第三部分 抗生素时代
第10章 阿司匹林与药物研发

药物简史  作者:德劳因·伯奇

斯通牧师在18世纪发现了柳树皮的作用,让它很快风靡一时。它比奎宁便宜得多,因此得到广泛应用。1826年,法国人亨利·勒鲁(Henri Leroux)尝试分离柳树皮中的疑似活性成分,并首次取得了一定成功。两年后,约翰·毕希纳(Johann Buchner)在慕尼黑成功将其提纯,并将浓缩后的药物命名为“水杨苷”。其他人也纷纷找到了类似的方法。人们发现,水杨苷会在人体中转化成为水杨酸,不过意大利化学家拉斐尔·皮里亚(Raffaele Piria)在1838年证明,柳树皮也能直接产生水杨酸。

但无论是水杨苷还是水杨酸,都具有糟糕的副作用,它们会破坏人体肠道,导致出血、腹泻和死亡。1853年,法国药剂师夏尔·热拉尔(Charles Gerhardt)找到了一种降低水杨酸腐蚀性的方法。但他的兴趣主要在化学而非商业,因此在庆祝成功之后,他便将这种方法丢到了一边。还有几位德国化学家重复并改进了热拉尔的工作,但也都没能看到它的临床潜力。

欧洲人口在19世纪有所增长,这说明疟疾已经没那么流行。沼泽与湿地被抽干以供耕种,减少了疟疾发病量。这固然很好,但也让人们对奎宁和柳树皮的混淆进一步加深。疟疾病例减少,意味着对这种疾病的研究也在减少,这让人们迟迟不能区分退烧和治愈疾病之间的差别。

医生认为风湿性关节炎就像疟疾一样,对水杨苷和水杨酸的反应都格外显著。这种疾病的主要症状是关节疼痛肿胀,往往还伴有发烧。苏格兰医生托马斯·麦克拉根(Thomas Maclagan)1876年给《柳叶刀》(Lancet)写了一封信,叙述了他用水杨苷治疗风湿性关节炎的实验。是他还是另一群德国医生首先发现了这一疗法,后来人们还有争议,但更重要的是麦克拉根所使用的一些表述。他首先对这种疗法的副作用之少感到满意(“在用药后,我连一丁点儿麻烦都没发现”),但却令人鼓舞地保留了一定的怀疑。“如果有人使用了这种治疗措施,并且不介意发表他们的观察结果,”他写道,“请不吝将你们的实验结果告诉我,无论是好是坏。我将不胜感激。”这句话里暗含的意思是,如果用药失败,结果就不太可能被发表。进步正在悄然发生,一方面是医生的思考能力有所提升,另一方面,他们也渐渐能够开些真正有益的药物。

在慕尼黑大学,化学家们仍在继续珀金已彻底失败的事业——人工合成奎宁。到1882年,恩斯特·奥托·费舍尔(Ernst Otto Fischer)和威廉·柯尼希斯(Wilhelm Koenigs)在恩斯特的表兄埃米尔·费舍尔(Emil Fischer)的指导下合成了一种新的化合物,他们认为这与奎宁十分相似。虽然他们错误设想了奎宁的分子结构,但这种新分子确实具有奎宁的退烧能力。

这几位慕尼黑化学家注册了一项专利,并找了一家公司提供支持。他们选择的是一家染料制造商,位于法兰克福的梅斯特、卢修斯与勃鲁宁颜料工厂(Farbwerke, vorm. Meister, Lucius & Brüning)。这家企业此前从未制造过药物(所有染料厂商都没有),但他们熟知化学,也深谙市场,因此抓住了这个机会。他们在1882年涉足了这项新业务,销售自己生产的退烧药,商品名为凯灵(Kairin),来自希腊语的“及时”一词。第二年,公司正式成立了一个制药部门,很快就大获成功。为此,公司需要简化自己的名字,于是更名为赫希斯特颜料工厂(Farbwerke Hoechst),或直呼为赫希斯特。[经过多次更名与合并后,赫希斯特成为今天的赛诺菲-安万特集团(Sanofi-Aventis)。2006年,其销售额超过了280亿欧元。]

