医学的野生王国 - 彭博社
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在黑暗的森林中,你不想偶然遇到的生物是饥饿的吸血蝙蝠。这种三英寸长、尖耳朵的夜间猎手在其唾液中含有一种抗凝血物质,使其能够享用源源不断的猎物血液。然而,有一群人可能会将吸血蝙蝠视为救命恩人。他们是中风患者,这些患者迫切需要改善的溶栓药物,以防止脑损伤和瘫痪,通过恢复血流到受中风影响的组织。
这就是15家美国医院即将开始测试的新药背后的理念。这是一种合成的酶,蝙蝠在对新近咬伤的猎物流口水时分泌。中风专家们已经在兴奋,因为早期对小鼠的研究表明,患者在中风后最多可以安全地接受这种假蝙蝠唾液的治疗,时间可长达九小时。目前市场上唯一的溶栓药物必须在三小时内使用。“这可能是一个非常重要的进展,”克利夫兰诊所基金会中风和神经重症监护部门的负责人安东尼·弗兰博士说,这是测试地点之一。
蝙蝠并不是唯一可能在未来为世界的医学药柜做出贡献的可怕动物。科学家们正在研究从吉拉怪兽到蝎子再到铜头蛇的各种生物。这些生物用来杀死猎物或抵御敌人的毒素——或者至少让毫无防备的徒步旅行者受到惊吓——似乎具有无限的潜力,可以治疗从糖尿病到脑癌等人类疾病。经过数百万年的进化,这些动物唾液、毒液、皮肤和一些内脏中发现的物质比科学家调配的大多数化学组合更好地针对神经细胞。而且它们通常在体内循环数小时。
然而,将大自然的毒素转化为救命药物可能比用卵石杀死一条蟒蛇还要困难。首先,研究人员必须以一种人类可以耐受并且可以大规模生产的方式分离、分析和合成特定化合物。失败的风险如此之高,以至于许多制药公司在药物开发阶段之前都不愿意尝试毒素衍生的实验药物。这使得科学家们依赖于稀缺的风险投资和公共资金。
科学家们还在与生物钟赛跑。迄今为止识别的物种可能仅代表地球生物多样性的十分之一。而潜在的治疗生物正在以前所未有的速度消失。尽管吸血蝙蝠并不濒危,但其他13种蝙蝠物种却是。“自然界是我们拥有的最大的制药工厂,”华盛顿特区H. John Heinz III科学、经济与环境中心的主席托马斯·E·洛夫乔伊说。“许多潜在的好处正在流失。”
见证吸血蝙蝠唾液的奇迹。德国生物技术公司Paion正在开发这种药物,它是蝙蝠唾液中一种酶的基因工程复制品,该公司从Schering获得了许可。这种物质直接作用于血块并将其分解。早期研究表明,蝙蝠唾液在体内的停留时间比现有的溶栓药物更长,并且似乎更好地针对血块而不是其他地方,这可能降低出血的风险。
像这样的药物可以获得可观的回报。来自水蛭唾液的抗凝剂去年为新泽西州帕西帕尼的The Medicines Co.(MDCO)带来了约3800万美元的收入。而来自南美毒蛇毒液的高血压药物Capoten在1990年代中期该化合物变为仿制药之前,为百时美施贵宝(BMY)带来了超过10亿美元的年销售额。
许多动物毒素能够精准地攻击身体特定的靶点。例如,锥形海螺会向猎物注射一种能使神经细胞瘫痪的毒素。而微小的厄瓜多尔毒箭蛙则分泌一种皮肤毒素,可以让捕食者退避三舍。这两种物质都能阻断向大脑的疼痛信号,并导致实验性止痛药的研发,这些药物可能与吗啡一样有效,但没有成瘾的风险。
在恐怖程度上,没有什么能与8英寸长的以色列巨型黄蝎的刺痛相匹敌。它含有神经毒素,能引起剧烈的疼痛。然而,参与这一过程的数百种蛋白质中至少有一种也能够寻找并结合到一种在脑肿瘤细胞表面异常表达的受体上——而在正常脑细胞上则没有。
去年,两个癌症中心开始测试一种在阿拉巴马州伯明翰的TransMolecular Inc.开发的蛋白质的复制品。研究人员将合成的蛋白质与放射性同位素结合,并将其注射到患有一种叫做胶质瘤的癌症的临床试验患者的大脑中。他们相信,这种药物在大脑中直接前往肿瘤并杀死它们,而不会损害附近的健康细胞。“这就像一枚导弹,”TransMolecular首席执行官马修·A·冈达说。
异国动物及其分泌物不一定要致命才能帮助人类。明年,总部位于圣地亚哥的Amylin Pharmaceuticals Inc.(AMLN)希望寻求食品和药物管理局对一种来自吉拉怪蜥在啃食老鼠、鸟蛋和其他最爱食物时分泌的激素衍生的糖尿病药物的批准。这种物质模仿调节胰岛素的人类激素,而胰岛素又控制血糖。但与迅速被体内酶降解的人类分子不同,蜥蜴版本的激素能在体内停留数小时。它还帮助身体再生胰岛素生成细胞。“这将使我们的血糖控制达到新的水平,”北卡罗来纳大学医学院糖尿病护理中心主任约翰·B·布斯博士说,Amylin的药物在这里进行了测试。
尽管动物药物的前景令人期待,但从雨林到FDA的道路充满了陷阱。对于许多公司来说,最大的挑战是弄清楚如何开发和生产自然存在物质的化学复制品。“我们不想挤蛇奶,”南加州大学凯克医学院生物化学和分子生物学教授弗朗西斯·S·马克兰德说,他一直在开发一种基于南方铜头蛇毒的癌症药物。在公共资助的紧张预算下,马克兰德设法诱导哺乳动物细胞制造蛇毒蛋白的复制品。但至少还需要一年时间才能准备好进行人体测试的药物。
新兴技术应该有助于加速奇特药物的发现和开发。例如,计算机筛选系统允许研究人员同时测试成千上万的潜在疾病靶点的实验化合物。这一点很重要,因为科学仅仅触及了自然治疗潜力的表面。“外面有1000万种生物在进行化学战争,”华盛顿大学植物学教授彼得·H·雷文说。“可能药物的丰富性甚至无法想象。”
问题是,许多潜在的疗法在被发现之前就已经消失。雷文说,世界上有一半的植物和动物生活在热带森林中,而大多数物种仍然未知。以当前的森林破坏速度,到本世纪末,三分之二的陆生植物和动物物种将会灭绝。
保护自然财富的紧迫性并没有被像杜安·鲁阿洛这样的患者忽视。这位24岁的加州州立大学长滩分校的会计专业学生在2001年底被诊断为胶质瘤,并被告知他可能活不到2003年秋季毕业。经过手术和七次蝎子毒液注射,他最新的脑部扫描结果显示没有癌症。医生们尚无法确定蝎子对他的康复有多重要。但如今,鲁阿洛在动物园看到蝎子展览时会停下来思考。“我停下来想:‘哇,他们可能救了我的命,’”他说。谁知道在蝎子的巢穴、吉拉怪兽的洞穴和蝙蝠的洞穴之外,还有什么其他救命药物潜伏着呢?
阿琳·温特劳布在洛杉矶报道,凯瑞·卡佩尔在伦敦,迈克尔·阿恩特在芝加哥