Under et mikroskop samles klynger av nåleformede krystaller og lyser hvitt under naturlig lys.
Nylig var reportere fra Changjiang Daily vitne til separasjonen av en enkelt forbindelse – kinsenosid – fra den kinesiske urtemedisinen Anoectochilus roxburghii i et nytt legemiddellaboratorium ved School of Pharmacy, Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology. Denne ingrediensen bestemmer den farmakologiske aktiviteten til tradisjonelleAnoectochilus roxburghii.
Søyleformet krystallinsk kinsenosid henger i bunnen av kolben. Foto av Li Yonggang, reporter i Changjiang Daily
Vill Anoectochilus roxburghii ble oppført som en truet plante av Fujian-provinsen, dens primærproduserende region, i 1990. Den 7. august 2021 ble vill Anoectochilus roxburghii inkludert på Kinas nasjonale liste over beskyttede ville planter i klasse II. Denne planten har gjennomgått dramatiske endringer de siste to tiårene. Ved laboratoriet ved Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology, brukte professor Zhang Yonghuis team 20 år med dedikert forskning på å utvikle kinsenosid-tabletter, et klasse 1, innovativt kjemisk medikament med små molekyler. Produktet fikk nasjonal godkjenning for kliniske fase I-studier 28. juli i år og er i ferd med å lansere fase I-studier på mennesker. Tidligere ble 10 patenter som dekker oppfinnelsen og anvendelsen av Anoectochilus roxburghii for forebygging og behandling av leversykdom overført for en milepælsbetaling på 240 millioner RMB. Kunstig dyrket Anoectochilus roxburghii inneholder høyere nivåer av kinsenosid, dens viktigste medisinske aktive ingrediens, enn ville varianter, med stadig bedre kvalitet. Med en 2000-årig historie som en medisinsk og spiselig urt blant lokalbefolkningen i Fuji, kan Anoectochilus roxburghii nå bearbeides til kjemiske legemidler, moderne tradisjonelle kinesiske medisiner og homologe urteråvarer til medisinsk mat.
Professor Zhang Yonghuis team har også med suksess etablert en kjemisk syntesevei for kinsenosid, noe som betyr at kinsenosid kan produseres via kjemisk syntese.
En konvergens av tradisjonell kinesisk og vestlig medisin realiseres gjennom Anoectochilus roxburghii.
Professor Zhang Yonghui. Foto av Li Yonggang, reporter i Changjiang Daily
2000 år med folkebruk - Avdekke den funksjonelle hemmeligheten til Anoectochilus Roxburghii i laboratoriet
Født til en bondefamilie, ble Zhang Yonghui uteksaminert fra Huanggang Middle School i Hubei-provinsen i 1991 og ble tatt opp ved Tongji Medical University (nå Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology) til hovedfag i farmasi.
Med fremveksten av naturlig farmasøytisk forskning på 1970-tallet, dukket det opp en ny disiplin kalt naturlig farmasøytisk kjemi. I løpet av sine doktorgradsstudier spesialiserte Zhang seg på dette feltet og mestret systematisk et bredt spekter av forskningsmetoder og teknikker for naturlig farmasøytisk kjemi.
Etter å ha oppnådd sin mastergrad i 2000, ble Zhang på campus for å utføre naturmedisinsk forskning. "Kinesiske urtemedisiner har en historie som strekker seg over tusenvis av år. Tidligere kunne vi ikke avklare det materielle grunnlaget bak de terapeutiske effektene til de fleste urtemedisiner; nå har vi viljen og selvtilliten til å finne ut av det," husket Zhang. I løpet av noen få måneder satte han Anoectochilus roxburghii som sitt forskningsobjekt.
Anoectochilus roxburghii er en orkide av Anoectochilus-slekten, med mørke lilla-røde blader dekket med gyldne årenettverk, en særegen og vakker egenskap. Den vokser i Fujian, Taiwan og Yunnan-provinsene i Kina, samt Japan og flere Sørøst-asiatiske land.
Skogdyrket Anoectochilus roxburghii.
Reportere intervjuet lokale urtebønder i Yong'an City, Sanming Prefecture, Fujian-provinsen fra 13. til 15. august i år. Bøndene sa: "Fugler ser på Anoectochilus roxburghii-bladene som ginseng, så vi kaller det også 'fugleginseng'. Ville fjelldyr lever av det også. Forfedrene våre observerte dette for lenge siden."