赫希斯特的新产品标志着染料企业深度参与药品制造的开始,也促使了一系列退烧药物的出现。有一个化学家团队看到凯灵因为其毒副作用而招致大量诟病,便向赫希斯特提供了他们研发的替代药物——安替比林(Antipyrine)。这些化学家根据自己所知介绍了这种药物,但他们知道的其实并不多。正如凯灵的研发团队一样,他们对药物结构的理解也有基础性错误。这两种药都是基于两个苯环,前者是四氢喹啉(奎宁也被误认为属于这种结构),而后者曾被以为是四氢喹啉,后来才发现是吡唑啉酮的一种衍生物,彼此并不相关。不过即使是现在,也很难根据药物的化学性质来预测其疗效,所以这个错误其实也没有那么严重。关键问题在于,他们只开展了几个非结构性的动物实验,在健康人和发烧病人身上也只试用了几剂药物。比起药物的退烧能力,其潜在危害更难被发现,而人们也还不太接受药物可能有害健康的理念。1886年1月1日,《纽约时报》(New York Times)在毫无依据的情况下就报道称:“在所有已发现的缓解人们病痛的药物中,安替比林是最重要的一种。”这家报纸没有真凭实据,却在为其安全性提供背书。不过文中还有一句重要警示:“应当了解,安替比林并不保证能治愈疾病,它只是能降低体温而已。”

在最初使用这种药物时,赫希斯特还是表现出了一定的谨慎。他们在完成前期测试之后,只将药品发放给了愿意反馈其临床表现的医院。到1884年,已有超过40篇相关学术论文发表,而且大部分都取得了肯定性结论。所有人都觉得这差不多就够了。

萘是一种对人体具有毒性的煤焦油衍生物,不过毒性并不强。它是制作樟脑丸的主要原料,想要中毒身亡,得吃下不少才行。不过如果真的吞下足量樟脑丸,你的红细胞就会开始破裂。当斯特拉斯堡大学的医生在19世纪80年代开始给寄生虫感染患者服用萘时,他们对此还一无所知。在当时的时代背景下,要说他们是不知者不罪,似乎也可以接受。但当时动物实验已被证明能够用于发现未知毒性,医生不愿意在兔子身上实验,反而让病人来试用新药,这仍会让人感到气恼。到19世纪末,用动物进行广泛的药物安全测试已成为可能,但很少有医生或化学家真正这么做。

斯特拉斯堡大学医学院院长阿道夫·库斯莫尔(Adolf Kussmaul)让两名大一新生在感染寄生虫的病人身上测试萘的疗效。这两名学生分别是阿诺德·卡恩(Arnold Cahn)和保罗·赫普(Paul Hepp),他们依言完成测试后,既没发现明显疗效,也没看出什么问题。两人抱着乐观的态度,想随便碰碰运气,就又给一名并未感染寄生虫的发烧病人服用了萘。病人居然退烧了。他们在公开场合表示这项发现应归功于“一次幸运的意外”,说得好听,他们不过是愿意用别人的健康作为赌注罢了。

萘本应有刺鼻的气味,就和樟脑丸的气味一样,但成功让病人退烧的药物没有这种气味。卡恩和赫普随即发现,医院药房标为“萘”的药物根本不是萘,于是他们联系了生产厂商卡勒公司,想知道自己手里拿的到底是什么。结果他们发现,这种药物其实是乙酰苯胺,是一种有甜味、白色的苯胺衍生物。卡勒公司从卡恩和赫普这里得知了这种产品的潜在价值,但很难实现销售,因为乙酰苯胺是种常见化合物,他们无法保有专利权。他们的解决方式就是给它起了个新名字,叫作“退热冰”(Antifebrin),指望这个名字听着更诱人些。这个方法成效卓著,单是一个商标便足以让药物风靡一时。虽然医生们明知“退热冰”是什么东西,但比起较为便宜的“乙酰苯胺”,他们更喜欢在处方里使用这个价格不菲的名字。

1889年,一场流行性感冒席卷欧洲,让吃药退烧成了西方文化中根深蒂固的习惯。幸亏有卡勒和赫希斯特这样的公司,每个人都能买得起药,至于这些药物能让他们增寿还是减寿,反倒变得无关紧要。病人喜欢吃药,医生喜欢开药,制药企业喜欢卖药,皆大欢喜。药物让人感觉良好,因此人们相信它必定有所裨益。

1896年,赫希斯特开始销售退热冰的一种改良版本,称为氨基比林(Pyramidon)。其效力比原版要强三倍——这乍一听似乎很不错,但实际差异不过是让你少吃点儿药就能达到同样效果。像退热冰一样,氨基比林也成了畅销药。到1908年,赫希斯特的经营业绩已经十分出色,还将因生产退热冰而业绩不俗的卡勒公司收购了。制药企业的前景一片光明。

