随州PVC管道管件粘结胶 酵母变“微型药厂”？科学破解抗药长春碱生产瓶颈

多年以来，酵母就像厨房常驻的" AI 助手"，让酿酒、传统面食制作、面包烘焙中的发酵过程实现了"人化"。在工业发酵技术逐渐成熟之后，酵母则从"寻常百姓"转战至工厂中的大发酵罐，用于广泛生产制造各种工业原料。

有趣的是，这任劳任怨的模范，近来还在尝试开展新业务——进军制药行业。新研究发现，它有望成为制造抗药物的"微型工厂"。

2026 年 7 月，中外科研团队在《科学》杂志发表成果，宣布发现种被命名为   VinBLAST   的蛋白，能够显著提常用抗药物——长春碱的关键前体的生物成率。研究人员将相关途径入酵母后，使长春碱的产量较之前提近千倍。

这项进展，为解决长春碱长期依赖植物提取、产量低且供应不稳定的问题提供了新思路。

廉价花卉产出的经典药物

长春花（Catharanthus roseus），作为常见观赏植物，也是长春碱等重要生物碱类抗药物的来源。图库版权图片，转载使用可能引发版权纠纷

长春碱（Vinblastine，VBL）来源于夹竹桃科植物长春花。20 世纪 50 年代，科研人员从长春花中分离出这种具有抗活的生物碱。此后，长春碱逐渐成为经典的抗药物之。

它为什么能抗呢？关键在于对细胞分裂过程的干扰。

细胞分裂时，需要利用微管组成"纺锤体"，把复制后的染体准确分配给两个子细胞。可以把微管理解为细胞分裂过程中临时搭建的"轨道和牵引绳"。

长春碱能够干扰微管的形成和动态变化，使纺锤体法正常工作，细胞因此停滞在有丝分裂阶段，难以继续增殖。由于细胞通常分裂加活跃，因此对这种干扰相对敏感。

也正因如此，长春碱长期被作为联化疗案的组成部分，用于霍奇金淋巴瘤、部分其他淋巴瘤以及睾丸生殖细胞等。

复杂过程造成的低产量

长春花虽然是种常见、易于栽培的观赏植物，但它体内的长春碱含量低。据研究团队介绍，大约需要 2000 公斤长春花干叶随州PVC管道管件粘结胶，才能提取出 1 克长春碱。如此悬殊的比例，使这种药物长期面临原料消耗大、分离纯化复杂和生产成本较等问题。

长春碱的稀少，还与它异常复杂的生物成过程有关。它的形成需要经过连串酶促反应，而不同步骤分散在细胞核、内质网、液泡和细胞质等多个区域。中间产物如同流水线上的半成品，需要在不同"车间"之间连续转运。其中些分子非常不稳定，尚未到达下道工序就可能分解，致整条成路线的产出率很低。

这也是在实际生产中，利用酵母制造复杂药物时普遍面临的难题：把组植物基因搬进微生物并不难，但这只是搭起了"生产线"，万能胶生产厂家难以保证生产线运行；要让不同酶在正确的时间和位置有机协作，才可能真正提产量。

此次研究寻找的，正是让这条复杂生产线顺畅运转的关键机制。

从酵母细胞到工业化"细胞工厂"。从左至右分别为：显微镜下微小的酵母细胞、工业酵母罐及规模化的酵母制造车间。经过代谢工程改造后，酵母可在发酵罐中成复杂产物及药物前体。

研究人员是如何让这条原本率低下的成路线顺畅运转起来的？答案就在个名为  VinBLAST  的蛋白中。

VinBLAST：

让两道工序"面对面交接"

研究人员发现，关闭长春花中的 CAD2 基因后，相关产物的生成量会下降约 90。进步研究表明，CAD2 编码的 VinBLAST 并不是普通的代谢酶，像个"分子支架"。

它能把前后两种关键酶组织到起，让不稳定的中间产物刚生成，就迅速进入下道反应；同时，它还能让下游酶的催化率提约 24 倍。通过同时"交接速度"和"反应率"，研究团队终于跨过了这条成路线中的关键瓶颈，并将长春质碱在酵母中的产量提到 164.9 毫克 / 升，较此前提升近 1000 倍。

值得关注的是，这机制并不只适用于长春碱。烟草、葡萄等远缘植物中的同类蛋白也能发挥类似作用，说明  VinBLAST 可能成为改造多种药物成路径的重要工具。

从产物到临床抗药。图为长春碱的化学结构式（左）和商品化的硫酸长春碱注射剂（vinblastine sulfate）。

但解决了产量问题随州PVC管道管件粘结胶，就万事大吉了吗？并不是。

从实验室突破到真正的"药厂"

还有多远？

这里，我们不得不提下化疗药物的另项普遍难题：药物在攻击细胞时，也可能拿枪指着"好人"——影响骨髓、毛囊和消化道黏膜等新较快的正常组织，表现为白细胞减少、脱发、胃肠道反应和经系统不良反应等等。因此，抗药研发和临床使用始终需要在伤与患者能够耐受之间寻找平衡。

而且，此次研究解决的是酵母成抗药路径中的关键瓶颈，并不意味着已经可以立即大规模、低成本地生产临床使用的长春碱。此次实现产的是重要前体长春质碱，后续仍需解决前体偶联、产物纯化、发酵放大和稳定生产等问题。

这也是生物制造科研成果转化为实际能广的技术时普遍面临的挑战：实验室里产量提，只是步；研究人员还需要确认工艺能否在大型发酵设备中稳定运行，并保证不同批次产品的成分、纯度和质量致。只有经过工艺放大、质量控制和监管验证，产菌株才可能真正成为可靠的药物原料来源。

不过这项研究展示了种新的可能：未来，些结构复杂、含量低的药物，或许不依靠大规模种植和植物提取，而可以由经过设计的酵母在发酵罐中制造。

真正的"酵母微工厂"距离投产还有段路，但让这条生产线运转的关键钥匙，或许已经出现。

参考文献

[ 1 ] . Science. VinBLAST 相关研究原文：https://www.science.org/doi/10.1126/science.aeb0357

[ 2 ] . 科学网：《中外科研机构联破解抗药成瓶颈》：https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2026/7/568385.shtm

[ 3 ] . DailyMed. Vinblastine Sulfate Injection 药品说明书：https://dailymed.nlm.nih.gov/dailymed/drugInfo.cfm?setid=f073b58e-56d6-4c8d-a2ce-b37719402d77

[ 4 ] . PubChem. Vinblastine：https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Vinblastine

[ 5 ] . FDA. Chemistry, Manufacturing, and Control Information：https://www.fda.gov/drugs/investigational-new-drug-ind-application/ind-applications-clinical-investigations-chemistry-manufacturing-and-control-cmc-information

策划制作

作者丨刘天同 清华大学医学博士

审核丨陶宁 生物医学域 研究员

策划丨佩雯 江帆

责编丨梦如

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