Những bài cùng tác giả
Thiên nhiên với sự đa dạng sinh
học là một biểu tượng của sức sống vạn năng trên
trái đất mà con người là một trong muôn ngàn sinh
vật. Con người đã biết tận dụng những tài nguyên
thiên nhiên trong cuộc sống và phải tranh đấu sống
còn với các sinh vật khác trong môi trường cạnh
tranh tiến hóa. Từ ngàn xưa, bệnh tật là một hiểm
nguy đáng sợ đe doa và cắt ngắn cuộc sống của con
người. Ngoài sức đề kháng tự nhiên, con người cũng
tìm nhiều cách để trị bệnh kể cả dùng những mê tín
nghi lễ thần chú sơ khai để đuổi bệnh. Trong lịch sử
các nền văn minh, y sĩ, thầy thuốc là những người
được quý trọng trong xã hội. Hầu như mỗi dân tộc đều
có y học truyền thống để lại qua nhiều thế hệ từ
sách vở hay truyền khẩu. Mặc dầu hiện nay y học
truyền thống thường không phổ biến và có nhiều hiệu
quả so với y học hiện đại nhưng y học truyền thống
đã có vài thành quả lớn ảnh hưởng ngay cả đến y học
hiện đại. Châm cứu là một thí dụ điển hình cũng như
thần dược thanh thảo trị bệnh sốt rét mà y học hiện
đại cũng bó tay vì ký sinh trùng gây bệnh sốt rét đã
nhờn các loại thuốc chống sốt rét dùng trước đây.
Thanh
thảo (artemisisa annua, qinghao) bắt nguồn từ Á châu
(Trung quốc, Việt Nam), hiện nay là một loại cây rất
phổ thông có mặt ở nhiều nơi trên thế giới, mọc tốt
ở khí hậu ôn đới hay cao nguyên. Có thể tìm thấy ở
các cánh đồng, nông trại, bờ rừng, dọc đường, trên
bùn gần bờ sông, rạch... Ở nhiều nơi, chúng trở
thành một loại “cỏ dại”. Theo truyền thuyết Trung
quốc, trong những cây dược thảo ngoài các cây gạo,
kê dùng trong canh nông, thì vua Thần Nông có cho
biết là thanh thảo là một dược thảo trị bệnh sốt
(fever) tốt. Trong một mộ cổ thời Hán (168 BC) khai
quật được ở Mawandu, người ta tìm thấy một tập sách
gọi là “Phương thức chữa trị 52 loại bệnh” trong đó
có nói về cây thanh thảo. Tập sách y học nổi tiếng
nhất là của Xue-Meng (1719-1805) cũng khẳng định cho
là thanh thảo chữa dứt bệnh sốt nóng và lạnh (1).
Cây thanh thảo thuộc họ (genus)
Artemisia gồm hơn 300 loài, trong số đó có Artemisia
annua (thanh thảo), Artemisia absinthium (ngãi tây
loại đắng). Artemisia absinthium, một loại cây ngãi
tây đắng, được dùng làm thuốc xổ lãi trong ruột non
và thuốc trừ côn trùng. Thanh thảo, như ta biết, có
tác dụng chống sốt rét nhưng chưa được nhiều người
biết cho đến khi gần đây.
Năm 1967, chính phủ Cộng hòa nhân
dân Trung quốc, thực hiện chính sách nghiên cứu chữa
bệnh bằng y học truyền thống (đông y). Điều này đòi
hỏi xem xét phân tích tất cả các thảo vật được dùng
trong thuốc y học truyền thống. Như vậy là có khoảng
từ 3,000 đến 5,000 loại thảo vật và các loại tập hợp
khác nhau giữa những thảo vật này. Vì thế đây là một
công trình rất lớn vẫn còn kéo dài cho đến tận ngày
nay.

Hình của
http://www.oup.com/
Ở Trung quốc, bệnh đáng quan tâm
hàng đầu trong thập niên 1960 là bệnh sốt rét,
thường xảy ra ở phía tây nam Trung quốc nhất là vào
lúc mùa mưa. Nghiên cứu lúc đầu cho thấy thanh thảo
có tác dụng chống ký sinh trùng sốt rét. Nhưng hợp
chất gì trong thanh thảo chủ yếu hiệu nghiệm chống
bệnh sốt rét ?.
Những
nghiên cứu để tách ra hợp chất hữu hiệu chống sốt
rét đã không thành công cho đến năm 1971 khi hợp
chất này được tách ra thành công từ thanh thảo dùng
diethyl ether. Hợp chất tách ra này chữa lành chuột
khi chúng bị nhiễm ký sinh trùng Plasmodium berghei.
