幻想:发明磺胺药物的“催化剂

文|王震元

幻想:发明磺胺药物的“催化剂

文|王震元

翻看科学发明史可以发现，不少科学成果都是在异想天开或不经意中发生和发明的。如同文章标题所说：幻想是发明磺胺药物的“催化剂”。本文将妙趣横生地向你述说科学家发明的故事——

19世纪末，由于巴斯德对细菌研究的重大发现，以及外科灭菌术和免疫疗法的诞生，人类在与疾病斗争的征途上获得了辉煌的成果。但进入20世纪后，医生们仍旧面临严峻的挑战。这是因为，许多传染性疾病既不像肺结核那样有专门疫苗可以接种预防，更不像白喉那样只需注射特殊的抗毒血清就能治愈。

于是，一个叫欧立希的犹太生物化学家大胆地设想：要运用一种“子弹”去射杀侵入人体的致病微生物而又不伤害人体组织。可这种“子弹”又在哪里呢？无怪乎当时的科学界都把欧立希称为“幻想家”了。

寻找“子弹”的艰辛之旅

欧立希本人对此当

他认为，他的这种的。他曾经是著名细菌的“细菌着色法”有着很深刻的印象。他想，既然染料在玻璃片上能渗入细菌，使它着色而死亡，那么借用染料的力量完全有可能杀死侵入小白鼠体内的锥虫。

欧立希之所以将锥虫作为首选的“子弹”射杀对象，是因为它的体积比细菌大，在显微镜下容易被发现，更重要的是它具备典型性：当它被注射进小白鼠的血管里后，会不停地繁殖，最后使小白鼠死亡。

之后，他请了一位叫秦佐八郎的日本助手，每天清晨都往小白鼠的血管里注入一滴含有锥虫的血液，然后再把染料注射进去。可是，一批、两批、三批……成千只小白鼠全部用上了，没有哪种染料能够挽救这些小家伙的生命。解剖结果表明，在死去的小白鼠血液里，仍然有大量繁殖的锥虫。

不知经过多少个不眠之夜，一天早晨，头发蓬松的欧立希来到实验室。他吩咐秦佐八郎“：在染料里加入一点硫化物，这样可以增加染料的溶解度，或许能够杀死锥虫吧。”

助手照办后，欧立希反复地从小白鼠的尾巴上抽血放在显微镜下检测，意想不到的事情发生了：血液里的锥虫变得越来越少，最后竟被消灭光了。遗憾的是，小白鼠也与锥虫“同归于尽”。

然而，这种现象却给欧立希以深刻的启迪：只要改变染料分子的某种结构，小白鼠体内的锥虫是可以消灭的。现在的关键是“更上一层楼”——如果这种染料并不伤害小白鼠，那么他的“幻想”就将转化为现实。

“606”问世

1907年欧立希在深入研究的同时，突然在一本化学刊物上读到一篇论文，内有“在非洲流行一种可怕的昏睡病，查明病原体就是锥虫”一句，后来论文作者运用一种名叫“阿托西”的化学药品对患者进行治疗，结果病人的命虽保住了，但也产生了双目失明的严重副作用。因为“阿托西”是一种含砷的毒药，会伤害人体的视神经。

由此，欧立希很自然地产生了联想：“阿托西”的治疗对象直接是人，从“阿托西”着手改变物质分子结构，比起含硫的染料来明显是条“捷径”。于是，他按照新的思路开始实验。

考虑到工作量的巨大，实验室里除日本人外，还增加了德国人。实验的对象仍旧是小白鼠。一次、两次、三次……在整整两年时间里，改变“阿托西”分子结构已经进行到第605种了，结果小白鼠不是与锥虫一起死亡，就是在锥虫的大量繁殖下丧生。

但是，这并未动摇欧立希的坚定信念。

终于在制取第606编号的药剂时，蒸发器中析出一小撮淡黄色的结晶粉末，欧立希立即用水稀释后注射进小白鼠体内，奇迹出现了：小白鼠血液中的锥虫不但被彻底消灭，而且没出现任何副作用，小白鼠完全康复。

实验室顿时沸腾起来。

紧接着，人体注射也达到预期的效果。但是，因锥虫而患昏睡病的人终究不多。相反，当时世界各地广泛流行梅毒，而梅毒的病原体是梅毒螺旋体，为介于锥虫与细菌之间的一种微生物。