弗里德里希·拜耳(Friedrich Bayer)1825年出生在科隆附近,他的父亲是一名丝织工人,他从14岁起就在一家染料经销店当学徒。此时离威廉·珀金的染料大发现还有好几年,因此他们使用的染料都来自动植物,而不是苯胺。[从这个角度看,它们属于天然染料。但染料的制作过程中总会有一定的人工因素:挖掘根茎,收集贝壳,榨取汁液,浸泡布匹。泥土、醋、靛蓝、茜草、胭脂虫,种种化学反应都是由手工控制,很少有机器辅助。煤焦油产业则是从植物的远古遗存中获取颜料,并十分倚赖机器的作用。但即使是天然染料,也需要染料工人的参与,而且其中常含有铅或砷,不如机器制造的染料安全。医学历史之所以如此具有灾难性,部分原因就是人们喜欢无凭无据地断言事物属性,比如认为天然就一定好,人工就一定不好。1999年的《柳叶刀》刊载了一个故事,是关于一个25岁的年轻人被发现在柏林的一个公园里昏迷不醒,他的心跳已经停搏7个小时以上,这期间全靠胸部按压维持血液循环。在其他人试图救助他时,一名护士翻找他的口袋,想看看有没有关于他昏迷的线索,最后她找到了一小片紫杉木。这个年轻人奇迹般恢复了意识,最终活了下来。他醒来后解释说,他经常吃点植物,“因为天然食品比较‘健康’”。]

拜耳创办了一家企业,从事全欧洲的染料贸易,经营得十分成功。此时他遇见了一位志同道合的伙伴,名叫约翰·威斯考特(Johann Weskott),两人便开始合伙经营。在珀金创新产品的挤压下,他们不得不进行反击,于是进口了一些早期苯胺染料,并尝试进行仿制。1863年,他们共同创办了弗里德里希·拜耳公司。

公司稳步发展壮大,在拜耳与威斯考特于1880年、1881年相继去世时,已有超过300名员工。威斯考特和拜耳的后人继承了公司,将它改名为(文采乏善可陈的)“Farbenfabriken vormals Friedrich Bayer & Company”(曾被称为弗里德里希·拜耳公司的染料工厂)。他们出售股份以筹措资金,部分用作科研经费投入:组建实验室,聘请化学家。

其中一个新来的化学家名叫卡尔·杜伊斯贝格(Carl Duisberg),刚满23岁,在来这儿之前只能以自己的化学资历勉强糊口。在很短的时间内,他就研发出了两种已有颜色的新制备方法(这样就能规避专利法),并发现了第三种(有机化学产品之中的)全新颜色。杜伊斯贝格很快获得了晋升,原先只能协助别人的研究项目,现在可以开展自己的项目研究,并分工交办给其他员工。

杜伊斯贝格在1885年读到了退热冰的药品说明,立刻意识到,这就是拜耳公司应当竞争的产品。他让公司生产了几个稍有差异的版本,其中有一种疗效不错。次年,拜耳公司就将非那西汀(Phenacetin)投放市场。尽管这种新药的销量已经十分可观,但杜伊斯贝格还在继续指导公司研发新的替代性药物。到1890年,他已经成了拜耳公司的主要控制人。1893年,在与著名化学家约瑟夫·冯·梅灵(Joseph von Mering)的合作中,杜伊斯贝格和拜耳公司试验出了一种和非拉西汀结构类似的化合物——N-(4-羟苯基)乙酰胺。它很快被改名为对乙酰氨基酚(Paracetamol),但又以同样的速度遭到了否定。冯·梅灵总结说,它的效果不错,但对血液有害。于是对乙酰氨基酚被当成废品而束之高阁。

当时赫希斯特生产的安替比林卖得不错,直到1934年,医生才发现安替比林会置人于死地。死亡案例不是很多,但也有一些。他们并没有开展试验、对比服药患者与未服药患者,发现这一点完全是因为安替比林导致的这种血液异常非常罕见,很容易识别。相较而言,退热冰导致的肝肾损伤则要隐蔽得多,被人们发现时已经是1948年。倒不是它的危害比较小,而是肝肾的慢性衰退本来就较为常见,如果不是通过结构化试验,很难确定这些人的死因,因此人们花很长时间才把这种症状与药物联系起来。非那西汀也是一样,它研发于19世纪80年代,而要过将近一个世纪,才开始有人关注它对肾脏的伤害。1949年,一个美国研究组报告了他们的发现,即人体会将非那西汀分解为两种化合物,一种是非那替汀,它是造成其毒性的主要物质,另一种其实就是对乙酰氨基酚,它主要负责带来疗效。