Một năm sau, các nhà khoa học thành công tách ly
biệt lập tinh chất kết tinh của hợp chất với cấu
trúc hóa học gọi là artemisinine. Hợp chất
artemisinine chống ký sinh trùng sốt rét này thuộc
loại terpene, chứ không phải là loại alkaloid hay
amine. Hiệu suất lấy artemisinin từ thanh thảo là từ
0.01 đến 0.5% trọng lượng cây. Theo các nhà nghiên
cứu Trung quốc thì hiệu suất cao nhất là từ cây
thanh thảo ở tỉnh Sichuan. Năm 1979, nhóm nghiên cứu
sốt rét Trung quốc, đã có một cuộc thử nghiệm lâm
sàng dùng artemisinin trên 2,099 bệnh nhân (1). Một
kết quả không tưởng: tất cả đều trị hết bệnh sốt
rét. Thêm nữa, artemisinin dùng trên 143 bệnh nhân
sốt rét với ký sinh trùng đã nhờn thuốc chloroquine
và 141 bệnh sốt rét màng óc với kết quả khả quan.
Sau thử nghiệm lâm sàng này, nhiều thử nghiệm kế
tiếp ở Trung quốc và Đông Nam Á cho những kết quả
tương tự. Ở Việt Nam, trong một thử nghiệm lâm sàng
năm 1993 (4), với 638 bệnh nhân, dùng thuốc uống
artemisinin cho thấy trong vòng 24 tiếng, 98% ký
sinh trùng sốt rét biến mất. Trong nhóm bệnh nhân
dùng thuốc trong 5 ngày, chỉ có 10% là ký sinh trùng
xuất hiện lại. Thuốc artemisinin hiệu nghiệm chống
cả hai loại ký sinh trùng sốt rét falciparum và
vivax. Trong một thử nghiệm khác vào năm 1999 (5),
kết quả tốt nhất là dùng artemisin và sau đó quinine
trong 3 hay 5 ngày sau.
Đầu thập niên 1980, Ngũ Giác Đài
thuộc Bộ Quốc phòng Mỹ ở
Washington nhận ra là Trung quốc
đã có thuốc thanh thảo chống sốt rét và vì thế sẽ có
lợi thế trong quân sự nếu chiến tranh xảy ra. Nhất
là lúc ấy ký sinh trùng sốt rét plasmodia đã nhờn
các loại thuốc quinine, chloroquinine. Bộ Tổng tham
mưu Mỹ đã nhờ viện nghiên cứu Walter Reed Institute
của quân đội tìm ra bí mật thuốc thanh thảo và nếu
được thì có nơi nào ở Mỹ có cây thanh thảo. Câu trả
lời là nằm ngay trước cửa Ngũ Giác Đài. Trong những
vùng dọc sông Potomac chảy qua tiểu bang Maryland
vào Washington sau đó ra biển thì cây thanh thảo mọc
nhiều nơi dọc hạ lưu sông và trong lòng chảo
Potamac. Sự hốt hoảng của Ngũ Giác Đài biến mất
nhanh chóng. Thật ra thanh thảo đã được các nhà thực
vật Mỹ biết nhiều trước đây, sau khi cây này được du
nhập từ Trung Đông và Á châu vào thế kỷ 19. Những
người lập nghiệp ở Mỹ lúc đầu đã dùng thanh thảo làm
mứt ướp và cho thêm gia vị. Sự gấp rút tìm thanh
thảo của chính phủ Mỹ giống như sự hăm hở cố tâm tìm
kiếm vỏ cây cincona (làm thuốc quinine) của các nước
Anh, Pháp, Hoà Lan vào thế kỷ 18 và 19, để khỏi bị
Tây Ban Nha chế ngự khi nước này nắm độc quyền có
cây cincona ở Nam Mỹ. Lúc đó bệnh sốt rét là một
thảm họa gây tổn thất về nhân mạng, kinh tế tài
chính rất cao. Hoà Lan đã gởi lén người vào Nam Mỹ
đánh cắp giống cây Cincona, các cây bị đánh cắp này
được dùng để làm cây giống xây dựng đồn điền lớn ở
Java trồng Cincona, phá đi sự độc quyền thương mại
của Tây Ban Nha sản xuất thuốc quinine, lúc đó rất
đắt và khan hiếm.