那么，“606”究竟能否消灭螺旋体呢？

1909年整个炎热的夏天，欧立希一直投入在这新的紧张战斗中。他用兔子做实验：在一只兔子的睾丸上注入一点从病人疮痂里取出来的脓液，然后注射一针“606”。第二天，这种梅毒形成的难以愈合的疮口竟出人意料地开始结疤，慢慢地，兔子血液里再也找不到螺旋体了。不到一个月，兔子就完全康复。

在兔子身上试验成功了，但“606”能否用来治疗人体的梅毒，欧立希开始并没把握。其所用剂量比治疗昏睡病的剂量要大得多，会不会也使病人双目失明呢？

他先在兔子身上不断地加大剂量，得到安全可靠的结论后，才在好友阿尔塔医生的支持下，为一位已告绝望的严重梅毒病人进行了“606”治疗。结果不但病治好了，而且病人的视力毫无损害。

1910年底，欧立希应邀出席柯纳堡科学大会时，受到与会者长时间的热烈鼓掌，并正式宣告：“606”是全世界梅毒患者的福音。

杜马克青史流芳

“606”的巨大成功，使医生特别是药物化学家们受到莫大的鼓舞。他们纷纷参照欧立希的方法，从其他有毒物质例如汞的化合物中寻找对付比螺旋体更小的微生物——病菌的药物。但是20多年过去了，依然一事无成。

直到20世纪30年代初，一位名叫杜马克的青年学者“捷足先登”，才有了重大的突破。杜马克总结了前人失败的经验后认为，病菌不同于螺旋体，应该改变思路，继续沿着欧立希早年开拓的征途努力探索。

他选择了一种许多传染病的共同病源——链球菌作为攻击对象。“子弹”当然是多种染料。在经历了无数次失败后，杜马克终于找到了一种叫作“百浪多息”的红色素，注射进受到链球菌感染的小白鼠后，小白鼠竟奇迹般地存活下来。但杜马克并不感到满足。

作为一位化学家，他熟练地在实验室中把这种红色素溶液，一会儿加进硫酸，一会儿又与氢氧化钠发生反应，最后得到一种纯白色的粉末，它的杀菌效力要比红色素强得多。根据化学结构，杜马克把这种白色粉末命名为“磺胺”，在小白鼠、兔子、狗等动物实验中都获得了成功。

为了造福人类，他还不惜将心爱的小女儿作为试验对象。

一天，小女儿爱莉莎的手指不小心被刺伤。到了晚上她不仅手指肿胀，而且发起高烧。虽然请来了最有名的医生，病情却继续恶化。“伤口上的链球菌进入了病人的血液，恐怕……”医生摇了摇头。

“不！”杜马克望着医生忧郁的脸色，果断地决定用两小瓶磺胺溶液注射在女儿身上。第二天，当曙光来临时，戏剧性的变化发生了：爱莉莎开始退烧，不久体温就完全恢复正常。这是磺胺在人体身上战胜链球菌的第一曲凯歌！

1935年，杜马克正式将磺胺的发明公之于世。捷报不断传来：伦敦一家医院使用这种新药后，大大降低了病人血液中毒的死亡率，特别是大西洋彼岸美国总统的儿子富兰克林·罗斯福，也由于使用了磺胺才从死亡的边缘被抢救了回来。但是有一个问题使杜马克本人开始也难以解释，那就是磺胺只有在人体内才能杀灭链球菌，单独放在试管中却并无这种功能。

后来一个偶然的机会，有一位科学家将一种对氨基苯甲酸混入磺胺中后磺胺的疗效迅速明显下降，这才揭开其中之谜。原来病菌在繁殖过程中必须利用对氨基苯甲酸制造叶酸为养料，而磺胺与对氨基苯甲酸的结构极为相似，进入人体后病菌一时难以识别，于是它们“鱼目混珠”——磺胺就进入病菌体内抑制它的繁殖，直至萎缩、灭亡。

不久，化学家们又根据不同的抗菌需要，将一个个不同的“基团”取代磺胺结构中的氢原子，形成一个由“磺胺吡啶”、“磺胺噻啶”、“磺胺嘧啶”等组成的磺胺药物“大家族”，为人类的健康带来了福音。

1939年，杜马克荣获诺贝尔生理学或医学奖。

可是，由于希特勒的阻挠，杜马克在多年以后才有机会去瑞典参加为他举行的隆重授奖仪式。杜马克这位开拓化学药物治疗法新时代的奠基人，将永载史册。