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太疯狂!科学家用女儿试药,染料中掘出抗菌奇药磺胺

2014/12/17 来源:艾美仕
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导读
自从化学家保尔·埃尔利希历经605次失败,终于发明了“606”之后,这一抗菌药物成功征服了锥虫导致的“睡眠病”和梅毒螺旋体所致的“梅毒”,从而揭开了抗生素治疗的新篇章。


格哈德•多马克

自从化学家保尔•埃尔利希历经605次失败,终于发明了“606”之后,这一抗菌药物成功征服了锥虫导致的“睡眠病”和梅毒螺旋体所致的“梅毒”,从而揭开了抗生素治疗的新篇章。

下一代抗菌药物何时问世,成为欧洲化学家们争先恐后争夺的荣耀。

很多科学家纷纷“跟风起哄”,造出了不少抗原虫病的药,如抗疟疾药就是黄色染料阿的平等。同时,科学家继续寻找能与蛋白质结合的毒物,试图征服细菌。可惜,所得药品不是在活体内对病菌无效,就是毒性太大而无法应用。

在科研全面处于停滞的状态时,通常有些疯狂的天才能够开创一个与众不同的局面。而对于新一代抗菌药物的研发,也是再次见证了天才们的“超级大脑”。

用女儿试药,疯狂科学家铤而走险

说起这一新药,与制药业“百年老店”拜耳有关。可能很多人知道拜耳和阿司匹林,但是未必知道拜耳曾在化工领域独占鳌头。

当然,日后很多化学药的巨头,都是从化工产品起家的。来自拜耳的科学家格哈德•多马克也在和实验室的同事一起开发新的药物。就如同那个年代的科学家一样,他们先后合成了1000多种偶氮化合物,屡试屡败。

有了“606”的传奇在前,其实失败1000次也不算什么。坚持到最后,果然有成果。

1932的年圣诞节,奇迹出现了!当他把一种在试管试验中没有抗菌作用的某种桔红色化合物灌给已感染的小白鼠之后,这些小白鼠不但没死,反而日渐康复。各种器官也没有受到损伤。

接着,他又研究了它的毒性,发现小白鼠和兔子的可耐受量为500mg/kg,更大的剂量只引起呕吐,这说明毒性很小。

这种桔红色的化合物由一种偶氮染料和一个磺胺基结合而成。1908年就能人工合成了,是一种染料,使纺织品虽经洗晒而并不褪色,商品名“百浪多息”。这也就是日后衍生出一个庞大品类家族的抗菌药物磺胺。

此时,他的女儿手指感染,肿胀,全身高烧。城里最著名的医生用尽了各种良药,都无效果,接下来可能发展为败血症。他别无选择,只能孤注一掷,将此药注射给垂死的女儿。疯狂科学家的疯狂举动也许感动了上苍,奇迹出现了,女儿的病情逐渐稳定,并最终痊愈。

不过直到1935年,多马克总结了8年来的艰辛工作,特别是对“百浪多息”的研究,才在《德国医学杂志》上发表了题为《细菌感染的化学治疗》的论文。文章准确的论述,严格的测定方法和统计学处理,以及所附的受感染动物的显微照片,使读者心悦诚服。

1939年,多马克与赫格勒合写了专着《细菌感染的化学治疗》。同年,获诺贝尔奖。

没有专利,拜耳痛失好局

对于磺胺的研发,一直有一个业界的“公案”。就是多马克为何迟了三年才发表论文。很多人猜测,这一拜耳公司的策略有关。拜耳公司可能想把这一结果保密直到他们把这个新药的专利准备好。然而事实并不是这样的。

发现新的抗菌药的消息慢慢传了出去。法国巴斯德研究所的研究人员得到信息后曾经找拜耳公司索要一些新药的样品,然而被拒绝了。

这个小组居然自己合成出了百浪多息。他们发现这个药经代谢降解成两个部分:一个是三氨基苯,就是产生红色的染料基团;一个是对氨基苯磺酰胺,后来被称为磺胺,是药物的活性成分。于是磺胺药物的秘密就这样被揭开了。