Trên các lục địa thì Phi châu là
nơi mà nạn nhân bệnh sốt rét nhiều nhất. Theo thống
kê cứ mỗi 30 giây là có một trẻ em chết vì bệnh sốt
rét và mỗi năm có từ 300 đến 500 triệu người bị
nhiễm ký sinh trùng sốt rét. Artemisinin là thuốc
mang hy vọng lớn nhất trị bệnh sốt rét hiện nay. Ở
Tanzania hiện nay có những đồn
điền trồng cây thanh thảo ở khắp nước này. Dọc biên
giới Thái Lan-Miến Điện, bác sĩ Francois Nosten
thuộc nhóm nghiên cứu sốt rét Shoklo đã dùng
artemisinin (và mefloquine) trị bệnh sốt rét rất
hiêu quả cho những người tị nạn từ năm 1991. Ký sinh
trùng sốt rét Falciparum hầu như đã nhờn các thuốc
tiêu chuẩn chống sốt rét ở vùng này. Lúc đó
artemisinin chỉ mới bắt đầu được áp dụng sau những
thử nghiệm lâm sàng ở Trung quốc. Tổ chức Wellcome
Trust đã tài trợ cho bác sĩ Nosten và giáo sư Nick
White ở Thái Lan từ những ngày đầu khi giáo sư Nick
White trường đại học Mahidol biết được những thành
quả ở Trung quốc vào năm 1979 khi tình cờ đọc một
bài báo cáo khoa học đã cũ kỹ nhăn nheo viết bằng
anh ngữ từ một tạp chí y khoa trung quốc. Giáo sư
White đã liên lạc và đến Quảng Châu nơi nhóm nghiên
cứu trung quốc phát hiện artemisinin để học hỏi và
trao đổi. Ông đã được nhóm nghiên cứu Trung quốc
tặng một lọ thuốc thanh hảo mang về Thái Lan. Tổ
chức Wellcome Trust định phân tích và nghiên cứu
thành phần cấu tạo thuốc trong lọ nhưng bị một số
quan chức y khoa phương Tây ngăn cản vì họ muốn tự
chế tạo ra thuốc bằng phuơng pháp của mình. Nhưng
kết quả không đến đâu nên đến cuối thập niên 1980,
giáo sư White bắt đầu nhập các viên thuốc uống và
thuốc chích từ Trung quốc và hợp tác với bác sĩ
Nosten để chữa trị sốt rét cho các người di tản ở
biên giới Thái Lan-Miến Điện. Gần đâ được sự trợ
giúp 4.7 US triệu đô của tổ chức Bill and Melinda
Gates Foundation, chương trình trị bệnh sốt rét bằng
artemisinin của bác sĩ Nosten đã nới rộng cho toàn
tỉnh Tak ở tây bắc Thái Lan. Những kết quả hữu hiệu
từ bao năm ở đây bây giờ mới được thế giới chú ý đến
và chính thức áp dụng mặc dầu sự kiện này được biết
trong giới y khoa bệnh truyền nhiễm.
Tháng 5 2004, tổ chức Y tế Thế
giới (WHO) và Quỹ Thế giới chống bệnh AIDS, lao phổi
và sốt rét đã chính thức chấp thuận artemisinin là
thuốc chống sốt rét hữu hiệu, đồng ý mua và phân
phối 1 triệu liều artemisinin cũng như huỷ bỏ đơn
đặt mua những thuốc chống sốt rét không còn hiệu
nghiệm. Tuy nhiên mới đây vào cuối năm 2005, WHO
cũng kêu gọi các công ty thuốc ngưng tiếp thị và bán
thuốc chỉ một loại trong lúc trị sốt rét. Và dùng
artemisinin cùng với thuốc chống sốt rét khác như
mefloquine, chloroquinine cùng một lúc để phòng hờ
sự xuất hiện sau này của ký sinh trùng sốt rét nhờn
thuốc artemisinin.
Artemisin hiệu nghiệm chống ký
sinh trùng sốt rét như sau: khi ký sinh trùng sốt
rét xâm nhập tế bào máu hồng huyết cầu và tiêu thụ
25% chất hemoglobin trong hồng huyết cầu, tuy vậy
chúng không phân hóa phân tử heme (chứa sắt) mà chứa
phân tử sắt ở môt dạng polymer gọi là hemozoin. Khi
artemisinin phản ứng với sắt ở hemozoin, chất sắt
biến artemisinin thành một đốc tố, thả ra các chất
hóa học gốc (radical) tự do phản ứng nhanh chóng
giết chết ký sinh trùng. Mặc dầu artemisinin đã được
dùng khá lâu ở Trung quốc và Đông Nam Á nhưng vẫn
chưa thấy sự xuất hiện của ký sinh trùng nhờn thuốc
artemisinin. Lý do có thể là sự phá huỷ rất nhanh
chóng và triệt để ký sinh trùng sốt rét của
artemisinin khi tiếp xúc với phân tử sắt (Fe) trong
ký sinh trùng đã không cho nhiều cơ hội đột biến của
ký sinh trùng.
