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人类征服细菌之路
1.6.1 黯淡收场的磺胺

黯淡收场的磺胺

磺胺化合物是一类有着相似结构的化合物的总称。1930年以前,虽然有零星的研究表明有些磺胺化合物能影响某些链球菌的生长,很长时间以来,它都只是作为染料在纺织工业中广泛使用。也许因为第一次世界大战给德国带来的巨大创伤(一战德意志帝国死亡士兵数居首),德国工业巨头法本公司意识到磺胺化合物可能潜藏的巨大军事以及经济价值,成立了由德国细菌生理学家格哈德·多马克和化学家约瑟夫·克莱尔领导的实验室,开始了磺胺的专项研究。

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德国细菌生理学家格哈德·多马克

磺胺化合物有很多种,其中具有抗菌性能的其实并不多。1932年,多马克将目标对准了百浪多息。接下来的数年中,他发现百浪多息不仅能控制丹毒等疾病,还能奇迹般地治疗一系列曾经无法挽救的感染病例,包括葡萄球菌败血症——一战战场上最凶恶的杀手。而此时,弗莱明爵士的发现,还没有诞生。

多马克反复在狗和兔子身上做实验,验证磺胺的药力,获得了一次次的成功。磺胺药确实具有杀死溶血性链球菌的神奇效力,这一点,也被不少模仿多马克实验的医学家所证实。说来也巧,世界上第一个被用磺胺药治疗的人,竟是多马克的小女儿艾莉莎。

艾莉莎是个活泼可爱的孩子,一天,她在玩耍时,不小心被针刺破了手指,可恶的链球菌从伤口溜进了她的身体里,并且在血液里迅速大量繁殖。当天晚上,艾莉莎就病倒了,手指红肿,发起高烧。当地最有名的医生用了不少名贵的药,病情也不见好转,艾莉莎开始不停地发抖,陷入了昏昏沉沉的状态。多马克知道,细菌到了血里,成为溶血性链球菌败血症,病人就有生命危险。小艾莉莎脸色苍白,那痛苦求助的目光落在多马克身上,他的心都要碎了。此刻,眼见着心爱的女儿一步步地走向死亡,做父亲的却束手无策。

“不是有磺胺药吗?”不知是谁大胆地提醒。一听“磺胺药”三字,多马克的眼睛立刻亮了起来,他一下子从迷茫中醒悟过来。既然磺胺药可以治好小白鼠和狗的链球菌败血症,对人也许是有效的,何不在艾莉莎身上试一试呢?

多马克立即跑到实验室,取回了磺胺药,果断地用到艾莉莎身上。时间在一分一秒地过去,多马克守候在一旁一夜未眠,密切注视着艾莉莎病情的变化。第二天早晨,艾莉莎居然从昏睡中醒来了,病也很快恢复了。

1935年,多马克公布了他们的研究成果,后续临床研究表明磺胺具有广泛的抗菌范围,能控制一系列细菌导致的感染性疾病。百浪多息因此成为人类首次发现并合成的抗菌药物。在征服细菌的战斗年表上,多马克的发现意味着人类的第一波攻击已经开始了。多马克因其卓越的贡献,获得1939年的诺贝尔奖。

可奇怪的是,百浪多息的研究发布之后,很多细菌学家发现将百浪多息和细菌在试管中混合,细菌并不会受到多大的影响!百浪多息治疗疾病的事实是不容置疑的,可这个难以解释的现象又是为什么?这里面有着什么样的秘密?

几个法国科学家经过深入的研究,揭开了百浪多息——也许也是法本公司——的秘密:一种新奇巧妙的抗菌方式。细菌在分裂增殖之前,要先复制数量庞大的遗传物质。如果将细菌的遗传物质比作一个城市的市政中心,这个复制过程要从一砖一瓦开始。而一种叫做四氢叶酸的化学物质,在“砖瓦”的生产合成是一个举足轻重的要角。细菌必须保证充足的四氢叶酸供应,才能着手准备复制。

包括人类在内的哺乳动物,可以直接从食物中获得四氢叶酸,绝大部分细菌则没有这个能力,它们只能自力更生,独立合成。四氢叶酸的合成原料中包括一种叫做对氨基苯甲酸(PABA)的化合物。细菌内一些蛋白质流水作业一般,将PABA和其他的必需原料一起先合成为二氢叶酸,然后再将其变成四氢叶酸。像青霉素和五肽链有一部分相同的结构那样,百浪多息的结构中有一段刚好和PABA非常相似。

不过百浪多息个子太大,虽然在结构上和PABA有相似之处,细菌体内精明的蛋白质们还是能一眼就分辨出真和假。不过,一旦百浪多息分解出磺胺,这些蛋白质就算是精细鬼伶俐虫,也弄不清谁是磺胺谁是PABA了。那些不明就里的蛋白质用磺胺来加工二氢叶酸,合成出来的东西没有丝毫生理活性,对制作“砖瓦”当然也就一点用都没有了。

细菌内负责合成二氢叶酸的蛋白质种类众多,分工合作,功能环环相扣,但是总量毕竟有限,而且每一种蛋白都承担着重要职责,缺一不可。当这个串联系统中任何一部分蛋白质的工作受到影响,就意味着系统的总效率在降低。实际上,百浪多息分解出的磺胺不仅作为原料混淆叶酸的合成,它还不断骚扰叶酸合成酶中的二氢蝶酸合成酶,破坏它的活性,极大干扰原本秩序井然的叶酸合成过程。百浪多息——其实真凶是磺胺——就是通过这些方式降低细菌合成二氢叶酸的效率,间接抑制了细菌的增殖。当细菌不能增殖,人体所面临的就不再是一支不断壮大的侵略军,而是一伙不断减员的流寇,依靠人体自身的抗菌能力战胜细菌感染就变成了一个单纯的时间问题。

这几个法国科学家很快将百浪多息的秘密以及磺胺的机理公之于世,法本公司从百浪多息谋取巨额垄断利益的梦想随之化为了泡影,因为早在1909年,磺胺就开始作为磺胺类工业染料的一员,在世界范围内得以广泛使用了,到了1935年,相关技术的专利也早已失效,任何人都有权生产磺胺。

于是,在巨大的商业利益驱使下,上百家医药化学公司日夜加班,大量生产磺胺。数年内,成千上万吨各种剂型的磺胺药物疯狂涌入医疗市场。而磺胺作为人类历史上首次出现的抗菌利器,的确未负众望,一次次地将垂死的感染病人从死亡边缘拉了回来。一时间,无论是医生还是患者,都因这剂万能药的神迹而疯狂,任何感染,无论医生病人,首先考虑的是磺胺。

但是由于毫无理性的使用,越来越多的人遭受了磺胺带来的毒副作用。1937年,美国爆发了酏剂磺胺导致的集体中毒,直接死亡人数过百,各类毒副作用不计其数。1938年,美国紧急通过联邦食品、药物及化妆品法案,整饬这个混乱的医药市场,强制指导包括磺胺在内的各类、药物、食品化妆品的使用。

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1938年,美国紧急通过联邦食品、药物及化妆品法案强制指导包括磺胺在内的各类药物、食品、化妆品的使用

疯狂的滥用,除引发大量中毒案例之外,耐磺胺菌种随之迅速出现。尽管磺胺种类在增加,可它们在临床上的抗菌价值却在逐年缩小,尽管在30多年后,配药方式的改革带来了短暂的“回光返照”,磺胺曾经炫目的光彩无法逆转地暗淡了下去。随着青霉素等一系列新抗菌药物的出现,磺胺慢慢淡出了人们的视野。