Lokalbefolkningen i Fuji hyller Anoectochilus roxburghii som "Kongen av Urter", med en folkebrukshistorie som strekker seg tilbake over 2000 år. Det er kjent som et universelt avgiftende middel: brukes mot barns feberkramper, giftige slangebitt, bakruslindring, kronisk hoste hos eldre og fysisk svakhet etter fødsel. I tradisjonelle kinesiske velværekonsepter er "indre varme" og "toksiner" de grunnleggende årsakene til sykdommer, noe som gjør varmerensing og avgiftning til kjernehelseprioriteter.
Det var denne varige folkemedisinske visdommen som var gått i arv i tusenvis av år som inspirerte Zhang til å studere Anoectochilus roxburghii. "Likevel hadde ingen systematisk analysert dens kjemiske sammensetning, og etterlot de eksakte aktive ingrediensene som er ansvarlige for effektene uidentifisert."
I 2004, mens han fortsatt var foreleser, sendte Zhang inn et National Natural Science Foundation-prosjekt sentrert om Anoectochilus roxburghii og oppnådde 220 000 RMB i forskningsfinansiering, og lanserte offisielt forskning på urten.
I løpet av sommerferien 2004 ledet Zhang to doktorgradsstudenter til Zhangzhou City, Fujian-provinsen for å hente Anoectochilus roxburghii. På den tiden fantes det ingen kunstig dyrking lokalt, bare ville planter fantes. Uten lager tilgjengelig hos leverandører av medisinske urter, vandret teamet fjellområder for å finne veteran-urtemedisinere og kjøpte 3 kilo tørket Anoectochilus roxburghii for 33 000 RMB i forskningsmidler.
I løpet av to år, gjennom ekstraksjon, separasjon og rensing, isolerte Zhang mer enn 10 forbindelser fra Anoectochilus roxburghii, dominert av glykosider. Dette markerte den første vellykkede isolasjonen av kinsenosid fra Fujian-dyrket Anoectochilus roxburghii.
Tørket Anoectochilus roxburghiiav forskjellige varianter for laboratorietesting. Foto av Li Yonggang, reporter i Changjiang Daily
Zhang og teamet hans utførte dyreforsøk på de viktigste kategoriene av stoffer ekstrahert fra Anoectochilus roxburghii, og bekreftet at kinsenosid - snarere enn flavonoider eller polysakkarider som tidligere antatt av noen forskere - er den farmakologisk aktive ingrediensen i urten.
Kinsenosid ekstrahert fra Anoectochilus roxburghii er en glykosidforbindelse. Zhang uttalte: "Kvaliteten til Anoectochilus roxburghii bedømmes utelukkende av innholdet av denne enkeltforbindelsen, kinsenosid."
Videre forskning brakte kontinuerlige overraskelser. Wild Anoectochilus roxburghii inneholder over 10% kinsenosid i vekt, mens kunstig dyrkede varianter har enda høyere konsentrasjoner - noe som betyr at hver 100 gram av urten inneholder minst 10 gram kinsenosid. Et så høyt innhold av en enkelt aktiv forbindelse er ekstremt sjelden blant kinesiske urtemedisiner; de fleste medisinplanter inneholder mindre enn 1 % av en hvilken som helst aktiv ingrediens, og den velkjente paklitakselen utgjør bare 0,01 % av Taxus-barken.
Når de utvikler nye kjemiske legemidler, modifiserer forskere vanligvis den opprinnelige molekylstrukturen til lovende kandidatforbindelser for å øke effektiviteten eller redusere toksiske bivirkninger. Zhangs team fant imidlertid at den opprinnelige molekylære strukturen til kinsenosid gir optimale terapeutiske effekter og krever ingen strukturelle modifikasjoner i det hele tatt.
Alle medisinske stoffer har potensiell toksisitetsrisiko, men systematiske toksikologiske tester viste at kinsenosid er praktisk talt ikke-giftig. "Dette er en dyrebar skatt som er overlatt til oss av våre forfedre."
Veiledende dyrking med laboratoriedata – revitalisering av en truet plante
Tidlig om morgenen den 14. august, omtrent 60 kilometer unna Yong’an City, Sanming, løsnet 42 år gamle Su Bingzhang og hans 72 år gamle mor jord under moso bambuslunder. De planla å transplantere 600 000 Anoectochilus roxburghii frøplanter her i september.
