Под микроскоп клъстери от игловидни кристали се събират заедно и светят в бяло под естествена светлина.
Наскоро репортери от Changjiang Daily станаха свидетели на отделянето на едно съединение - кинзенозид - от китайското билково лекарство Anoectochilus roxburghii в нова лаборатория за лекарства в Училището по фармация, Медицинския колеж Тонгджи, Университета за наука и технологии Хуажонг. Тази съставка определя фармакологичната активност на традиционнитеAnoectochilus roxburghii.
Колоновидният кристален кинзенозид се задържа на дъното на колбата. Снимка от Li Yonggang, репортер на Changjiang Daily
Дивият Anoectochilus roxburghii е включен в списъка на застрашените растения от провинция Фудзиен, неговият основен производствен регион, през 1990 г. На 7 август 2021 г. дивият Anoectochilus roxburghii е включен в националния списък на Китай на защитените диви растения от клас II. Това растение претърпя драматични промени през последните две десетилетия. В лабораторията на медицинския колеж Tongji, Университета за наука и технологии Huazhong, екипът на професор Zhang Yonghui прекара 20 години посветени изследвания в разработването на кинзенозидни таблетки, иновативно химическо лекарство с малки молекули от клас 1. Продуктът получи национално одобрение за Фаза I клинични изпитания на 28 юли тази година и е на път да стартира Фаза I на човешки изпитания. Преди това 10 патента, обхващащи изобретяването и приложението на Anoectochilus roxburghii за профилактика и лечение на чернодробни заболявания, бяха прехвърлени за ключово плащане от 240 милиона RMB. Изкуствено култивираният Anoectochilus roxburghii съдържа по-високи нива на кинзенозид, основната му лекарствена активна съставка, отколкото дивите сортове, с непрекъснато подобряващо се качество. С 2000-годишна история като лечебна и ядлива билка сред местните жители на Фуджиан, Anoectochilus roxburghii сега може да се преработва в химически фармацевтични продукти, съвременни традиционни китайски лекарства и хомоложни билкови суровини за лекарства и храни.
Екипът на професор Zhang Yonghui също така успешно е установил път за химичен синтез на кинзенозид, което означава, че кинзенозидът може да бъде произведен чрез химичен синтез.
Сближаването на традиционната китайска и западна медицина се осъществява чрез Anoectochilus roxburghii.
Професор Джан Йонгуей. Снимка от Li Yonggang, репортер на Changjiang Daily
2000 години народна употреба — разкриване на функционалната тайна на Anoectochilus Roxburghii в лабораторията
Роден във фермерско семейство, Джан Йонгуей завършва средното училище в Хуанганг в провинция Хубей през 1991 г. и е приет в Медицинския университет Тонгджи (сега Медицински колеж Тонгджи, Университет за наука и технологии Хуажонг) за специалност фармация.
С възхода на природните фармацевтични изследвания през 70-те години се появи нова дисциплина, наречена естествена фармацевтична химия. По време на следдипломното си обучение Джан специализира в тази област и систематично усвоява широк набор от изследователски методи и техники за естествената фармацевтична химия.
След като получава магистърска степен през 2000 г., Джан остава в кампуса, за да провежда изследвания в областта на естествената медицина. "Китайските билкови лекарства имат история, обхващаща хиляди години. В миналото не можехме да изясним материалната основа зад терапевтичните ефекти на повечето билкови лекарства; сега имаме решителността и увереността да го разберем", спомня си Джан. В рамките на няколко месеца той определя Anoectochilus roxburghii като свой обект на изследване.
Anoectochilus roxburghii е орхидея от рода Anoectochilus, включваща тъмно лилаво-червени листа, покрити със златни мрежи от жилки, отличителна и красива черта. Расте в китайските провинции Фудзиен, Тайван и Юнан, както и в Япония и няколко страни от Югоизточна Азия.
Култивиран в гората Anoectochilus roxburghii.
Репортери интервюираха местни производители на билки в град Йонг'ан, префектура Санминг, провинция Фуджиан от 13 до 15 август тази година. Фермерите казаха: "Птиците смятат листата на Anoectochilus roxburghii за женшен, така че ние също го наричаме "птичи женшен". Дивите планински животни също се хранят с него. Нашите предци са наблюдавали това отдавна."
