Page 11 - Science Focus (issue 15)

在現今社會，癌症一向被認為是對人類健康來說
一場可怕，而又令人絕望的橫禍。可是，每年卻有數以百萬
計的人被確診；統計指出約每三個人中，便有多於一個人
會在其生命的後半部分罹患癌症 [1]。癌症泛指一組疾病，
起初由某些細胞把信號和指令搞亂，令其不正常地生長和
分裂，最後更有可能擴散至全身並引起不同的併發症。雖
然我們對癌症發病機制的認識尚未全面，科學家依然盡其
所能把最多的病人拯救。其中一個關鍵是對新藥的研發。
在上世紀六十年代初，美國國家癌症研究所展開了一
個大型抗癌藥物篩檢計劃，他們測試了數以千計植物對於
防止腫瘤 增生的能力。其中，一個樣本展示了為對抗癌
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症帶來希望的效用：那是太平洋紫杉 (Taxus brevifolia)
的樹幹和樹皮。Monroe Wall 博士和 Mansukh Wani 博
士在自然製品研究所的研究團隊花了很長的時間，小心翼
翼地用不同的有機溶劑反覆進行分配（partitioning），嘗
試濃縮和提取樣本中抗癌的活性成分 。終於，他們成功在
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1967 年提取出當中的活性成分 — 一個結構非常複雜、
非極性的分子，他們稱之為 paclitaxel（紫杉醇），後來以
商標 Taxol（汰癌勝）作銷售名稱而為人認識 [2]［編按：紫
杉醇在中文較為常用］。
在其後十年，國家癌症研究所對紫杉醇的抗癌能力作
進一步評估。紫杉醇被發現擁有強大的效用；在老鼠測試
中，紫杉醇對不同階段的肺癌、卵巢癌和乳腺癌均起顯著
的作用 [3]。此外，葉史 瓦大學 (Yeshiva University）的
Susan Horwitz 博士發現紫杉醇發揮作用的方式是透過進
入細胞，並附在被稱為微管（microtubule）的細胞管狀支
撐結構上，阻止細胞分裂，因此對快速分裂中的癌細胞尤
其有效 [4]。
一切都似乎十分順利，紫杉醇能阻止癌細胞的分裂，
阻止癌症的惡化，可是……
在 1983 年，紫杉醇的研究因其供應量不足而被 迫
停止。事實上，我們只能在自然界中找到少量的紫杉醇，而
且提取過程十分困難 ─ 12 公斤的太平洋紫杉樹只能提供
0.5 克的紫杉醇（產量相等於 0.004 %），治療一個病人需
要伐掉六棵百年老樹 [5]。更甚的是，太平洋紫杉是世界上
長得最慢的樹之一，而且瀕臨絕種的邊緣。完全由化學方
式來合成紫杉醇在商業上並不可行，因為紫杉醇的結構極
之複雜，全合成 (total synthesis) 需要 35 至 51 步，這會
令產量變得極低（0.4 %）以及成本變得極高 [6, 7]，因而迫
使科學家尋找更有效的方法取得紫杉醇。
紫杉醇合成的主要突破出現在八十年代後期，當時
一間名為 Polysciences Inc. 的公司提出了一個可持續、
大型生產紫杉醇的方法。當中涉及提取紫杉醇在自然
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界中的前驅物（precursor） ─ 10-脫乙酰 基巴卡亭 III
（10-deacetylbaccatin III）。10-脫 乙 酰 基 巴 卡 亭 III 可
以從一種較容易培植，而且數量較多的歐洲紫杉（Taxus
baccata）中提取，過程不需要把樹砍掉 [3]。10-脫乙酰基
巴卡亭 III 可以較容易地被轉化成紫杉醇，因為合成的過程
不需要由零開始。總的來說，相比起直接從太平洋紫杉中
提取紫杉醇，這種被稱為半合成的方法可以把紫杉醇的提
取產量提升 50 倍，而且是個可再生和更環保的方法 [8]。
生物科技上的發展甚至讓科學家可以嘗試從其他非植
物物種中製造紫杉醇、或與其相關的前驅物。科學家現在
可以透過基因工程，把一些參與合成紫杉醇的基因，從包
括太平洋紫杉在內的紅豆杉（ Taxus）屬移至一些微生物，
例如大腸桿菌（Escherichia coli）[6] 和一些真菌 [9, 10]，
令其生產出紫杉醇。
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