Dette området ligger på grenområdene til Wuyi-fjellene i en høyde på over 500 meter, dekket av frodige moso bambus baldakiner. Tynt sollys filtrerer gjennom bambusblader til rød jord. "Anoectochilus roxburghii tåler ikke direkte sollys. I naturlige miljøer vokser den under skoger, med høye trær og bambus som fungerer som skyggen," forklarte Shen Shaorong, grunnlegger av Yong'an Huangnijia Co., Ltd., som fulgte journalister opp i fjellet.
Su Bingzhang (bakerst) og bønder bærer høstet Anoectochilus roxburghii nedover fjellet. Bidraget av Su Bingzhang
Shen Shaorong, som er innfødt i Hakka, begynte å forske på kunstig avl og dyrkingsteknikker for Anoectochilus roxburghii i 2005. Våren 2013 reiste Zhang til Huangnijia Co., Ltd. i Yong’an med studentene sine for å skaffe rå Anoectochilus roxburghii for laboratorieforskning. På det tidspunktet hadde Zhangs neste forskningsfase som mål å identifisere kinsenosides terapeutiske styrker for å fremme utvikling av nye medikamenter, mens Shen allerede hadde mestret vevskulturfrøplanteformering, underskogs- og drivhusplantingsteknologier.
Etter denne ekskursjonen til Yong'an, ble mest rå Anoectochilus roxburghii brukt i Zhangs laboratorium levert av Shens plantasje. Shen begynte også å sende planteprøver til Zhangs laboratorium for testing for å veilede frøvalg og dyrkingsoptimalisering.
I et intervju 14. august i år husket Shen: "Han fortalte meg den gang at han hadde bekreftet at Anoectochilus roxburghii utøver hypoglykemiske effekter med nesten ingen toksiske bivirkninger. Den eneste setningen motiverte meg til å fortsette å forske på kunstig dyrking til i dag."
For tiden driver Shen en Anoectochilus roxburghii-plantasje på 3200 mu under en "selskap + bonde"-modell. Hver mu gir 220 kilo friske blader, bearbeidet til 22 kilo tørket urt via lavtemperaturtørking, solgt til 5800 RMB per kilo.
"Før vi transplanterer frøplanter, knuser vi jord til fine partikler akkurat som å forberede grønnsaksfrøbed," sa Su Bingzhang, som pleier den 100 mu store bambusskogen sin. "Uten dyrking av Anoectochilus roxburghii ville dette fjelllandet ligget goldt." Den solbrune bonden smilte ærlig. Su kom tilbake til hjembyen for et tiår siden etter migrantarbeid for å dyrke sitrus, ris, mosobambus og Anoectochilus roxburghii. Urten bidrar nå med halvparten av hans totale årlige inntekt.
Bønder inspiserer flaskefrøplanter av Anoectochilus roxburghii ved Jiaoyu-fjellet, Lincang, Yunnan. Bidraget av Chen Ling
Su har ingen oversikt over hvor mye av hans kultiverte Anoectochilus roxburghii som har blitt levert til Zhangs laboratorium i løpet av det siste tiåret. Wang Yafen, en forsker ved New Drug Laboratory ved Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology, bemerket en klar trend: kinsenosidnivåer i kunstig dyrkede Anoectochilus roxburghii-prøver som sendes til testing fortsetter å øke, med jevne kvalitetsforbedringer år etter år.
I Fujian, hvor Anoectochilus roxburghii er hedret som "Kongen av Urter", manglet lokalbefolkningen vitenskapelige standarder for å bedømme førsteklasses kvalitet. De trodde ville urter, som ligner på ginseng, får bedre kvalitet med lengre vekstsykluser. På den tiden reflekterte den lokale markedsprisen denne misforståelsen: Anoectochilus roxburghii med to års blomst solgte for 2000 RMB per jin, mens ettårig blomstrende bestand fikk 1000 RMB per jin.
Zhangs laboratoriedata snudde denne tusen år gamle folketroen. Tester viste at blomstrende Anoectochilus roxburghii inneholder langt mindre kinsenosid enn ikke-blomstrende planter, og lengre dyrkingssykluser tilsvarer ikke høyere styrke.
Det er flere varianter av Anoectochilus roxburghii, kategorisert etter bladform: runde blad, spisse blader, store blader og tynne bladstammer. Ved å bruke egenutviklede testprotokoller bekreftet Zhang at bladene inneholder den høyeste konsentrasjonen av kinsenosid. Etter at disse funnene ble delt med dyrkere, ble store bladvarianter raskt den vanlige dyrkede stammen.
