揮別罌粟田:用酵母菌培養鴉片

阿富汗種植罌粟花的農民。

 

 文|Mumu Dylan

 

  自古以來人類一直有項難題:如果想要獲取嗎啡、可待因酮或其它鴉片類藥物,唯一途徑就是從罌粟種子莢裡萃取。不過假設研究人員和製藥廠已經研發出其它方法呢?最近一項工程技術,即將讓他們能以少量的酵母菌和糖,製造出鴉片類的藥品。

 

  生物工程學家克莉絲汀娜‧斯莫爾克(Christina Smolke)所領導的史丹佛大學團隊,十多年來持續研究利用基因工程酵母,生產出類似鴉片的藥物。現在,他們將研究成果發表在期刊《科學》上,宣布已經用酵母製造出止痛藥「氫可酮」與「蒂巴因」,鴉片生物鹼也可轉換為可待因酮、羥嗎啡酮,和一些常被用於治療吸毒過量或是藥物濫用的藥物。

 

  史丹佛研究團隊除了在培養過程中以糖分餵養工程酵母菌之外,其餘部分跟製作麵包或啤酒酵母菌並沒有什麼巨大差異。而理所當然地,這些酵母菌生產出的結果並不是一般酒精發酵出來的產物,而是一種演變成鴉片前的胺基酸:「酪氨酸」。

 

史丹佛研究團隊在培養過程中以糖分餵養工程酵母菌,產出了有別於其他發酵物的副產品。

 

  接著透過額外的工程技術,使酵母繼續發展成含有微量成分的類鴉片藥物。當然,史丹佛團隊培育酵母的環境,也理所當然地與一般啤酒發酵培育酵母有很大的不同。斯莫爾克在電子郵件中寫道:「在我們的培育下,細胞生長在封閉的生物反應器中,非常精確的控制了攪拌、曝氣量、養分,和其他像是酸鹼值的變因。」

 

  但是,如果說歷史教會人類什麼,那就是:「只要有一種藥物存在,就會有人企圖濫用它。」就像頻率變高的莫非定律。而且,所有的啤酒釀造商或者麵包師傅都會告訴你,培養酵母其實沒有那麼困難。正因如此,專家們也警告這種易生產的酵母成功,可能會造成大量自製的可能性。斯莫爾克回應說:「這些說法都是用相對容易的方法測試,是應該被檢驗的,而我們將會不斷改良品種向前發展。」

 

  基本上,如果有人拿到了這些菌株也無助於事,因為史丹佛大學的實驗用酵母,僅能產生少量的網脈堿(Reticuline,嗎啡的前體物質),他們會需要一套超過家用的釀造工具,才能提煉出他們想要的東西;而且,就算有人想偷偷在實驗室裡嘗試製造毒品,菌株產生的蒂巴因和氫可酮,還需要專業的技術和設備才能轉換成毒品。

 

嗎啡是醫學上常見的鎮痛劑,戰爭期間軍醫常用於為傷兵止痛,但它具有成癮性等其他副作用。

 

  世界各地的科學家目前已經著手進行跨越式的合作,聯手提出各自的解決方案。而為什麼研究人員爭相急著解決這道難題呢?是因為全世界只有少數幾個允許種植罌粟的國家,而這樣的供應鏈很容易因作物歉收或氣候變化中斷。除此之外還有一點令人擔憂,那就是酵母菌可能被藥品製造商非法利用,事實上現行的醫療體制,確實已經助長了毒品交易。

 

  正因為操控鴉片的合成途徑實在過於複雜,幾乎不可能讓研究人員開發出更安全、更少成癮性的替代藥品。但人工培養的酵母似乎能解決這個難題,斯莫爾克表示她和其他的研究人員,目前正在研究能夠用低成本製造的抗腫瘤、抗生素和其他藥物的基礎與技術,她說:「這將使我們能夠公平地提供藥品給所有需要它們的人。」

 

  由於史丹佛團隊用於實驗的酵母只能生產少量的鴉片類藥物,而為了滿足商業需求,他們的下一步是釐清該如提升產量。斯莫爾克說:「我相信在兩年內,我們將看到這種技術的擴大與生產,並且瓦解種植罌粟的農民。」

 

 

圖片出處

CBCPBSLeidos

 

封面圖片credit

Stewart [email protected]

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