Местните жители на Фуджиан приветстват Anoectochilus roxburghii като „краля на билките“, чиято народна история се използва повече от 2000 години. Известен е като универсално детоксикиращо средство: използва се при фебрилни конвулсии при деца, ухапвания от отровни змии, облекчаване на махмурлук, хронична кашлица при възрастни хора и физическа слабост след раждане. В традиционните китайски концепции за уелнес „вътрешната топлина“ и „токсините“ са първопричините за заболяванията, което прави изчистването от топлина и детоксикацията основни здравни приоритети.
Именно тази трайна народна медицинска мъдрост, предавана от хиляди години, вдъхновява Джан да изучава Anoectochilus roxburghii. „И все пак никой не е анализирал системно химичния му състав, оставяйки точните активни съставки, отговорни за ефектите му, неидентифицирани.“
През 2004 г., докато все още е лектор, Джан представя проект на Националната природонаучна фондация, съсредоточен върху Anoectochilus roxburghii, и получава 220 000 RMB финансиране за научни изследвания, като официално стартира изследване на билката.
По време на лятната ваканция на 2004 г. Джан води двама студенти в град Джанжу, провинция Фуджиан, за да намерят Anoectochilus roxburghii. По това време на местно ниво не е съществувало изкуствено отглеждане, а само диви растения. Тъй като няма налични запаси при доставчиците на лечебни билки, екипът преходи в планински райони, за да намери ветерани билкари и закупи 3 килограма изсушен Anoectochilus roxburghii за 33 000 RMB средства за научни изследвания.
В продължение на две години, чрез екстракция, разделяне и пречистване, Zhang изолира повече от 10 съединения от Anoectochilus roxburghii, доминирани от гликозиди. Това бележи първото успешно изолиране на кинзенозид от Anoectochilus roxburghii, отгледан във Фуджиан.
Изсушен Anoectochilus roxburghiiот различни сортове за лабораторно изследване. Снимка от Li Yonggang, репортер на Changjiang Daily
Джан и неговият екип проведоха експерименти с животни върху основните категории съединения, извлечени от Anoectochilus roxburghii, потвърждавайки, че кинзенозидът - а не флавоноидите или полизахаридите, както се предполагаше преди това от някои изследователи - е основната фармакологично активна съставка на билката.
Кинсенозидът, извлечен от Anoectochilus roxburghii, е гликозидно съединение. Джан заяви: „Качеството на Anoectochilus roxburghii се оценява единствено по съдържанието на това единствено съединение, кинзенозид.“
По-нататъшните изследвания донесоха непрекъснати изненади. Дивият Anoectochilus roxburghii съдържа над 10% кинзенозид от теглото, докато изкуствено култивираните сортове имат дори по-високи концентрации - което означава, че всеки 100 грама от билката съдържа най-малко 10 грама кинзенозид. Такова високо съдържание на едно активно съединение е изключително рядко сред китайските билкови лекарства; повечето лечебни растения съдържат по-малко от 1% от всяка отделна активна съставка, а добре познатият паклитаксел представлява едва 0,01% от кората на Taxus.
Когато разработват нови химически лекарства, изследователите обикновено модифицират оригиналната молекулярна структура на обещаващи кандидат съединения, за да подобрят ефикасността или да намалят токсичните странични ефекти. Въпреки това, екипът на Джан установи, че естествената молекулярна структура на кинзенозида осигурява оптимални терапевтични ефекти и изобщо не изисква структурна модификация.
Всички лекарствени вещества носят потенциални рискове от токсичност, но систематичните токсикологични тестове доказват, че кинзенозидът е практически нетоксичен. „Това е ценно съкровище, оставено ни от нашите предци.“
Насочване на култивирането с лабораторни данни — Съживяване на застрашено растение
Рано сутринта на 14 август, на около 60 километра от град Yong'an, Sanming, 42-годишният Su Bingzhang и неговата 72-годишна майка разрохкват почвата под мосо бамбукови горички. Те планираха да трансплантират 600 000 разсада Anoectochilus roxburghii тук през септември.
Тази област се намира на разклоненията на планината Wuyi на надморска височина от над 500 метра, покрита с буйни сенници от мозо бамбук. Тънката слънчева светлина се филтрира през бамбукови листа върху червена почва. "Anoectochilus roxburghii не може да издържи на пряка слънчева светлина. В естествена среда расте под гори, с високи дървета и бамбук, действащи като негова сянка", обясни Шен Шаоронг, основател на Yong'an Huangnijia Co., Ltd., който придружи репортерите нагоре в планината.
