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科学家破解紫杉醇生物合成30年谜团,有望实现更廉价环保生产

2026-04-06 13:08 哥本哈根大学 Nature Synthesis 阅读 0
核心摘要: 哥本哈根大学研究团队破解了紫杉醇生物合成途径的最后步骤,发现两种关键酶,从而能够在酵母中实现更廉价、更环保的生产。该技术有望将紫杉醇成本降低一半,对发展中国家癌症治疗具有重要意义。研究已申请专利,并计划成立分拆公司进行商业化生产。

一个丹麦研究团队成功破解了抗癌药物紫杉醇的完整生物合成途径,从而能够在酵母中实现更廉价、更环保的生产。这一突破有望降低紫杉醇的成本,使其更广泛地应用于全球癌症治疗。

紫杉醇是治疗乳腺癌、卵巢癌、宫颈癌和肺癌最常用的化疗药物之一。然而,其生产方法一直成本高昂、复杂且对环境造成沉重负担,主要依赖于复杂的化学半合成。30多年来,科学家们一直在探索紫杉醇在太平洋紫杉树中的天然形成机制,以期通过生物技术实现更高效的生产。

哥本哈根大学的研究人员发现了两种缺失的酶,它们完成了紫杉醇生物合成途径的最后步骤。这些酶是使紫杉醇具有生物活性并发挥抗癌作用的关键。该研究团队已为该方法申请专利,并计划成立一家分拆公司,专门生产生物合成紫杉醇。

“使用这种方法,我们可以比当前传统方法更便宜地生产紫杉醇。展望未来,一旦我们进一步优化工艺,我们预计能将成本降低一半,”该研究的第一作者、助理教授Feiyan Liang说。目前,紫杉醇的成本超过每公斤20,000美元,是使用中最昂贵的活性药物成分之一。

更低的价格至关重要,因为全球卵巢癌发病率正在上升。预计到2050年,该疾病的患病率将增加超过55%,其中绝大多数病例发生在低收入和中等收入国家。同期,死于卵巢癌的女性人数预计将增加近70%。“我们看到许多发展中国家对紫杉醇的需求日益增长,高昂的价格是一个主要障碍。我们希望我们的工作能有助于降低药品价格,让更多人能够获得癌症治疗,”Feiyan Liang说。

新方法不仅更具成本效益,而且比化学合成更具可持续性。该过程不涉及化学生产中常见的有害化学物质和溶剂。此外,它允许使用更粗糙、纯度更低的紫杉针叶提取物作为起始原料,这比化学半合成所需的超纯输入要便宜得多,且这些材料可以回收利用。“我们想证明,构建一个既可持续又低成本的生物技术药物生产是可能的。今天这样的例子很少,但我们现在有了实现它的基础,”Sotirios Kampranis说。

参考原文: Feiyan Liang, et al. “Elucidation of the final steps in Taxol biosynthesis and its biotechnological production”. Nature Synthesis. 30 April 2025. DOI: 10.1038/s44160-025-00800-z.

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