以这种方式,对乙酰氨基酚重现于人们的视野中。这促使冯·梅灵修正了自己的观点,不再认为它过于危险、不堪使用。关于19世纪90年代的那次否决,普遍解释是冯·梅灵用于测试的化合物里掺进了杂质,从而导致了他的错误结论;而他自身是如此杰出,使人们50年来都没能发现这一错误。

19世纪后期,煤焦油及其衍生物苯酚都被当作外用抗菌剂。人们观察到这两种化合物可以防止肉和蔬菜腐败,于是用它们来治愈伤口。在此基础上,苏格兰外科医生李斯特(Lister)发明了抗菌法,随后又衍生为无菌操作,带来了手术方式的革命性变化。抗菌法是指使用对致病微生物有毒性的化合物;无菌操作是指保持手术室及手术创口的严格清洁,让微生物没有机会落脚。李斯特不仅让手术室比过去任何时候都要安全,让医生在打开胸腔、颅腔、腹腔时仍能对病人的存活抱有希望,还对引入新技术前后的手术存活率进行了对比,他通过数据有效地证明了这项新技术的力量。统计学在医学中逐渐得到了应用,虽然不如无菌操作的使用率那样增长迅猛,但每一步都坚实有力。

到19世纪70年代,医生们意识到煤和苯酚的腐蚀性都太强,不适合作为伤口敷料,当然也不能够内服。但医生们更关注的是它们的潜力。他们一面研究药物在体外对细菌的作用,一面推测在体内发生的情形。消除肠道感染似乎比较有治疗希望,但让人吞下苯酚,就和饮用漂白剂没什么两样——细菌是被杀死了,但病人也不会好受,因为它对肠道的腐蚀性太强了。水杨酸成了广受欢迎的替代品,它具有杀菌能力,虽然也有腐蚀性,但比苯酚温和得多。1853年,德国化学家赫尔曼·科尔贝(Hermann Kolbe)发明了从煤焦油直接制造出水杨酸的方法,从而不必再劳烦柳树[绣线菊也无须再使用,它是水杨苷和水杨酸的另一植物性来源,由德国化学家卡尔·罗威格(Karl Lowig)在1835年证实。]。自从1874年实现了产业化生产,水杨酸就变得非常便宜。

到1897年,拜耳公司的化学家已经研发出了水杨酸的多个衍生版本,期望从中找出保留所有疗效但危害最小的那一个。水杨酸会刺激胃黏膜,甚至能在上面烧出一个洞。拜耳所研发的衍生物中也包括效果较为温和的阿司匹林(乙酰水杨酸),这正是此前法国化学家夏尔·热拉尔在1853年制备出的那种化合物。当时热拉尔仅仅发表了结果,没有进一步的动作。

拜耳的员工对这种物质表现出极大的兴趣,但公司管理层之一海因里希·德莱塞(Heinrich Dreser)却反对对其进行研究,理由是它会损害心脏。他的同事阿瑟·艾兴格林(Arthur Eichengrün)认为他说得不对,并要求开展临床试验,却遭到了否决。艾兴格林无视这种态度,安排在柏林的医生那里秘密开展关于阿司匹林的试验。如果将他看作邪恶的制药公司爪牙,将无助的病人置于风险之中,似乎并不恰当。因为艾兴格林那一代人都以为药物没什么长期风险,对化学家预测人体用药效果的能力也有着盲目乐观,他不是有意要无视风险,一切都是发自肺腑。在对柏林的病人进行药物测试之前,艾兴格林自己就先试用了一次。

柏林试验的结果非常出色,甚至超出了艾兴格林的期望。这种药物不仅能缓解发烧和风湿性关节炎的症状,而且副作用比水杨苷或水杨酸小。由于这些试验是背着德莱塞进行的,所以他对此仍然持反对意见。当德莱塞读到关于药物疗效的报道时,哪怕文章是出自独立执业的医生之手,他也仍然更笃信自己的成见。“这就是常见的柏林式吹牛,”德莱塞在报告上批注道,“这种产品根本没有价值。”

卡尔·杜伊斯贝格为平息争论,便下令再做一次试验,结果证明艾兴格林是对的。随后,杜伊斯贝格就将公司的重心放到了这个产品上。由于阿司匹林的制造要用到乙酰化反应(acetylation),而水杨苷的最初来源除了柳树之外还有绣线菊(Spirea ulmaria),艾兴格林就在“spirea”前加了一个“a”,并对字母略微做了些调整,便得到了新药的流通名:阿司匹林(Aspirin)。

拜尔公司在1933年首次公开了阿司匹林的研发过程,那时正值纳粹上台的第二年。艾兴格林是犹太人,因此他完全没有被提及。

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