Su Bingzhang (най-отзад) и фермерите носят реколтата Anoectochilus roxburghii надолу по планината. Допринесе от Su Bingzhang
Родом от Хакка, Шен Шаоронг започва да проучва техники за изкуствено размножаване и култивиране на Anoectochilus roxburghii през 2005 г. През пролетта на 2013 г. Джан пътува до Huangnijia Co., Ltd. в Yong’an със своите ученици, за да набави суров Anoectochilus roxburghii за лабораторни изследвания. По това време следващата изследователска фаза на Джан имаше за цел да идентифицира терапевтичните сили на кинзенозида за напредък в разработването на нови лекарства, докато Шен вече беше усвоил технологиите за размножаване на разсад от тъканни култури, под гори и засаждане в оранжерии.
След тази екскурзия до Yong'an повечето сурови Anoectochilus roxburghii, използвани в лабораторията на Джан, бяха доставени от плантацията на Шен. Шен също започна да изпраща проби от растения в лабораторията на Джан за тестване, за да насочи избора на семена и оптимизирането на отглеждането.
В интервю от 14 август тази година Шен си спомня: "Тогава ми каза, че е потвърдил, че Anoectochilus roxburghii упражнява хипогликемични ефекти с почти никакви токсични странични ефекти. Това единствено изречение ме мотивира да продължа да изследвам изкуственото отглеждане до ден днешен."
В момента Shen управлява плантация от 3200 mu Anoectochilus roxburghii по модела „компания + фермер“. Всеки му дава 220 килограма пресни листа, преработени в 22 килограма изсушена билка чрез сушене при ниска температура, продавани на 5800 RMB за килограм.
„Преди да трансплантираме разсад, ние раздробяваме почвата на фини частици точно както подготвяме лехите за разсаждане на зеленчуци“, каза Су Бингжан, който внимателно се грижи за своята 100-милиметрова бамбукова гора. „Без култивирането на Anoectochilus roxburghii, тази планинска земя би била безплодна.“ Загорелият фермер искрено се усмихна. Су се върна в родния си град преди десетилетие след мигрантска работа, за да отглежда цитрусови плодове, ориз, мосо бамбук и Anoectochilus roxburghii. Сега билката допринася за половината от общия му годишен доход.
Фермери инспектират бутилирани разсад на Anoectochilus roxburghii в планината Jiaoyu, Lincang, Yunnan. Предоставено от Чен Линг
Су няма данни колко от неговия култивиран Anoectochilus roxburghii е бил доставен в лабораторията на Джан през последното десетилетие. Wang Yafen, изследовател в New Drug Laboratory на Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology, отбеляза ясна тенденция: нивата на кинзенозиди в изкуствено култивирани проби от Anoectochilus roxburghii, изпратени за тестване, продължават да се покачват, с постоянни подобрения на качеството година след година.
Във Фуджиан, където Anoectochilus roxburghii е почитан като „Кралят на билките“, на местните липсват научни стандарти, за да преценят първокласното качество. Те вярват, че дивите билки, подобни на женшена, придобиват по-добро качество с по-дълги цикли на растеж. По това време местната пазарна цена отразяваше това погрешно схващане: двугодишно цъфтящо Anoectochilus roxburghii се продаваше за 2000 RMB на джин, докато едногодишно цъфтящо количество достигаше 1000 RMB на джин.
Лабораторните данни на Джан преобърнаха това хилядолетно народно вярване. Тестовете показват, че цъфтящият Anoectochilus roxburghii съдържа много по-малко кинзенозид от нецъфтящите растения и по-дългите цикли на култивиране не означават по-висока ефективност.
Има множество разновидности на Anoectochilus roxburghii, категоризирани по формата на листата: щамове с кръгли листа, заострени листа, големи листа и тънки листа. Използвайки собствено разработени протоколи за тестване, Zhang потвърди, че листата съдържат най-високата концентрация на кинзенозид. След като тези открития бяха споделени с производителите, едролистните сортове бързо се превърнаха в основния култивиран щам.
