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环磷酰胺——从化学战剂到斩魔利剑

 生物_医药_科研 2019-07-23

环磷酰胺是一个常用的抗癌药。这个药在1959年研究问世,在我国曾用名有“癌得散”、“癌得星”。这些药名表明了它的赫赫战功。这个药对恶性淋巴瘤、乳腺癌、小细胞肺癌、子宫肉瘤和急、慢性白血病等都有一定的疗效。在好多癌症病患的联合化疗中,环磷酰胺都是一个重要的药物。

环磷酰胺属于氮芥类抗癌药,这类药物的发现可追述到芥子气----一种军用毒气。芥子气是糜烂性毒剂,对眼、呼吸道和皮肤都有作用。对皮肤能引起红肿、起泡以至溃烂…。

化学战的历史,可以追溯到第一次世界大战期间。德军于1915422日在比利时伊珀尔战线前沿6公里正面上,预先布设约6000具装有氯气的吹放钢瓶,利用有利的气象条件,向英法联军阵地吹放。从大铁桶中冒出的黄绿色浓烟,顺风飘向英法联军阵地,像从天而降的魔兽。随之而来的是阵阵撕心裂肺的咳嗽,眼泪模糊了视线。氯气刺激人的呼吸系统,使其产生过剩的液体并囤积在肺部,导致中毒者类似于溺水一样的死亡。由于对方毫无戒备,约15000人中毒,其中近5000人死亡,阵地被突破89公里,开了化学战的先例。据英国统计,在1914年到1918年的四年中,造成英法联军约16万人中毒,但仅夺走了近2千多人的生命。鉴于氯气的杀伤力有限,且需要准确风向,如果自然风转向,失控的魔兽会反扑到释放毒气的德军阵地,无异于自杀。因此,氯气在德军的抱怨中,渐渐失去了魅力及威力。

在军方的强力推动下,德国科学家又合成了一种更加恶毒和有效的发疱性毒气:二氯二乙基硫醚(即芥子气),芥子气对皮肤有强烈的渗透性,主要以液滴的形式使地面或物体染毒,作用时间可持续数小时甚至数天。芥子气的杀伤作用是缓效性的,潜伏期约2小时~12小时,潜伏期过后相继出现红肿、水泡和溃疡,愈合很慢;严重中毒者出现皮肤大疱、随之表皮松解脱落、失明、呼吸道灼伤而死亡。19177月德军在伊珀尔地区,向英军使用了具有糜烂作用的芥子气炮弹,10天内共发射约100万发,造成对方重大伤亡。整个大战期间,交战国共生产毒剂约15万吨,其中大部分用于战场,因中毒而伤亡的总人数达100余万。化学战成为第一次世界大战中的一种重要作战手段。由于芥子气杀伤力太大,尽管在1925年制定的《日内瓦公约》中明确禁止使用毒气及化学武器,但在二战中德军还是进行了惨无人道的毒气战。 我国抗日战争期间,侵华日军在淞沪战场、徐州战场、衡阳保卫战等大规模战役中,都丧心病狂地使用芥子气,造成中国军民同胞死亡近万人。

这样一个臭名昭著的毒物,因一个偶然的发现,成了现代抗癌药的前身。在1943年底,美国的化学战顾问亚历山大,在对被芥子气毒死的人员进行尸体解剖时发现:受害者的白细胞大部分被芥子气破坏。作为资深研究人员,他突发奇想,芥子气能影响白细胞的分裂,同样可能减慢癌细胞的分裂。故基于芥子气的药物有可能用到癌症的治疗中。他的报告促成了战后大规模的从芥子气类的化合物中,寻找抗癌药物的研究活动。

人们想尽种种办法来减弱、减弱、再减弱芥子气的毒性。将硫原子换成了活性低得多的氮原子,并接上一些化学结构,目的是使药物主要在癌细胞内产生作用,而不伤及正常细胞。总共研究了数十万种的类似物,得到了一些氮芥的药物。这是最早的现代抗癌药物(西药)。而稍后问世的环磷酰胺是其中的一个佼佼者

 

芥子气和环磷酰胺结构式

氮芥类药物为何对癌症有效呢?因为这类药物分子上有两个臂,臂端都有个活性较大的部分。在进入癌细胞后,这两个臂端,能像两把钩一样,各自紧紧地抓住细胞的DNA中的一个碱基,最终形成药物经两臂与DNA连成的一个环。这样,双螺旋的DNA如同一个死结,不能被打开;而DNA不解旋,就无法进行细胞的分裂和复制。结果癌细胞不能增殖,最终被杀死。

环磷酰胺通过影响癌细胞DNA,产生了抗癌作用。药物在DNA上形成新的化学结构部分,被称为“烷化”,这些药物叫烷化剂。

凡是细胞就有DNA,癌细胞有,正常细胞也有。癌细胞的特点是快速增殖,而正常细胞的增殖速度慢得多。故药物能更多的杀死癌细胞。正是利用这一区别,这些药物被用于癌症治疗。杀死正常细胞,则为药物的毒副作用。当然,这些毒副作用,比起药物的原型----芥子气,不知少了多少哦。芥子气一碰就中毒,立即把人放翻。

不过,人体组织中,也有快速增殖的细胞:如制造血液的骨髓细胞、肠的上皮细胞、不断生长的毛发细胞、还有生殖细胞等。因此,环磷酰胺对这些组织细胞有较大的毒副作用。使用这些药物的患者脱发、呕吐、和白细胞减少等,以致被迫停药。在用药时,美名曰:完成了一个疗程。实际上是身体支持不了呢,不能再持续用药了;需要等身体恢复后,再来攻击癌症细胞。

这类药物,又称“细胞毒药物”,属于以毒攻毒,“杀敌三千,自伤八百”。药物不能识别癌细胞,专向打击;只是利用癌细胞的DNA活跃,增殖得快,因而杀死得较多一些。尽管药物的毒副反应较大,但在治疗某些癌症,特别是早期发现的癌症,还是有奇效。如对早期发现治疗的儿童白血病,利用这些药物,90%的都可以治愈,而以前是致命的。

到现在,借助生命科学研究的进展,一些能识别特定的癌细胞的药物已经问世,毒副反应小得多,被称为抗癌的靶向药物治疗。尽管现在还是开始,价格昂贵,针对的病种极少,用用有耐受性,也有其他的副反应,还无法代替经典的化学抗癌药物,但使人们看到了希望。

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