两个氧原子的博弈！麻省理工化学突破，解锁儿童绝症治疗新可能

发布时间：2025-12-29 21:16:00  浏览量：16

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文丨

球球

编辑丨

竹林阁楼

麻省理工学院的化学团队最近干成了一件大事，攻克了困扰化学界半个世纪的难题，成功合成出维替西林A。

这种真菌分子早在1970年就被发现了，可因为结构太复杂，一直没人能合成出来。

更关键的是，他们改造出的几种衍生物，在对抗弥漫性中线胶质瘤这种致命儿童脑癌时，表现出了让人振奋的活性。

这事儿往小了说，是化学领域的一次重大突破，往大了说，可能会给无数患癌儿童家庭带来活下去的希望。

维替西林A的合成为啥这么难？

本来想沿用之前的合成路线，后来发现完全行不通。

2009年的时候，这个团队已经合成过一种很像它的化合物，叫二脱氧维替西林A。

两者的结构几乎一模一样，就差两个氧原子，可别小看这两个氧原子，它们直接改变了分子的反应特性。

用团队负责人莫瓦萨吉教授的话说，这俩原子极大缩窄了化学转化的时间窗口，让整个分子变得特别脆弱敏感。

维替西林A本身的结构就够复杂了，包含10个环状结构和8个立体中心。

每个立体中心的碳原子周围都连着四个不同的化学基团，这些基团的空间排列必须分毫不差，任何一步出错，整个合成链条就全断了。

研究团队最初试着用合成二脱氧维替西林A的方法，结果在后期添加关键碳硫键的时候，根本得不到正确的立体化学构型。

无奈之下，

他们只能推倒重来，从零开始设计新的合成策略。

在我看来，这种推倒重来的勇气，正是科研最宝贵的品质，毕竟很多时候，一条路走到黑并非明智之举。

新策略的核心就是改了改成键的时间顺序，

团队以β-羟色氨酸这种氨基酸衍生物为起点，一步步添加醇、酮、酰胺这些化学官能团。

最关键的创新是提前引入含碳硫键和二硫键的基团，再给脆弱的二硫键做个“保护伪装”，让它在后续反应里不被破坏。

等二聚化反应完成后，再把二硫键恢复原样。

整个合成过程历经16步，每一步都要严格控制立体化学。

如此看来，这场化学攻坚更像是一场精准的舞蹈，时机的把控直接决定了成败。

最终，这项成果发表在了《美国化学会志》上，第一作者是沃克·克瑙斯博士。

合成出维替西林A，可不只是化学界的胜利，更给癌症治疗开辟了新路子。

丹娜-法伯癌症研究所的团队专门测试了维替西林A及其衍生物的生物活性，重点就盯着弥漫性中线胶质瘤。

这种癌症特别凶险，专门发生在儿童的脑干、丘脑这些关键部位，治疗选择少得可怜，患者的生存期很短。

测试结果出来后，有两种衍生物表现特别突出，分别是N-磺酰化维替西林A和N-磺酰化二脱氧维替西林A。

它们是通过增加DNA甲基化水平来发挥作用的，尤其对那些EZHIP蛋白高表达的癌细胞系效果显著。

EZHIP蛋白之前就被证实是潜在的药物靶点，这两种化合物能诱导癌细胞程序性死亡，相当于给治疗这种绝症找了个新方向。

确定这些化合物的潜在靶点，不仅能帮我们搞懂它们的作用机制，更能指导化学家进一步优化分子结构，开发出更有效的药物。

天然的维替西林A本身并不是最有效的抗癌分子，真正厉害的是经过化学改造的衍生物。

研究人员通过添加磺酰基这种官能团，成功提高了分子的稳定性和生物活性。

这也印证了一个观点，天然产物的价值不只是它本身，更在于给化学家提供了可以优化的结构模板。

虽然真菌来源的天然产物早就有成功案例，比如青霉素、洛伐他汀，但至今还没有真菌衍生的抗癌药物获批上市。

这次维替西林A的突破，说不定就能改变这个局面。

目前，研究团队已经在800多种癌细胞系中测试了先导化合物，想看看它们对其他癌症有没有效果。

接下来，丹娜-法伯的研究人员计划在儿童脑癌动物模型中验证这些化合物的疗效，进一步确认它们的作用机制。

从基础研究到临床应用，这条路肯定还很长，但不得不说，这次维替西林A的成功合成，已经迈出了最关键的一步。

正如齐俊教授所说，他们会整合化学、化学生物学、癌症生物学和患者护理等多方面的专业知识，全面评估这些分子的治疗潜力。

在我看来，这项研究最让人动容的地方，不只是技术上的突破，更是科研人员半个世纪的坚守。

从1970年维替西林A被发现，到如今合成难题被攻克，几代科研人员的接力，才换来了今天的希望。

对于那些患癌儿童和他们的家庭来说，这或许就是黑暗中的一束光。

而对于整个科研领域来说，这种基础研究的突破，更能为后续的临床转化奠定基础，让更多天然产物的价值被挖掘出来，造福更多患者。

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