Bønder høster Anoectochilus roxburghii ved Jiaoyu-fjellet, Lincang, Yunnan. Bidraget av Chen Ling
Nesten 1800 kilometer unna Yong'an City, Fujian, vokser 40 mu av blomstrende Anoectochilus roxburghii ved Jiaoyu-fjellet, Lincang, Yunnan-provinsen. Chen Ling, leder av Yunnan Shanyuan Biotechnology Development Co., Ltd., forklarte at professor Yu Longjiang fra Huazhong University of Science and Technology introduserte Anoectochilus roxburghii-dyrking som et fattigdomsbekjempelsesprosjekt i Yunnan tilbake i 2017, og trente lokale bønder i kunstige dyrkingsteknikker. Professor Zhang Yonghui hjelper nå med å utarbeide Yunnans lokale mattrygghetsstandard for Anoectochilus roxburghii, mens Fujian Provincial Local Food Safety Standard for Anoectochilus roxburghii, formulert under hans tekniske veiledning etter fem års forskning, ble offisielt utgitt og implementert i juni 2022. Et økende antall Rox-bønder har sluttet seg til roxhii-bønder. dyrking.
I følge ufullstendig statistikk delt av Zhang, dekker landsomfattende Anoectochilus roxburghii-dyrking over 100 000 mu med en årlig industriell produksjonsverdi på 20 milliarder RMB. Anoectochilus roxburghii, som en gang var en truet villplante, har blitt revitalisert med støtte fra moderne vitenskap og teknologi, og har kontinuerlig kommet menneskeheten til gode.
20 år med urokkelig forskning – tillit forankret i folkemedisinsk praksis
Lokalbefolkningen spiser for det meste Anoectochilus roxburghii ved å koke den til avkok eller brygge urtete. Historiske dokumenter registrerer dens hypoglykemiske og lipidsenkende effekter.
Zhangs første forskningsmål var blodsukkerregulering. Dyreforsøk viste at kinsenosid gir moderat hypoglykemisk aktivitet, men likevel svakere enn metformin, et klassisk antidiabetisk legemiddel. Zhang forklarte at blodsukkernivået i modelldyr nådde 30 mmol/L; metformin reduserte nivåene til omtrent 7 mmol/L, mens kinsenosid bare senket glukose til rundt 10 mmol/L. For innovativ utvikling av kjemiske legemidler må kandidatforbindelser utkonkurrere eksisterende legemidler for å ha klinisk verdi, så forskningen om hypoglykemi stoppet opp.
Zhangs andre forskningsfokus var lipidregulering. År med gjentatte studier bekreftet at kinsenosides lipidsenkende effekt var kortere enn statinmedisiner, noe som markerte nok et stort tilbakeslag for legemiddeloppdagelsesteamet.
Professor Zhang Yonghui (helt til høyre) gjennomgår forsøksfremdriften i laboratoriet. Foto av Li Yonggang, reporter i Changjiang Daily
"Grav dypere." Hver gang teammedlemmer møtte vanskeligheter, brukte Zhang dette mantraet for å oppmuntre dem til ikke å overse subtile ledetråder gjemt i eksperimentelle data.
Disse to stoppede forskningsretningene avslørte senere viktig innsikt: mens kinsenosid ikke kan matche metformins frittstående hypoglykemiske kraft eller statiners isolerte lipidsenkende styrke, gir dets doble regulatoriske effekter på både blodsukker og blodlipider omfattende metabolske fordeler uten sidestykke av noen av de farmasøytiske midler.
"Gamle folkevisdom innebygd i Anoectochilus roxburghii som en kinesisk urtemedisin garanterer at nye gjennombrudd venter på oppdagelse," sa Zhang. Ved å trekke på folketradisjoner med å bruke urten for å lindre bakrus og beskytte leveren, satset teamet på forskning på kinsenosids leverbeskyttende mekanismer.
Zhangs laboratorium etablerte seks forskjellige dyreleverskademodeller for akselerert forskning: alkoholisk leverskade, medikamentindusert leverskade, kolestatisk leverskade, strålingsindusert leverskade, ikke-alkoholisk steatohepatitt og leverfibrose.
