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药物的历史:现代西药最先来自于动植物

 张巍帐篷剧 2018-07-25

自从踏上这颗星球,人类就一直在寻找能够减缓痛苦的各种物质。随着时光流逝,人类渐渐学会分辨哪些植物能够饱腹充饥,哪些植物剧毒无比,以及哪些植物是修身愈体的药材。古代苏美尔的尼普尔城,各种药方都撰写在陶土简上。我们知道早在4000多年前,人类便将花朵、种子、树叶、果实、根茎和树皮等当作药材使用。很多他们当年使用的植物,包括百里香、没药和松,现在仍以精油的方式使用,而柳木则是现代阿司匹林的来源。

阿司匹林是乙酰水杨酸的别名,是一种合成物,最早在1899年通过活性成分柳醇合成出产。柳醇由绢柳得名,绢柳是柳树的一种。几千年来,柳树树皮萃取的树脂和柳树树叶萃取的汁液一直用来治疗风湿病、神经痛等疾病,但是柳树药用的科学记载可追溯到18世纪的一位神职人员,名叫艾德蒙·斯通。不知他是受别人推荐或是偶然习得,养成了咀嚼柳树皮的习惯。有趣的是,柳醇对于树木本身也是一种药物——跨国化学品公司汽巴·嘉基农业生物技术研究小组的科学家发现,柳醇能够带来“系统的抵抗力”。显然,柳树利用这种抵抗力预防各种由于种在污水中可能引发的感染。

相对于其他任何一种疾病,疟疾是全球最致命的疾病。最初的药物治疗采用的是奎宁,在新的抗疟疾药物无效的情况下,目前仍然采用奎宁治疗疟疾的一些变种,奎宁也更普遍地应用于夜间腿部抽筋疼痛的治疗。奎宁源自干一种开花的常绿植物,叫作金鸡纳树,产于南美的安第斯山坡。金鸡纳树树皮最早干1645年出口到欧洲并作为抗疟疾药得以广泛推广,但其内在原理却直到1819年才被揭开。药剂师提取了一种生物碱,并根据秘鲁印第安语的“quina-quina”将其命名为奎宁,意为“树皮之王”。

随着药剂师继续探寻这些植物的生长环境,人们自然地发现了能够对精神产生作用的多种植物。而在印度和非洲,上百或许是上千年来,人们就利用萝芙木属相关植物的根茎作为镇静剂,治疗“月亮引发的疯狂”,其实就是精神失常。1925年一位生活在伦敦的尼日利亚知名人士突发癫狂症,而主治医师们束手无策,不得不求助于一位巫医,巫医带来了萝芙木根,药到病除。19世纪40年代末期,一位印度科学家将萝荚木(以16世纪医生、植物学家里昂那多·萝芙的名字命名)中的活性物质提纯,之后瑞士汽巴·嘉基制药公司进行更多研发工作,由萝荚生物碱制成的第一种精神类或者说调整情绪的药品利血平投放市场。而这一药品市场的广阔性令人咋舌——到20世纪70年代中期市场份额达到8 000万美元。

并不是所有的生物碱都能用化学方法简单提取合成,因为生物碱的多种复合物是非常难于合成的。比如马达加斯加长春花,也就是硫酸长春新碱的来源,是治疗儿童白血病和某些类型淋巴瘤不可或缺的一味药剂。目前制备1盎司(约28.35克)的硫酸长春新碱需要12吨长春花碎叶,而这一植物也是治疗霍奇金病的长春碱的来源。长春花白粉相间,是园丁们口中昵称的“明眸”,而正是这种纯美的装饰性植物,多年来已经帮助减轻了很多无法确诊的病症。如果没有提取自草本药物的70%的抗癌药品,癌症治疗将成为一个难以攻克的问题。

所有的药物本来都是天然的。印度传统医学的阿育吠陀系统据说至少有5000年的历史,现今仍然在印度次大陆广泛应用,并引发西方药理学界对此进行研究。印度传统医学课本中提到8 000多种天然药品,它们由植物、动物和矿物质制成。中国的中草药也开始在西方流行,当然中草药在中国的药物学领域早已占据重要位子。中国最早的药物学著作是《神农本草经》。西方传统普遍认为,医用植物学发展为应用科学是希腊医生狄奥斯科里德斯的功劳,公元78年,他发表了《药材医学》一书,详细记录了600多种药用植物的属性以及一些动物产品的药用价值。记录天然物品药用属性的药物学著作成为此后大约1400年西方医学的重要基础。帕拉塞尔苏斯在16世纪20年代建立了医药化学的概念,帕拉塞尔苏斯是一位瑞士医学家,本名德奥弗拉斯特·博姆巴斯茨·冯·霍恩海姆。帕拉塞尔苏斯推崇矿物盐和酸的使用,并采用包括蒸馏在内的多种化学方式进行实验。医药化学真正起飞是在此300年后,受德国药剂师助理弗雷德瑞希·瑟特纳的启发——他干1806年从天然药草中第一次提取了活性生物碱——从罂粟中提取了生阿片。瑟特纳依照古希腊睡梦之神摩尔莆神的名字将其命名为吗啡。可待因是吗啡的一种衍生物。

