紫杉醇的发现及发展

1、紫杉醇药品发觉及发展1紫杉醇的发现及发展第1页主要内容紫杉醇介绍紫杉醇应用现实状况及前景紫杉醇发觉历程几个获取紫杉醇路径紫杉醇应用研究紫杉醇药品发展趋势2紫杉醇的发现及发展第2页紫杉醇介绍 3D model and chemical structure of Taxol (Paclitaxel) 3紫杉醇的发现及发展第3页紫杉醇介绍紫杉醇（Paclitaxel，Taxol，太平洋紫杉醇）是细胞有丝分裂抑制剂，被用于癌症治疗（主要是卵巢癌和乳腺癌）。起源：红豆杉科植物红豆杉干燥根、枝叶以及树皮。抗癌机制：有丝分裂中微管抑制剂，含有聚合和稳定细胞内微管作用，致使快速分裂肿瘤细胞在有丝分裂阶段被牢牢

2、靠定，使微管不再分开，可阻断细胞于细胞周期之G2与M期，使癌细胞复制受阻断而死亡 。4紫杉醇的发现及发展第4页简明机理作用机理：阻滞肿瘤细胞有丝分裂结合位点：-微管蛋白亚基（N-端第31位氨基酸和217-231位氨基酸结合位点）主要作用：造成细胞周期停滞；诱导细胞凋亡；LPS活性5紫杉醇的发现及发展第5页紫杉醇应用现实状况及前景治疗卵巢癌、乳腺癌首选药品，对白血病、肺癌、脑癌、直肠癌等疗效也显著，而且毒性试验表明它毒副作用很小，是当前最好天然抗癌药品之一。年份销售额（亿美元）增加率（%）19931.50-19943.40126.6719955.8070.5919968.1340.1719979

3、.4115.7419981227.521999约1525约2033.3国际紫杉醇原料药需求走势图（单位：千克）6紫杉醇的发现及发展第6页紫杉醇发觉历程1960年，Dr. Jonathan L. Hartwell, NCI.开启了从植物中筛选抗肿瘤活性成份项目；从样品中发觉了一些含有9KB细胞毒性；RTI（Research Triangle Institute）研究T. brevifolia1966年6月，纯组分分离以及一些物理常数7紫杉醇的发现及发展第7页分离过程8紫杉醇的发现及发展第8页快速发展 发展大事记：发觉之后快速发展9紫杉醇的发现及发展第9页在1982年至1994年间，紫杉醇化学合成

4、以及临床研究取得快速进展。1982-1984年进行动物毒性试验。1983-1986年，进行了临床和期试验。随即，紫杉醇被用于各种实体瘤如乳腺癌、肺癌研究。1991年，美国百时美施贵宝企业取得了美国癌症协会关于紫杉醇合作开发授权。1992年7月，新药申请文件提交，同年12月取得了FDA同意，把紫杉醇推上市场，商品名泰素Taxol10紫杉醇的发现及发展第10页几个获取紫杉醇路径当前关于紫杉醇取得方法主要是提取与合成合成包含：化学合成（半合成和全合成），生物合成提取：在当前发觉全部含紫杉醇红豆杉属植物中以欧洲短叶红豆中紫杉醇含量最高（0.069），而最低含量只有 0. 003，约从 38000棵紫杉

5、树中方可分离提纯得到 99纯度紫杉醇约 25kg，对于成树其紫杉醇含量为：树皮树叶树根树干种子心材。即使以树皮为原料提取话，每提取一千克紫杉醇就需要活剥10吨树皮！11紫杉醇的发现及发展第11页红豆杉生长十分迟缓，上百年才能成材，而我国20世纪90年代曾大肆砍伐，使野生红豆杉几乎遭受灭顶之灾，其树皮价格当初也仅仅5元每千克！所以，对于提取紫杉醇作为起源而言，对于生态破坏非常严重，另外，红豆杉作为一个再生时间比较长植物，其总量是非常有限，所以采取其它方式进行替换是非常主要，现在主要替换方法是利用红豆杉枝叶等可再生资源，进行提取紫杉醇前体，进行半合成；还有就是利用细菌真菌等进行生物合成方法。12紫