Фермерите жънат Anoectochilus roxburghii в планината Jiaoyu, Lincang, Yunnan. Предоставено от Чен Линг
На близо 1800 километра от град Yong'an, Фуджиан, 40 mu процъфтяващ Anoectochilus roxburghii расте в планината Jiaoyu, Lincang, провинция Yunnan. Chen Ling, ръководител на Yunnan Shanyuan Biotechnology Development Co., Ltd., обясни, че професор Yu Longjiang от Huazhong University of Science and Technology е въвел отглеждането на Anoectochilus roxburghii като проект за облекчаване на бедността в Юнан през 2017 г., обучавайки местните фермери в техники за изкуствено отглеждане. Професор Zhang Yonghui сега помага при изготвянето на местния стандарт за безопасност на храните на Юнан за Anoectochilus roxburghii, докато местният стандарт за безопасност на храните на провинция Фуджиан за Anoectochilus roxburghii, формулиран под негово техническо ръководство след пет години изследвания, беше официално издаден и приложен през юни 2022 г. Все по-голям брой фермери се присъединиха към Anoectochilus roxburghii отглеждане.
Според непълните статистически данни, споделени от Zhang, националното отглеждане на Anoectochilus roxburghii обхваща над 100 000 mu с годишна промишлена продукция от 20 милиарда RMB. Някога застрашено диво растение, Anoectochilus roxburghii е ревитализиран с подкрепата на съвременната наука и технологии, непрекъснато облагодетелствайки човечеството.
20 години непоколебими изследвания — доверие, вкоренено в народната медицинска практика
Местните консумират предимно Anoectochilus roxburghii, като го варят на отвари или варят билков чай. Историческите документи записват неговите хипогликемични и липидо-понижаващи ефекти.
Първата изследователска цел на Джан беше регулирането на кръвната захар. Експерименти с животни показват, че кинзенозидът осигурява умерена хипогликемична активност, но по-слаба от метформин, класическо лекарство против диабет. Zhang обясни, че нивата на кръвната захар при моделни животни достигат 30 mmol/L; метформин намалява нивата до приблизително 7 mmol/L, докато кинзенозидът понижава глюкозата само до около 10 mmol/L. За иновативно разработване на химически лекарства кандидат съединенията трябва да превъзхождат съществуващите фармацевтични продукти, за да притежават клинична стойност, така че посоката на изследване на хипогликемията е в застой.
Вторият изследователски фокус на Джан беше регулирането на липидите. Години на повтарящи се опити потвърдиха, че ефикасността на кинзенозида за понижаване на липидите е по-ниска от статиновите лекарства, което бележи още една голяма пречка за екипа, откриващ лекарството.
Професор Zhang Yonghui (вдясно) прави преглед на напредъка на изпитването в лабораторията. Снимка от Li Yonggang, репортер на Changjiang Daily
„Копай по-дълбоко“. Всеки път, когато членовете на екипа срещаха трудности, Джан използваше тази мантра, за да ги насърчи да не пренебрегват фините улики, скрити в експерименталните данни.
Тези две закъсали изследователски посоки по-късно разкриват жизненоважни прозрения: докато кинзенозидът не може да се мери със самостоятелната хипогликемична сила на метформин или изолираната липидопонижаваща сила на статините, неговите двойни регулаторни ефекти както върху кръвната глюкоза, така и върху липидите в кръвта осигуряват всеобхватни метаболитни ползи, несравними с нито един от отделните фармацевтични агенти.
„Древната народна мъдрост, вградена в Anoectochilus roxburghii като китайско билково лекарство, гарантира нови открития, които очакват откритие“, каза Джан. Въз основа на народните традиции за използване на билката за облекчаване на махмурлука и защита на черния дроб, неговият екип се насочва към изследване на хепатопротективните механизми на кинзенозида.
Лабораторията на Джан създаде шест различни модела на увреждане на черния дроб при животни за ускорено изследване: алкохолно увреждане на черния дроб, индуцирано от лекарства чернодробно увреждане, холестатично чернодробно увреждане, радиационно индуцирано увреждане на черния дроб, неалкохолен стеатохепатит и чернодробна фиброза.
За да ускори напредъка на изследванията, Джан си прилага експериментални дози, за да тества полуживота на съединението. Проучванията потвърждават, че кинзенозидът достига пикова концентрация в кръвта два часа след приложение както при животински модели, така и при хора.
