世界的新星
20世纪60年代,美国政府曾经有两个诺言:一个是关于登月的阿波罗计划,另一个是征服肿瘤。这两科学诺言当时震惊世界。阿波罗登月70年代初就实现了,但征服肿瘤一直遥遥无期。人是由受精卵发育而来的二倍体生物个体,称为二倍体。细胞的复制过程遵循2、4、8、16……法则,可用2n表示。细胞复制过程涉及一种叫微管蛋白的关键物质,简单来说,微管蛋白在细胞中的功能就像房屋中的砖块,细胞的复制是将这些“砖块”有序地重组,构建成两个独立的细胞。人体正常细胞的复制过程可控,而肿瘤细胞则是一类“细胞复制”无法控制的癌变细胞。从细胞复制的角度来讲,如果能够阻止“砖块”的解聚,是不是就影响房间的分化?如果找到外来物种能有效地抑制“肿瘤细胞的复制”机制,不让这类“砖块”解聚,那事实上我们就可以抑制肿瘤的扩散了。然后再通过其他的化学手段、治疗手段,就可以抑制或治愈肿瘤了。
1962年,美国植物学家巴克莱(Arthur S. Barclay)采集了加州杉树(Pacific yew, Taxus Brevifolia)的树皮。1964年,美国北卡罗来纳大学的沃尔(Monroe E. Wall)和瓦尼(Mansukh C. Wani)教授从树皮中分离得到具有抗肿瘤活性的紫杉醇。1971年经X光衍射分析确定了紫杉醇的结构。但由于它的溶解度不好和分离上的困难,他们没有继续研究该物质,并将它放到美国国家癌症研究所(NCI)的化合物库里。1979年,美国纽约叶史瓦大学(Yeshiva University)的霍维茨(Susan B. Horwitz)教授发现紫杉醇是通过抑制微管蛋白的解聚实现它的抗肿瘤效果。从机制上来讲,紫杉醇正是人们一直在寻找的物质。人类没法模拟天然产物,这个是进化的结果。
紫杉醇的发现是人类药物发展史中的一次伟大发现,给人类治疗癌症带来了曙光,并启示人类发现更加有效的抗癌药物。尽管我是药物学毕业的学生,但是对这种时髦的东西不怎么感兴趣,不知道紫杉醇是什么东西,只知道很重要,能治疗癌症,但不知道它在药物研发历史中有如此重要的地位。因为紫杉醇不仅是科学家打开生命大门的一把钥匙,而且还是医院治疗癌症的一线药物——肿瘤药目录表里第一个抗癌药就是紫杉醇。
当时世界各大公司、著名的研究室,都在纷纷竞争来实现这个分子的全合成。1992年我去美国,正好赶上这个末班车。当时很多实验室,其中包括斯坦福大学和哥伦比亚大学的课题组,宣称他们即将完成紫杉醇全合成。我的导师当时介入该分子的全合成研究不久,因此,需要更多的人手参加此项工作。于是,他问我想成名吗,我说想,他说做这个就能成名,我说,好,谢谢。
六个月后,我奇迹般地将紫杉醇的模型做出来了。最终,我们经过近两年的日夜奋斗,完成了天然紫杉醇的首次人工全合成。这项工作轰动了世界,杨震这个名字也被很多人熟悉起来。好多人都说,这个杨震是过去沈阳药学院的那个杨震吗?是不是同名同姓的?当我做完紫杉醇的时候,有一天导师把我拉到办公室,说:“你不是一直想跟我照相吗?来吧!”
口述人杨震简介
杨震,北京大学化学与分子工程学院院长,长江特聘教授,北京大学深圳研究生院化学生物学与生物技术学院院长,杰出的化学家。
先后获得沈阳药学院硕士学位,香港中文大学博士学位。在美国斯克利普斯研究所(Scripps)做博士后期间完成抗癌药紫杉醇、埃博霉素和抗神经毒素Brevetoxin A 的首次全合成。随后于哈佛大学医学院化学与细胞生物学研究所率先开展了基于活性天然产物的结构多样性导向的组合合成研究。2001年至今在北京大学,致力于具有重要生物活性的复杂天然产物全合成。迄今为止,共发表SCI论文180多篇,获得14项发明专利授权。