6、杉醇的发现及发展第12页化学半合成首次报道是Denis等提出半合成路线：13紫杉醇的发现及发展第13页全合成策略：1：线性战略，由A环到ABC环或由C环到ABC环2：会聚战略：由A环和C环会聚合成ABC环。14紫杉醇的发现及发展第14页全合成策略：全部合成路线都是经过若干步反应后得到含有紫杉醇母核结构化合物即Baccatin III, 最终再与 Ojima内酰胺（-lactam ，3 ）进行偶联反应加上侧链，最终得到目标产物紫杉醇。 15紫杉醇的发现及发展第15页化学全合成：全世界范围内约有四十多个一流团体从事紫杉醇全合成研究工作，其中有六个团体成功完成并发表了他们研究结果：1）Holton全

7、合成路线（1994）：此路线经历37步，产率为0.1%16紫杉醇的发现及发展第16页化学全合成：2）Nicolaou全合成路线（1994）：最终产率约为0.01%17紫杉醇的发现及发展第17页化学全合成：3）Danishefsky全合成路线（1996）：18紫杉醇的发现及发展第18页化学全合成：4.Wender全合成路线-1997：整个路线37步，是已知最短全合成路线。19紫杉醇的发现及发展第19页化学全合成：5. Kuwajima全合成路线-1998：20紫杉醇的发现及发展第20页化学全合成：6）Mukaiyama全合成路线（1998）：从总体上看，对天然药品紫杉醇化学全合成方法路径太长、合

8、成步骤太多，不但需要使用昂贵化学试剂，而且反应条件极难控制，收率也偏低（最高产率不超出2%），所以不适合工业化生产。21紫杉醇的发现及发展第21页生物合成当前生物合成方法有组织和细胞培养、生物转化、微生物和基因工程等方面。组织培养技术初始于20世纪80年代，且其在红豆杉产业中应用最为广泛，以它为例作简单介绍。愈伤组织培养 愈伤组织继代培养悬浮细胞培养细胞大量培养412322紫杉醇的发现及发展第22页红豆杉外植体处理：用自来水充分洗净，再用70%乙醇冲洗表面后切成小块，在70%乙醇中浸泡2分钟，再转移至0.1%升汞溶液中浸泡20分钟，然后用无菌水冲洗4到5次，备用。愈伤组织诱导及培养：将上述无菌

9、红豆杉嫩茎小块组织接种于含2ppm2，4-D、0.5ppmKT及10%椰乳MS培养基中，于25摄氏度二氧化碳培养箱中培养40天，PH5.8,即可形成小愈伤组织块，然后每隔30天进行一次移植继代培养。每次移植继代培养均取一块愈伤组织，不另其混杂，如此屡次移植继代培养即可取得多个愈伤组织无性系。23紫杉醇的发现及发展第23页细胞悬浮培养：培养基为含1ppm2，4-D、0.05ppmKT及10%椰乳B-5培养基红豆杉细胞大量培养：培养基与悬浮细胞培养基相同。在反应器中加入培养液，灭菌后冷却至室温，接种已经培养30天悬浮培养细胞，接种量按干细胞1到2克每升，在25摄氏度下，培养30天，待收获细胞。细胞

10、干燥及搜集：每批细胞培养30天后，离心或过滤搜集细胞，用去离子水洗涤两到三次，每次抽干，然后于30至40摄氏度低温下真空冻干，即得红豆杉培养细胞成品。24紫杉醇的发现及发展第24页分离纯化超临界提取 ,然后经己烷脱脂, 氯仿萃取HPLC梯度洗脱25紫杉醇的发现及发展第25页紫杉醇应用研究26紫杉醇的发现及发展第26页紫杉醇药品发展趋势紫杉醇生产植物细胞培养，微生物发酵和生物合成是有潜力生产方法；植物细胞发酵萃取制造紫杉醇；怎样控制植物细胞生产紫杉醇不稳定性是难点之一。靶向药品开发脂质体、药质体、环糊精包合、大分子结合物给药系统与紫杉醇结合提升靶向性、水溶性；聚合物（微囊、微球等）：用生物可降解聚合物包载紫杉醇，生物适应性好可生物降解。 27紫杉醇的发现及发展第27页紫杉醇药品发展趋势紫杉醇结构优化如在紫杉醇结构改造过程中合成出来紫杉醇