides leverbeskyttende mekanismer.
Zhangs laboratorium etablerede seks forskellige dyreleverskademodeller til accelereret forskning: alkoholisk leverskade, lægemiddelinduceret leverskade, kolestatisk leverskade, strålingsinduceret leverskade, ikke-alkoholisk steatohepatitis og leverfibrose.
For at fremskynde forskningens fremskridt administrerede Zhang selv eksperimentelle doser for at teste forbindelsens halveringstid. Forsøg bekræftede, at kinsenosid når maksimal blodkoncentration to timer efter administration i både dyremodeller og mennesker.
Professor Zhang Yonghui (yderst til højre) gennemgår forsøgets fremskridt i laboratoriet. Foto af Li Yonggang, reporter fra Changjiang Daily
“At our busiest stage, I lived on campus without returning home for two months,” Wang Yafen, one of Zhang’s students, recalled. Hun beskrev hele forskerholdet som ubarmhjertige arbejdere, der krævede påmindelser om at hvile. Mandag til lørdag udgjorde officiel arbejdstid, men laboratoriet forblev proppet de fleste søndage, med forskningssessioner natten over til daglig.
Omfattende eksperimentelt arbejde gav hurtigt gennembrud. I samarbejde med professor Xiang Ming fra School of Pharmacy identificerede Zhangs team kinsenosides terapeutiske effekt mod eksperimentel autoimmun hepatitis sammen med dets unikke anti-fibrotiske leveraktivitet. "Intet nyt farmaceutisk lægemiddel mod leverfibrose har endnu opnået global markedsføringsgodkendelse. Hvis vores forskning lykkes, kan vi udvikle en behandling, der er i stand til at stoppe udviklingen fra hepatitis til skrumpelever og leverkræft," forklarede Zhang. Kinsenoside udviser robuste beskyttende effekter på tværs af alle seks testede leverskademodeller: alkoholisk, lægemiddelinduceret, kolestatisk, strålingsrelateret, ikke-alkoholisk fedtleversygdom og leverfibrose.
Hepatobeskyttelsesforskningsstrømmen leverede transformative resultater. Tidligere i august afsluttede 10 patenter, der stammede fra Anoectochilus roxburghii-forskning, teknologioverførsel, og kinsenosid-tabletter - udviklet som et lille molekyle kemisk lægemiddel - sikrede fase I kliniske forsøgsgodkendelse udstedt af National Medical Products Administration.
Professor Zhang Yonghui gennemgår forsøgets fremskridt i laboratoriet. Foto af Li Yonggang, reporter fra Changjiang Daily
I 20 år i træk ledede Zhang sit team i urokkelig dedikeret forskning om Anoectochilus roxburghii. Han krediterer sine to årtiers udholdenhed og selvtillid til to søjler: Anoectochilus roxburghiis uafbrudte 2.000-årige medicinske arv og vedvarende national forskningsstøtte.
Ud over den oprindelige National Natural Science Foundation-støtte modtog Anoectochilus roxburghii-projektet støtte fra National Major New Drug Creation Science and Technology Special Project i 2010, National 863 High-Tech Research and Development Program i 2013, sammen med betydelige økonomiske tilskud fra Hubei-provinsen, Wuhan Municipal Government og Huazhong University of Science and Technology.
Zhangs team har også fuldt ud etableret en levedygtig kemisk syntesevej for kinsenosid. "Dette gennembrud bygger bro mellem traditionel kinesisk medicin og vestlig farmaceutisk kemi."
Zhang forklarede, at ekstraheret kinsenosid opnår en renhed på over 99,5%, hvilket kvalificerer det til udvikling som enten et kemisk lægemiddel eller en moderne traditionel kinesisk medicin. Kinsenosid-tabletterne, der går videre til kliniske forsøg som et kemisk lægemiddel, indeholder 99,5 % rent kinsenosid. Hans team udvikler også klasse 1 innovative TCM-lægemidler og helsekostformuleringer ved hjælp af standardiserede aktive fraktioner isoleret fra Anoectochilus roxburghii. "Vi er helt overbeviste om, at disse produkter vil nå patienterne på det tidligst mulige tidspunkt." Da Shen Shaorong hørte nyheden om, at kinsenosid-tabletter ville indgå i kliniske forsøg, udtrykte Shen Shaorong dyb begejstring: "Vi har ventet et helt årti på denne milepæl."
Under flere interviews refererede Zhang gentagne gange til Tu Youyou og artemisinin. "Exceptionelle medicinske forbindelser ændrer sundhedsresultater - ét lægemiddel kan endda udrydde en hel sygdom, ligesom artemisinin eliminerede malaria som en stor global trussel. Hvis jeg kan udvikle et eller to helbredende nye farmaceutiske midler i mit liv, vil jeg betragte min karriere som afsluttet."
Reportere: Yang Jiafeng, Tian Qiping, Changjiang Daily
Korrespondent: Wang Xiaoxiao
Redaktørens note