PПрофесор Джан Йонгуей (вдясно) прави преглед на напредъка на изпитването в лабораторията. Снимка от Li Yonggang, репортер на Changjiang Daily
„На нашия най-натоварен етап живях в кампуса, без да се върна вкъщи два месеца“, спомня си Уанг Яфен, един от студентите на Джан. Тя описа целия изследователски екип като безмилостни работници, които се нуждаят от напомняния за почивка. От понеделник до събота бяха официални работни часове, но лабораторията оставаше претъпкана през повечето недели, като нощните изследователски сесии бяха обичайни.
Цялостната експериментална работа бързо доведе до открития. В сътрудничество с професор Xiang Ming от Факултета по фармация, екипът на Джан идентифицира терапевтичната ефикасност на кинзенозида срещу експериментален автоимунен хепатит, заедно с неговата уникална антифиброзна чернодробна активност. "Нито едно ново фармацевтично лекарство за чернодробна фиброза все още не е получило одобрение за глобален маркетинг. Ако нашите изследвания успеят, можем да разработим лечение, способно да спре прогресията от хепатит към цироза и рак на черния дроб", обясни Джан. Кинсенозидът проявява силни защитни ефекти във всичките шест тествани модела на чернодробно увреждане: алкохолно, лекарствено, холестатично, свързано с радиация, неалкохолно мастно чернодробно заболяване и чернодробна фиброза.
Изследователският поток за хепатопротекция даде трансформиращи резултати. По-рано този август 10 патента, произтичащи от изследванията на Anoectochilus roxburghii, завършиха трансфера на технологии, а таблетките кинзенозид, разработени като химическо лекарство с малка молекула, получиха одобрение за фаза I на клинични изпитвания, издадено от Националната администрация за медицински продукти.
Професор Zhang Yonghui преглежда напредъка на изпитването в лабораторията. Снимка от Li Yonggang, репортер на Changjiang Daily
В продължение на 20 последователни години Джан ръководи своя екип в непоколебимо посветено изследване на Anoectochilus roxburghii. Той приписва своите две десетилетия на постоянство и увереност на два стълба: непрекъснатото 2000-годишно народно медицинско наследство на Anoectochilus roxburghii и устойчивата национална подкрепа за финансиране на изследвания.
Освен първоначалната подкрепа на Националната природонаучна фондация, проектът Anoectochilus roxburghii получи подкрепа от Националния голям специален научен и технологичен проект за създаване на нови лекарства през 2010 г., Националната програма за високотехнологични изследвания и развитие 863 през 2013 г., заедно със значителни финансови безвъзмездни средства от провинция Хубей, общинското правителство на Ухан и Университета за наука и технологии Huazhong.
Екипът на Джан също е установил напълно жизнеспособен път за химичен синтез на кинзенозид. „Този пробив преодолява разделението между традиционната китайска медицина и западната фармацевтична химия.“
Джан обясни, че извлеченият кинзенозид постига чистота над 99,5%, което го квалифицира за разработване или като химическо лекарство, или като модерна традиционна китайска медицина. Таблетките кинзенозид, които преминават към клинични изпитвания като химическо лекарство, съдържат 99,5% чист кинзенозид. Неговият екип също така разработва клас 1 иновативни TCM лекарства и формулировки за здравословни храни, използвайки стандартизирани активни фракции, изолирани от Anoectochilus roxburghii. „Ние сме напълно уверени, че тези продукти ще достигнат до пациентите на възможно най-ранна дата.“ След като чу новината, че таблетките кинзенозид ще влязат в клинични изпитвания, Шен Шаоронг изрази дълбоко вълнение: „Чакахме цяло десетилетие за този крайъгълен камък.“
По време на многобройни интервюта, Джан многократно споменава Tu Youyou и артемизинина. "Изключителните лекарствени съединения променят резултатите в здравеопазването - едно лекарство може дори да изкорени цяла болест, точно както артемизининът елиминира маларията като основна глобална заплаха. Ако успея да разработя един или два нови лечебни фармацевтични агента през живота си, ще считам кариерата си за завършена."
Репортери: Yang Jiafeng, Tian Qiping, Changjiang Daily
Кореспондент: Wang Xiaoxiao
Бележка на редактора
