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此后，科学家们又研制了氯喹（chloroquine）等疟疾药物。然而随着这些抗疟疾药物的长期使用，不少地区的疟原虫对这些药物产生了抗药性，以往的灵丹妙药对疟疾已经不再有效。于是在1967年5月23日，中国政府进行了“5·23抗疟计划”，研发抗疟疾的新药。1969年，北京中药所也加入了该计划，北京中药所屠呦呦率领的研究小组从中国古籍中搜集了2 000多份治疗疟疾的中医古方，对这些方子提及的200多种中药进行重点研究。
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青蒿（Artemisia carvifolia）作为药用植物，在中国已有千年种植历史，古人用它治疗疟疾、中暑、皮肤瘙痒、荨麻疹、脂溢性皮炎等疾病，还物尽其用地焚烧青蒿用于驱蚊。虽然不少古籍都提到青蒿治疗疟疾有奇效，但研究小组在用青蒿提取物杀灭疟原虫时，发现青蒿提取物的效果非常不稳定，似乎并非理想的抗疟疾药物。1971年，屠呦呦从东晋葛洪《肘后备急方》中得到了灵感，书中治疗疟疾的方子是“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁，尽服之”，处理青蒿的方法是绞汁，而非传统的煎药。她便想到，也许青蒿中的有效成分不耐高温，于是她改用低沸点溶剂的提取方法，得到了具有生物活性的提取物。
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1972年，研究小组成功从青蒿提取物中提纯了有效物质的结晶体，并将其命名为青蒿素。次年，屠呦呦又率领研究小组合成了更加强效、稳定的双氢青蒿素。为了防止疟原虫对新发现的青蒿素也产生抗药性，屠呦呦提出青蒿素联合疗法，将青蒿素与其他药物配合使用，可以防止和延缓抗药性。这是个非常有前瞻性的建议——多年之后，医学刊物《柳叶刀》（The Lancet）于2005年发表文章，指出在使用单方青蒿素的地区，疟原虫对青蒿素开始出现抗药性，世界卫生组织也开始全面禁止使用单方青蒿素。
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中药青蒿
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为了解决疟原虫对青蒿素的抗药性问题，屠呦呦研究团队花了三年多的时间，于2019年6月研究出新的治疗方案：更换青蒿素联合疗法中已产生抗药性的辅助药物，并适当延长用药时间。此外，该团队还发现，青蒿素对部分红斑狼疮也有良好疗效。
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青蒿素的临床应用，使我国疟疾患者从20世纪70年代的2 400多万减少到目前的数10万，在非洲的发展中国家，含有青蒿素的抗疟疾药物救了数百万人的生命。
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为了高效、低成本地生产这种救命药，科学家可谓煞费苦心。2013年，美国加州伯克利分校的杰伊·科斯林（Jay Keasling）教授和Amyris生物公司合作，培养出能生产青蒿酸的新型酵母，其生产的青蒿酸能被光化学催化为青蒿素，每升酵母培养基产生的青蒿素高达25克。这种生产青蒿素的方法，效率、成本都优于传统的植物提取、人工合成等方法。
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屠呦呦并不满足于以往成绩，她认为从中药中提取的有效成分可用于治疗阿尔茨海默病、动脉粥样硬化等疾病，造福全世界人民。说不定在将来的诺奖成果上，还会再次出现中药的身影。
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