Hiện nay so với chloroquine hay
meflaquine thì thuốc artemisinin hơi đắt tiền (2.5US
một liều artemisinin so với 0.1US của các thuốc
trên). Lấy artemisinin từ cây thanh thảo rất tốn kém
và mất nhiều thời gian. Các nhà sản xuất đã không
đáp ứng được nhu cầu rất cao của artemisinin cần để
trị sốt rét với khoảng 300-500 triệu bệnh nhân mỗi
năm. Nỗ lực tìm những phương pháp chế tạo thuốc
artemisinin rẻ tới tay bệnh nhân đang được các nhà
nghiên cứu, các công ty thuốc thực hiện. Mới đây
trong một nghiên cứu của nhóm ở đại học California,
Berkeley (2)(3) được công bố trong tạp chí khoa học
Nature tháng 4 2006, cho thấy họ đã đưa vào thành
công 2 gene của cây thanh thảo vào bộ gene của men
rượu (saccharomyces cerevisiae) để sản xuất
artemisinic acid. Artemisinic acid là chất dùng để
sản xuất artemisinin qua một vài phản ứng của quá
trình hóa học. Phương pháp này đang được thử nghiệm
sản xuất trong kỷ nghệ công ty thuốc không vụ lợi
Institute for OneWorld Health (Viện sức khoẻ cho một
thế giới) hợp tác với công ty Amyris Biotechnologies
với sự trợ giúp 42.6 triệu US của tổ chức Bill and
Melinda Gates Foundation. Hy vọng với sự sản xuất kỷ
nghệ quy mô này, giá thành thuốc artemisinin chỉ còn
10% giá hiện nay và nhiều bệnh nhân ở các nước nghèo
có thể có cơ hội được chữa trị dễ dàng. Ông Jay
Keasling và đồng nghiệp của nhóm nghiên cứu này (2)
dùng 3 giai đoạn để tạo men (yeast) mới sản xuất
artemisinic acid như sau: giai đoạn đầu là thay đổi
một số gien của men bằng đột biến để gia tăng sản
xuất farnesyl pyrophosphate (FPP), giai đoạn hai là
mang gene amorphadiene synthase (ADS) của cây thanh
thảo vào men để tổng hợp FPP thành amorphadiene, và
giai đoạn cuối là mang gene cytochrome P450 của cây
thanh thảo vào men để oxid hóa qua 3 bậc chuyển
amorphadiene thành artemisinic acid.
Phương pháp sản xuất artemisinin
dùng men trong kỹ nghệ rất bảo đảm, rẻ và tiện lợi
không tuỳ thuộc vào sản lượng thu hoạch cây thanh
thảo hay thời tiết. Sự thành công sản xuất số lượng
lớn thuốc chống sốt rét artemisinin cho thấy sự tiến
bộ của khoa sinh học phân tử và di truyền áp dụng
trong y học. Tuy nhiên sự tiến bộ này đã dựa vào
thực vật có sẵn trong thiên nhiên. Điều này cho thấy
sự cần thiết và vai trò quan trọng của sự đa dạng
sinh học trong đời sống con người. bao nhiêu căn
bệnh hiểm nghèo như ung thư có thể được chữa trị
bằng những hợp chất hữu cơ có trong một loài thực
vật hay động vật nào đó trong thiên nhiên. Con người
vì thế cần phải tích cực bảo vệ sự đa dạng sinh học
trong môi trường sống của mình, vì đây là tài nguyên
vô giá trong sự sống tương lai.
Tham khảo
(1)
Lee, M. R., Plants against
malaria part 2: Artemisia Annua (Quinghaosu or the
sweet wormwood), J R Coll Physicians Edingburg 2002,
32:300-3005
(2)
Dae-Kyun Ro, et al.,
Production of the antimalarial drug precursor
artemisinic acid in engineered yeast, Nature, Vol.
440, 13 April 2006, 940-943
(3)
Towie, Narelle, Malaria
breakthrough raises spectre of drug resistance,
Nature, Vol 440, 13 April 2006, 852-853.
(4)
Nguyen DS, Dao BH, Nguyen PD, Nguyen VH,
Le
NB, Mai VS, Meshnick SR, 1993. Treatment of malaria
in Vietnam with oral artemisinin. Am J Trop Med Hyg
48: 398–402.
Peter J. de Vries, Nguyen Ngoc
Bich, Huynh Van Thien, Le Ngoc Hung, Trinh Kim Anh,
Piet A. Kager, and Siem H. Heisterkamp, Combinations
of artemisinin and quinine for uncomplicated
Falciparum Malaria: Efficacy and Pharmacodynamics,
Antimicrobial Agents and Chemotherapy, May 2000, p.
1302-1308, Vol. 44, No. 5.
|
©
http://vietsciences.org
và
http://vietsciences.free.fr
và http://vietsciences2.free.fr
- Nguyễn Đức Hiệp |