酵母是常用于面包、白酒、啤酒等生产的一类微生物。现在，来自斯坦福大学的研究者将其使用范围扩大到了制药领域——使用酵母制备类鸦片（类罂粟碱）。

高级研究员、斯坦福大学生物工程副教授Christina Smolke及其同事将他们的研究发现发表于《科学》（Science）杂志。

在美国，类鸦片类物质广泛用于止痛。它们与中枢神经系统和肠道内的阿片受体结合，能够强烈的阻断传往大脑的痛疼信号传导。

类鸦片物质包括：二氢可待因酮、可待因、美沙酮、海洛因及吗啡，这些物质都来源于罂粟。

据Smolke及其同事称，生产1批类阿片药物需要耗时1年左右的时间。罂粟必须要先从有种植许可权的农场（比如：澳大利亚或欧洲的部分农场）收获，然后经过处理，再运到美国的制药厂。然后将药物活性成分从罂粟中提取出来，再制成类鸦片药物。

那么，如果科学家能够使用酵母制备类鸦片类药物，是不是就不用耗费那么长的时间了？

对酵母的基因修饰涉及到23个来自植物、细菌及大鼠的酶！

目前，通过化学提取及浓缩有效成分可以制备植物类药物。但是，斯坦福研究团队发现，一个新的制备类鸦片药物的方法。

研究者已经能够使用重组基因酵母通过生物合成生产青蒿素（一种源自青蒿的药物，可用于治疗疟疾）。这涉及到将设计好的6个酶的基因片段插入酵母细胞从而将酵母的基因重组。这个过程已经取得了成功，全球约有1/3的青蒿素都是使用这个方法生产的。

然而，Smolke及其同事称，他们使用酵母生产类鸦片物质的生物合成过程的难度比制备青蒿素的更大，需要使用23个来自植物、细菌及大鼠的酶对酵母进行基因修饰，由此建立的基因重组酵母才能够生产出二氢可待因酮。

Smolke说：“这是在酵母内设计的最复杂的化学合成。”

罂粟及其他植物产生的（S）-网叶番荔枝碱，可以自动转换为其异构体（R）-网叶番荔枝碱.这一异构体即合成止痛药分子的起始原料。

研究者将网叶番荔枝碱重组酶加入酵母细胞内，但是发现不能产生足够量的二氢可待因酮。因此，他们对一系列的酶进行了基因修饰，以增加二氢可待因酮的生成量。

将23个修饰的酶加入酵母细胞后能够使糖（主要原料）在3-5天内转化为二氢可待因酮。共同研究者Stephanie Galanie说：“酶能够催化合成或分解物质的分子，它们是生物合成过程中的英雄。“

使用这种方法，研究团队还能够制备出二甲氢吗啡——制备其他类鸦片化合物的前体。研究者说，用这种方法制备的二甲氢吗啡还要在药厂中进行处理，但是这比使用罂粟制备要节省大量时间。

新技术是否会导致毒品泛滥？

虽然类鸦片类物质是有效的止痛药，但是在处方药滥用中这类药物也很严重。2012年，据估计美国有大约210万人由于应用类鸦片物质导致精神障碍，并且自1999年因处方类止痛药导致的意外死亡率增长了4倍多。

Smolke及其同事们承认，他们建立的制备类鸦片药物的新方法可能会增加此类药物滥用的担心。他们说，如果新方法放大成功并且投入使用，必须要进行严格的监管。

Smolke说：“我们希望研究者和监管者能够一起进行慎重的审议。确保此类药物的生物合成能够以最负责任的方式进行。“

尽管类鸦片类药物在美国被高度滥用，但是斯坦福研究团队表示，全球仍有55亿人只能得到有限的止痛药或根本就不能获得止痛药。

研究团队称，基因修饰酵母生产类鸦片类药物能够降低这类药物的生产成本，能够满足止痛药缺乏地区的用药需求。并且，新方法还可用于生产其他药物，比如：关节炎类、感染性疾病类及癌症类。Smolke补充道：“我们制备出的化合物分子及我们建立的制备方法说明，仅仅使用酵母就可以制备出重要的药物。如果经过坚实的努力，我们一定能制造出更多的药物。”