化身製藥大廚　中山大學研發「一鍋燉煮」合成法

【視傳媒記者吉雄世高雄報導】人類大量使用抗生素，導致細菌產生抗藥性，這是現代醫學與化學面臨的嚴峻挑戰。國立中山大學化學系副教授廖軒宏與林渝亞團隊化身大廚，掌握了「一鍋燉煮料理」的製藥技巧，大幅提升新型藥物合成效率，並開創前所未見的化合物結構，研究成果獲權威期刊《應用化學》（Angewandte Chemie） 刊登。

   長期以來，細菌逐漸「學會對抗藥物」，造成許多原本有效的藥品逐漸失效，引發嚴重的抗藥性危機。為了解決困境，現代醫學的解方不再僅限於尋找傳統的平面分子，而是亟需開發具備豐富三維立體形狀的新型藥物（如螺環化合物與吖丁啶）。人體的蛋白質宛如精密的鎖頭，這些結構穩固的立體分子能像精準的鑰匙般，緊密契合在正確的位置上，不僅能發揮最大療效，還能大幅減少誤傷其他蛋白質所引發的副作用。

   林渝亞指出，傳統的合成方法如同「拼樂高積木」，每次通常只能讓兩種原料反應，結構複雜的藥物分子必須一步一步慢慢堆砌。這種方式不僅耗時，能創造出的分子變化也相當有限，已不敷應對快速變異的疾病需求。為此，中山大學研究團隊採用了被稱為「多組份反應（Multicomponent Reaction）」的策略，其概念宛如「一鍋燉煮料理」。這種方法的極大優點在於，能在單一操作中將所有反應物一次放入鍋中結合；只要稍微替換其中一種「食材」（原料），就能在短時間內產出結構完全不同的分子，讓科學家得以極高的效率尋找潛在新藥。

   廖軒宏表示，這項研究就像為新藥開發打開了一條更快速的捷徑，帶來三個關鍵突破。首先，團隊打造出一種「加速引擎」，能在短時間內大量產生不同的新分子。研究人員運用一種本身處於高能量狀態的小分子作為起點，它就像被壓縮的彈簧，一啟動就會釋放力量，推動整個反應順利進行。藉由這樣的設計，團隊迅速合成出超過60種結構各異的新分子，大幅提升尋找潛在藥物的效率。第二個突破，是讓分子「站起來」。過去許多藥物分子偏向平面結構，如今團隊成功讓它們變得更立體、更有層次。這樣的立體設計，有助於分子在人體內找到正確位置時，更加貼合、精準，也為未來提升療效與降低副作用帶來新契機。第三，團隊更進一步打造出過去少見的嶄新分子骨架，為藥物設計開拓全新想像空間。這些新結構就像打開一塊尚未開發的地圖區域，未來可能成為研發下一代藥物的重要基石。值得一提的是，研究團隊也嘗試把這套方法應用在大家熟知的藥物與生物分子上，包括止痛消炎藥、降血脂藥，以及類固醇與胺基酸等重要物質。結果顯示，這項技術不僅能創造全新的分子，也有機會為現有藥物帶來「立體升級」，為未來醫療發展增添更多可能。

   總體而言，該團隊透過「一鍋燉煮料理」及「拼樂高積木」的方式，在短時間內完成數量繁多且結構新穎的3D立體分子，期待該研究方法加速整體藥物開發進程，縮短新型藥物開發的時間，以促進人類健康福祉。

   該論文由中山大學化學系副教授廖軒宏及林渝亞共同擔任通訊作者，第一作者為中山大學化學系暨理學院國際博士學位學程學生李宜樺，作者群包括化學系碩士生許哲銘、博士施尼諾（Shinje Miñoza）、碩士生施雅方、丁昱鈞、徐梓堯、陳菘廷、李玟萱及博士生張桂禎。

期刊連結請見：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.202522817

圖1:中山大學化學系副教授廖軒宏與林渝亞團隊化身大廚，掌握了「一鍋燉煮料理」的製藥技巧，大幅提升新型藥物合成效率，並開創前所未見的化合物結構。

圖2:論文主要的通訊作者中山大學化學系副教授廖軒宏這段時間剛好人在國外，因此提供老師獨照。

圖3-4:廖軒宏與林渝亞團隊研究成果獲權威期刊《應用化學》（Angewandte Chemie） 刊登。