以7-木糖-10-去乙酰紫杉醇(XDT)为原料酶/化学法联用生产抗肿瘤药物紫杉醇

紫杉醇(Taxol)属于“重磅炸弹式”的临床一线抗肿瘤药物，自上世纪90年代经美国FDA批准上市以来，紫杉醇及其衍生产品一直是销量最大的植物抗肿瘤药。随着新适应症及新剂型的开发，它的临床应用也随之扩大，可以预见：今后国际医药市场对紫杉醇的需求量仍旧有增无减。

目前紫杉醇的主要来源有红豆杉苗圃栽培和以10-去乙酰巴卡亭III（分离自欧洲红豆杉等的枝叶）为原料的化学半合成，这两种方式初步实现了红豆杉资源的可持续利用。但红豆杉植物在产生紫杉醇的同时还产生7-木糖紫杉烷等紫杉醇类似物，尤其是7-木糖-10-去乙酰紫杉醇(XDT)，该化合物在西藏红豆杉和中国红豆杉等植物中含量十分丰富，最高可达树皮干重的0.5%，而紫杉醇的树皮含量一般在0.02%左右。这类物质作为废弃物丢弃，既污染环境又造成资源浪费。我国目前有多家红豆杉林场，7-木糖-10-去乙酰紫杉醇原料来源充足，如果在提取天然来源紫杉醇的同时也能将这些废弃物“变废为宝”地转变成紫杉醇以增加紫杉醇的供应量，不仅具有重要的经济和社会意义，而且具有重要的环保意义。XDT在水解去除木糖基后生成10-去乙酰紫杉醇(DT)，后者经C10位乙酰化即为紫杉醇(如图所示)。

化学方法可以完成上述水解反应，但生物酶法去除XDT的木糖基具有环境友好、专一性高等优点。然而，用筛选得到的天然菌株进行此反应效率低下，原因在于细胞中的天然b-木糖苷酶通常含量低微，为解决这一难题，中国医学科研人员经多年努力，成功从香菇中克隆获得了具有自主知识产权的新型糖基水解酶基因，构建了携带该基因的工程酵母，利用高密度发酵收获的工程酵母能够高效去除XDT的木糖基，生成半合成紫杉醇的前体DT。

目前本项目已完成基于提高罐压免去补氧（通氧的费用可被省去）的10 L~1吨规模工程酵母高密度发酵优化试验，且以1吨规模的细胞酶活性为最高。如果以1吨规模发酵所获得的细胞(冻干)进行催化试验，当底物投料量为20 g/L时该细胞对底物的转化率达90%以上，该催化效率远远高于其他已发表的文献报道，且具备实际的生产意义。还初步完成了较大规模的产物纯化工艺。相关工作已获得多项国内外发明专利：ZL201010209089.4； ZL201180031238.5；ZL201610141218.8；US9,206,405 B2；JP5868395B2；KR 10-183013；EP 2586860 (生效国：德国、法国、英国)；CA2804879。

此外，由DT到紫杉醇的化学半合成（DT的C10位乙酰化）已有成熟的工艺技术。

本项目在半合成紫杉醇的同时,也不浪费天然紫杉醇,还能再制备出紫杉醇另一半合成原料:10-DAB，因此，红豆杉资源的利用率得到极大的提高。

此外，本项目在紫杉醇白蛋白结合型制剂、紫杉醇胶束制剂和口服紫杉醇纳米粒制剂等高端制剂研发方面已具备较强的工作基础。

本项目将从市场出发，采取先易后难的策略：即在制备紫杉醇原料的同时，首先从制备简单的紫杉醇粉针制剂入手申报并获批原料药和粉针制剂。在此基础上及时跟进其他制剂的申报。

本项目具有良好的开发前景，诚邀有一定经济实力的企业加盟该项目的深度产业化开发。

        联系人： 程永浩、范愉

        电话：010－63046839

        Email: pharmrd@imm.ac.cn

                                                                                                                                                                                                中国医学科学院药物研究所

                                                                                                                                    2022年6月24日