For å fremskynde forskningsfremgangen, administrerte Zhang selv eksperimentelle doser for å teste forbindelsens halveringstid. Forsøk bekreftet at kinsenosid når maksimal blodkonsentrasjon to timer etter administrering i både dyremodeller og mennesker.
Pprofessor Zhang Yonghui (helt til høyre) gjennomgår forsøksfremdriften i laboratoriet. Foto av Li Yonggang, reporter i Changjiang Daily
"På vår travleste fase bodde jeg på campus uten å reise hjem på to måneder," husket Wang Yafen, en av Zhangs studenter. Hun beskrev hele forskerteamet som nådeløse arbeidere som krevde påminnelser om å hvile. Mandag til lørdag utgjorde offisiell arbeidstid, men laboratoriet forble fullpakket de fleste søndager, med forskningsøkter over natten.
Omfattende eksperimentelt arbeid ga raskt gjennombrudd. I samarbeid med professor Xiang Ming fra School of Pharmacy, identifiserte Zhangs team kinsenosides terapeutiske effekt mot eksperimentell autoimmun hepatitt, sammen med dens unike anti-fibrotiske leveraktivitet. "Ingen nye farmasøytiske legemidler for leverfibrose har ennå oppnådd global markedsføringsgodkjenning. Hvis forskningen vår lykkes, kan vi utvikle en behandling som er i stand til å stoppe utviklingen fra hepatitt til skrumplever og leverkreft," forklarte Zhang. Kinsenoside viser robuste beskyttende effekter på tvers av alle seks testede leverskademodeller: alkoholisk, medikamentindusert, kolestatisk, strålingsrelatert, ikke-alkoholisk fettleversykdom og leverfibrose.
Forskningsstrømmen for leverbeskyttelse leverte transformative resultater. Tidligere i august fullførte 10 patenter som stammet fra forskningen på Anoectochilus roxburghii teknologioverføring, og kinsenosid-tabletter – utviklet som et lite molekylært kjemisk medikament – sikret fase I-godkjenning for kliniske studier utstedt av National Medical Products Administration.
Professor Zhang Yonghui gjennomgår forsøksfremdriften i laboratoriet. Foto av Li Yonggang, reporter i Changjiang Daily
I 20 år på rad ledet Zhang teamet sitt i urokkelig dedikert forskning på Anoectochilus roxburghii. Han krediterer sine to tiår med utholdenhet og selvtillit til to pilarer: den uavbrutt 2000-årige folkemedisinske arven til Anoectochilus roxburghii, og vedvarende støtte fra nasjonal forskningsfinansiering.
Utover den første støtten fra National Natural Science Foundation, mottok Anoectochilus roxburghii-prosjektet 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 tilskudd fra Hubei-provinsen, Wuhan kommunale myndigheter og Huazhong University of Science and Technology.
Zhangs team har også fullt ut etablert en levedyktig kjemisk syntesevei for kinsenosid. "Dette gjennombruddet bygger bro mellom tradisjonell kinesisk medisin og vestlig farmasøytisk kjemi."
Zhang forklarte at ekstrahert kinsenosid oppnår renhet som overstiger 99,5 %, og kvalifiserer det for utvikling som enten et kjemisk stoff eller en moderne tradisjonell kinesisk medisin. Kinsenosid-tabletter som går videre til kliniske studier som et kjemisk medikament inneholder 99,5 % rent kinsenosid. Teamet hans utvikler også klasse 1 innovative TCM-medisiner og helsekostformuleringer ved bruk av standardiserte aktive fraksjoner isolert fra Anoectochilus roxburghii. "Vi er helt sikre på at disse produktene vil nå pasienter på et tidligst mulig tidspunkt." Da Shen Shaorong hørte nyheten om at kinsenosid-tabletter ville gå inn i kliniske studier, uttrykte Shen Shaorong dyp begeistring: "Vi har ventet et helt tiår på denne milepælen."
Under flere intervjuer refererte Zhang gjentatte ganger til Tu Youyou og artemisinin. "Eksepsjonelle medisinske forbindelser endrer helseresultater - ett medikament kan til og med utrydde en hel sykdom, akkurat som artemisinin eliminerte malaria som en stor global trussel. Hvis jeg kan utvikle ett eller to helbredende nye farmasøytiske midler i løpet av livet, vil jeg vurdere min karriere som fullført."
Reportere: Yang Jiafeng, Tian Qiping, Changjiang Daily
Korrespondent: Wang Xiaoxiao
Redaktørens notat