关于“百浪多息”的作用机理,巴斯德研究所的特雷夫埃夫妇及其同事的研究结果是:“百浪多息”在体内能分解出对氨苯磺胺,它在化学结构上和细菌生长繁殖所必需的对氨基苯甲酸十分相似,被细菌吸收,却起不到应有的作用,从而抑制细菌繁殖。

其实拜耳一开始就发现磺胺可能会打水漂,因为申请专利是一件几乎不可能的事情,因为,磺胺分子早于1908年就被澳大利亚化学家保罗?盖尔莫合成并在他的博士论文里报道过了。当时它被用来做为一种染料的中间分子,有关它的专利在多马克开始他的研究前就已经过期了。

所以由于没有专利的限制,这一消息泄露出来后很多的制药公司争相开始研发磺胺类药物。据估计,从上世纪30年代末到40年代初,有五千多种磺胺分子被合成出来进行研究,但是只有约二十种有药用价值。这些药中有磺胺吡啶,磺胺嘧啶,磺胺噻唑,对肺炎,葡萄菌感染,链球菌感染以及痢疾等疾病有很好的疗效。

没有专利的限制,磺胺变得很便宜,廉价的好药为抗菌治疗提供了强有力的武器。它拯救了许多病人的生命,包括小富兰克林•德拉诺•罗斯福(富兰克林•罗斯福总统之子)和在非洲战场上患上肺炎的温斯顿•丘吉尔。

成也磺胺,败也磺胺

“成也萧何败萧何”,这是一句辛弃疾宋词中的经典名句。这句话套在磺胺身上也很传神。首先吃磺胺亏的就是多马克,虽然救下了女儿,他本人也得到了诺贝尔奖。但是,当时的纳粹德国政府不允许他去亲英的瑞典领奖。这位科学家直到第二次世界大战结束后的1947年才得到了诺贝尔奖章。因为错过时间太久,瑞典皇家科学院取消了他没有领到的奖金。

具有讽刺意味的是,这些磺胺药最初在给人类带来福音的同时也带来了悲剧。1937年,美国田纳西州的一家小医药公司S.E. 麦森吉尔公司认为液体磺胺可能更有市场,于是配制了一种磺胺酏剂。不幸的是他们使用了乙二醇作为溶剂。而乙二醇是一种有毒的化学试剂。他们没有进行任何试验就把这种药剂投入的市场。

结果导致了108人死亡的悲剧,其中大多数是儿童。麦森吉尔公司很容易的就摆脱了法律责任。由于没有相应的法律,美国食品药品监督管理局只能以滥用标签为由对该产品进行查处——即所谓的“酏剂”应该被定义为可溶于酒精的药物,而非乙二醇。结果麦森吉尔公司只支付了一万六千美元的罚款了事。

这一次酏剂的悲剧并没有影响磺胺药物的药效被大众所接受。作为青霉素出现之前的唯一抗菌药,磺胺类药物继续得到巨大的发展。1937年,光美国磺胺类药的产量是35万磅,而到了1940年就翻了一翻。到了1942年,这个产量就超过了一千万磅。这个产量的巨大增长的原因是因为二战的开始。磺胺药成了最重要的战场急救药物之一。在每一个美军士兵的急救包里都一包磺胺药粉。士兵们被告知在任何伤口上立即撒上磺胺粉以防止感染。

二战后期,随着以青霉素为代表的新的抗生素药物的出现,磺胺药的发展减慢了下来,但是它的故事并没有结束。

青霉素不稳定性、过敏性、耐药性等缺点的暴露,磺胺类药物再度受到关注,磺胺甲恶唑、磺胺甲氧嗪等中长效磺胺类药物也被开发出来。

现在,磺胺药已经成了一个系列,如:磺胺嘧啶能通过血脑屏障,从而对治疗细菌性脑炎有效,磺胺甲基异恶唑对尿路感染、菌痢的效果很好,至今还是价廉好药的典范。

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