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2周合成純度97%武漢肺炎用藥 中研院7人團隊如何克服「2大關卡」展現台灣速度?

中研院化學所副研究員陳榮傑(右一),帶領研究團隊,僅花2周時間,就合成純度達97%的百毫克級瑞德西韋。

林信男

焦點新聞

記者林信男攝、中研院提供

2020-02-24 14:27

身穿白袍的研究人員,手中高舉一只小玻璃瓶,附著在瓶底的少量白色結晶物,是可望用於治療COVID-19(武漢肺炎)的藥物─瑞德西韋(Remdesivir),這款由美國藥廠吉立亞(Gilead Sciences)研發的藥品,台灣中研院只花了短短14天,就完成百毫克級、純度達97%的合成工作,他們究竟是如何做到的?

上月底,國際權威醫學期刊《新英格蘭醫學雜誌》,刊載了美國本土首例武漢肺炎患者,經注射瑞德西韋後,病情於一天內好轉,且無明顯副作用的消息,為這場抗疫之戰,帶來一線曙光。

 

2月6日,中研院化學所副研究員陳榮傑,接獲中研院院長廖俊智指示,從實驗室15名成員中,挑選出6人,共同展開合成瑞德西韋的研究。

 

在哈佛大學從事博士後研究期間,曾接受(1990年)諾貝爾化學獎得主柯瑞(E.J.Corey)指導的陳榮傑表示,假設沒有時間壓力,自行合成瑞德西韋,「1、2個月跑不掉」,但這次面臨疫情急迫性,「院長說,有沒有可能2個禮拜完成?大家(研究團隊)認為,是滿大的挑戰。」

 

除時間緊迫外,合成瑞德西韋所需的原物料短缺,是中研院7人團隊,面臨的另一道關卡。

 

陳榮傑

▲陳榮傑向媒體說明研究執行過程。

 

擴增研究步驟 從零開始合成

 

簡單來說,中研院7人團隊的任務,是根據吉立亞發表的研究成果,依其製作過程,嘗試自行合成瑞德西韋;但,時間有限、原物料缺貨等2道關卡,讓研究團隊背負極大壓力。

 

「像我們訂購的有些藥品(指合成所需的原物料),現在(2月21日)還沒到,光是等,搞不好要3、4周,藥品來了以後,我們再開始try,如果這樣估算,2個月跑不掉。」陳榮傑猜測,藥品運送期之所以發生問題,或許和他國實驗室,也有意自行合成瑞德西韋有關,「有可能是大家都在訂」。

 

合成原物料缺貨,導致中研院7人團隊無法取得瑞德西韋的起始物(Starting Material),為解決這項問題,研究團隊決定「自己從零開始合成」。陳榮傑指出,「當時我們就決定,用更簡單的分子,去合成這些原物料,把原有的11步合成步驟,擴大到20步,包含起始物的部分。」

 

缺原物料,就設法自備,接下來得面對的,是時間壓力。「就藥物結構角度來看,瑞德西韋相對複雜,所以它的合成,步驟也比較複雜;雖然美國原廠已發表製作過程,但他們寫的步驟,不見得非常詳細,我們就像先鋒部隊,去嘗試、去看看每個步驟的可行性,觀察小量合成有沒有什麼問題。」陳榮傑說。

 

中研院本就具備有機合成、天然物全合成的研究能量;陳榮傑強調,「各項合成技術,我們大概都有,這次主要是時間問題,那麼短的時間,一定會遇到瓶頸,比較有挑戰性,如果時間足夠,慢慢試,就沒什麼大問題。」

 

陳榮傑

 

團隊成員平均年齡25歲 自動自發趕進度

 

陳榮傑帶領的研究團隊,成員包括實驗室助理周廷鴻、汪宗瑩、台灣大學化學系博士班研究生黃柔潔、中央大學化學系碩士班研究生洪銘陽,以及2名來自印度的博士後研究員Soumendra Nath Mukhopadhyay和Boobalan Ramalingam,平均年齡約25歲。

 

為爭取時間,上述成員放下手邊既有的研究計畫,全力投入瑞德西韋合成工作,自動自發趕進度。陳榮傑表示,「團隊成員覺得自己有能力,為這波疫情做出一些貢獻,讓他們有很強的動機,去執行這項工作,前一個禮拜,我們實驗室大概是24小時(運作),台灣年輕人真的很不錯,展現了台灣速度。」

 

談到團隊成員的辛勞,陳榮傑笑稱,自己個性嚴肅,進實驗室時,如果又帶著「撲克臉」,會讓成員們壓力更大,「他們曾經有來跟我講,老師,你可不可以帶點笑容?這大概是我印象比較深刻的。」

 

短短14天,中研院7人團隊克服了原物料缺貨、時間壓力等2道關卡,於2月20日,取得經光譜鑑定,純度達97%(僅3%雜質,其餘為藥物結晶)的百毫克級瑞德西韋。

 

陳榮傑解釋,97%的純度,是按照原廠發表程序,製作的結果,「這(純度)是可以再提高的」,實驗室要做到「克級」,也沒問題,至於純度須達多少,才能用於人體實驗,甚至大量生產(須達「公斤級」),得視原廠相關規範而定。

 

陳榮傑

 

想量產瑞德西韋 須取得原廠授權

 

中研院化學所所長陳玉如說,7人團隊合成純度97%的百毫克級瑞德西韋,「證明台灣有能力自製這個藥」,若想走向量產,必須先取得原廠授權,「我們要尊重人家的專利」。

 

「這藥物(瑞德西韋)還沒有臨床完全證實,所以我們現在是希望備而不用,我們只是證明,國內的藥物合成能力,具備國際水準,更希望的,是趕快投入新藥研發。」廖俊智強調。

 

2月13日,廖俊智邀集國內學研單位,召開「COVID-19合作平台」會議,倡議開放科學(Open Science)精神,以利學研單位共享研究材料、研究資訊和智財成果;就具體成效來看,截至目前,除中研院外,國衛院也合成了純度達97%的毫克級瑞德西韋。

 

廖俊智稱,台灣有許多團隊,正在進行老藥新用研發,也有部分團隊,負責測試新藥,「我們希望,在可預期的未來,會有一些結果。」

 

陳榮傑說明,「藥物開發涉及測試,那又是另一種專業;例如,我們自己實驗室的藥物開發,就是跟台大團隊合作,我們可以改變分子結構,他們進行測試,這項工作不是單一團隊,就可以完成的。」

 

當被問到達成任務的心情時,陳榮傑僅稱,「大家都在為這次的事努力,我相信,我們只是全台灣,有在盡力的一部分人而已,太多人比我們更辛苦。」

 

武漢肺炎疫情持續延燒,學研單位的全力投入,能否為台灣在藥物研發上,帶來更多突破,勢必成為這場抗疫之戰中,眾所期待的焦點之一。

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