2026年7月30日，首都医科大学中医药学院胡雅婷教授团队联合中国中医科学院道地药材品质保障与资源持续利用全国重点实验室黄璐琦院士团队在《Science》上发表了题为“Enabling sustainable supply of the essential cancer medicines etoposide and teniposide in yeast”的研究论文。该研究针对抗肿瘤药物依托泊苷和替尼泊苷需要从珍稀濒危药用植物桃儿七提取鬼臼毒素类化合物为关键前体再半合成的制造难题，成功在酿酒酵母中建立了依托泊苷和替尼泊苷的绿色生物制造路线，将传统依赖植物种植和资源采集的前体获取方式，转变为基于微生物发酵的生物制造模式，并将相关前体的生物制造周期由植物栽培所需的数年缩短至3天的实验室发酵生产，实现抗肿瘤有效成分“不种而获”，为濒危中药资源可持续利用提供了新路径。首都医科大学中医药学院博士毕业生（现中国中医科学院博士后）沈思雨、硕士毕业生胡雪、药学院李丹副教授和童宇茹副教授为共同第一作者，黄璐琦院士和胡雅婷教授（末位通讯）为并列通讯作者。
中药资源的可持续供给，是推动中医药高质量发展的物质基础。全球药物供应链面临生态环境变化和地域分布不均带来的挑战，寻找并开发中药资源（尤其是珍稀中药资源）可持续利用的替代方案以摆脱对野生资源的依赖，已成为破解产业资源瓶颈、保障中药资源临床供给安全的重要破局点。合成生物技术驱动的生物制造能缓解中药活性成分对自然资源的依赖、规避复杂化工合成的严重污染。而实现高难度、复杂药物成分的替代性生物合成是各国竞争的热点，能从源头实现关键药物本土化生产，增强关键原料药供应的自主保障能力。依托泊苷和替尼泊苷是临床重要的鬼臼毒素类半合成抗肿瘤药物，其中依托泊苷是小细胞肺癌一线治疗方案中的基础药物。其相关前体主要来源于小檗科鬼臼亚科桃儿七属植物，生长于我国喜马拉雅地区的珍稀濒危药用植物桃儿七为其主要来源之一。由于桃儿七野生资源稀缺，人工栽培的桃儿七受种质资源不稳定和严苛生长条件限制，分布区域狭窄，依托泊苷与替尼泊苷的全球可持续供给受到严重挑战。
研究团队以我国特色珍稀濒危药用植物桃儿七为研究对象，通过基因组挖掘与功能筛选，成功鉴定出糖基化反应的关键糖基转移酶基因，补齐了依托泊苷和替尼泊苷直接糖苷前体生物合成路径的“核心拼图”。在此基础上，研究团队突破木脂素类化合物的生物全合成瓶颈，首先，在酿酒酵母细胞中重构由羧酸还原酶催化的非天然松柏醇前体供给途径，并将其与立体选择性二聚反应相耦合；随后引入芳基四氢萘类木脂素骨架合成酶，实现核心骨架(–)-去氧鬼臼毒素的从头合成；最后，利用由多个植物来源的细胞色素P450基因和糖基转移酶基因组成的“即插即用”后修饰体系，完成不同位点的区域选择性或立体选择性氧化与糖基化修饰。通过在单一细胞中超过60次基因编辑，将45个异源基因模块化引入酿酒酵母中，实现了系列鬼臼毒素类木脂素化合物的异源从头生物合成。最终，通过一步温和的化学反应将生物合成的糖苷前体高效转化为临床药物依托泊苷和替尼泊苷。
该研究建立了从简单碳源到复杂抗肿瘤药物关键前体的绿色生物制造路线，这不仅为解决小细胞肺癌基础用药的全球供应链安全问题开辟新的技术路径，也为珍稀濒危中药资源可持续利用提供新思路。
研究工作得到国家重点研发计划（2024YFA0920600）、中央本级重大增减支项目“名贵中药资源可持续利用能力建设”（2060302）、首都医学科学创新中心有组织科研项目（CX23YZ07）以及北京市自然科学基金（2244066）等项目的资助与支持。
胡雅婷，首都医科大学中医药学院教授、博士生导师，兼任道地药材品质保障与资源持续利用全国重点实验室副主任、中国中西医结合学会分子生药学专业委员会副主任委员，入选国家级海外高层次青年人才引进计划。课题组研究方向为中药活性成分合成生物学研究，聚焦于中药天然活性成分的生物合成机制及代谢工程研究。以第一或通讯作者在《Science》《Nature Catalysis》《PNAS》《Green Chemistry》《Natural Product Reports》等期刊发表多篇学术论文，以第一完成人获中国中西医结合学会科学技术一等奖1项。
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