药物的历史充分显示了其灵感的源泉——大自然。但是大自然也有其不足之处。假设你是一家药物公司的管理者,看着库房中堆满大包小包的药材,世界各地进口来的各种树皮、根茎、叶子和花朵堆积其中,你开始思考自己的供给环节会出什么样的问题。天然药品容易受不良天气的影响,如洪水和干旱,以及虫害的影响。如果只有一种原材料不能及时到货,那么药物也没法制作,这就意味着病人的死亡。此外,天然药材活性成分的含量也具有不确定性,而且大量的活性物质需要经过加工才能制成所需的少量药物。最关键的是,原材料必须经过纯化和量化处理——而这些无疑都意味着更多的劳动。这也就是化学家们为何要不遗余力地寻找一种容易操作的用化学方式生产药用植物中活性成分的原因。

多年来我们看到关注的重点也有很大变化。首先,天然物质要么是制造药品的原材料,要么是人工制品的参照样本。化学家们越来越自信,他们采用越来越多的复合物——有些天然,有些则是人工制作合成物。现在科学家制造的化学合成物往往与我们了解的自然关系不大。当然这些会对人类产生怎样的影响也并不清晰,因为在这方面还缺乏长期的研究。与天然药物不同,这些化学复合物拥有全新的细胞排列组合,而这些排列组合并没有经过成百上千年的历练和考验。事实上,需要化学复合物的实验周期一般较为短暂,因为公司往往需要先完成新药30年专利的注册才能进行实验。倘若药品公司不能够迅速行动,提供药品疗效和安全性的有效证据并获得产品许可,恐怕到时候连病人都找不到了。药品越快通过试验阶段,药品公司在专利期限内就有更长的时间获取由这一发明带来的巨大利益。

对于自然,化学品公司仍然兴趣不减。药物公司的人员在地球最深处的丛林及最偏远的角落,四处寻找大自然中可以利用的新品种。但是即便发现了有用的材质,他们也不打算包揽整片有天然物质的区域,并从中提取制药所需的成分。他们会从植物中分离出括性物质,之后在实验室复制再造。科学家们的梦想是,未来的生物技术能够利用微生物或者其他材料,在实验室便可简单又廉价地制造出生理或精神疾病用药。

今天生物技术已成为现实。以水蛭素为例,这是汽巴·嘉基公司最新研制的药物,目前正在人体试验阶段。几个世纪以来,水蛭一直被用于给病人抽血。现在发现水蛭唾液含有的物质是一种有效和可控的抗凝血素,在预防血栓症、中风和心脏病这些在西方国家最致命的疾病方面会有疗效。问题是治愈一位患者所需的药量就要从1万只水蛭的唾液中提取,而且不难想象,提取并不容易。生物技术能有效解决这一难题,从水蛭中获取相应的基因并放人酵母细胞,便能人工制造水蛭素细胞。

新发现层出不穷。《柳叶刀》杂志新近一篇由诺贝尔奖获得者B.S.布鲁伯格等人合著的文章指出,临床研究显示利用干苦味叶下珠粉末治疗30天后,59%的病人体内不再含有乙肝病毒,而2000多年来,印度传统阿育吠陀医学中一直利用苦味叶下珠治疗包括黄疸在内的肝部疾病。同样的植物在中国、菲律宾、古巴、尼日利亚、关岛、东非、西非、加勒比地区以及中南美洲也有广泛应用。虽然这种植物已被广泛应用,同时数十年的研究也证明了药物在人体或动物体内并无毒性或副作用,但它可能不会出现在英国或美国市场。布鲁伯格先生因发现乙肝病毒及其血液检测方法而闻名,因此获得了诺贝尔奖,但仅有他的研究成果支持叶下珠的疗效还远远不够。完成叶下珠临床实验需要投入上亿英镑,化学公司不会花钱支持研究,因为到目前为止他们从未打算卖草药。当然他们可能会乐干复制叶下珠中的活性成分,但这完全是另外一回事。

在宝马汽车公司所在地德国,情况就大相径庭。法律允许销售药草,但是只是作为食品添加剂,而且标签不可提到用法。即便如此,大家都知道药草的用途。比如,中草药中常用的银杏提取物正成为德国最畅销的处方药——主要用于刺激老年人大脑的血液循环。

化学公司不热衷于生产天然植物提取物或者精油,可能与很难获取配方的专利权相关,几百年来一直如此。从植物中提取活性成分很容易,比用化学方式复制其非同一般的复杂功效更简单。薰衣草精油就是经典的例子。薰衣草精油是治疗烧烫伤的最佳良药。在严重灼伤的皮肤上敷上薰衣草,皮肤很快就会神奇地复原。薰衣草的疗效如此显著,其治疗原理却并不容易探寻。化学家们可以造出薰衣草气味的液体,甚至能将薰衣草分解,并标记出一部分成分,但是却没办法制造出能够替代薰衣草修复烧烫伤肌肤作用的物质。随着分析体系的进一步健全,更多的分子及其作用机理会被揭示出来。这会让医院的烧伤病房以及烧伤病人受益。

药物科学研究已经取得很大进步,我们应该感激这种进步。但是也请不要忘记科学与自然之间的关系。科学叹服于自然的神奇,不断试图分解和复制。自然孕育了细胞,并赋予细胞间复杂的工作模式,而所有的科学和技术无论如何都造不出一个细胞——何况植物、动物或人类。在自然和科学面前,我们不禁要问究竟哪一个更绝妙?

药物的历史:现代西药最先来自于动植物

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