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本周,马蹄蟹血的行为如何彻底改变了制药业。Frances Addison报道。

弗朗西丝·艾迪生

1968年,马萨诸塞州海洋生物实验室(MBL)的两名研究人员发表了一篇论文,这篇论文将彻底改变药物安全测试。弗雷德里克·邦和杰克·莱文刚刚完成第三篇论文的血淋巴上的鲎波吕斐摩斯在这本书中,他们详细介绍了如何提取和分离一种被他们称为Limulus Amoebocyte Lysate (LAL)的物质。当时,他们没有意识到他们的发现对制药公司和当地的海洋野生动物有多么重要。

水中的马蹄蟹

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马蹄蟹——实际上根本不是螃蟹,但实际上与现代蝎子的关系非常非常远——自4亿多年前首次出现以来,一直保持相对不变。虽然它们的近亲大约在2.5亿年前就灭绝了,但有四种马蹄蟹存活至今。有一个因素肯定在他们的生存中发挥了作用,那就是他们原始的“免疫系统”。

当细菌接触到马蹄蟹的血液时,它们会触发一种由阿米巴细胞介导的酶级联反应,这种酶级联反应会导致邻近区域的血液凝结成凝胶。其目的是双重的——凝胶包围并将感染与螃蟹的其他部分隔离开来,同时也作为血淋巴和外部伤口之间的物理屏障。

这对螃蟹来说是个好消息,但对20世纪60年代的大型制药公司来说却是开创性的。

兔子测试

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当时,所有的制药公司都被要求为美国药典兔子热原测试维持大量的兔子群体。该测试包括给三只兔子注射药物样本,并监测它们四个小时;如果他们中的任何一人发烧,这批产品就被认为被细菌污染了,不能出售。这是一种有效的方法,防止感染细菌,但非常耗时和昂贵。

然后Bang和Levin来了,介绍了一种简单,廉价的方法来获得在体外能以明显低于其水平检测细菌的试验在活的有机体内等价的。

如果MBL想要为这项测试申请专利,然后将其授权给大型制药公司,这一发现将是一场巨大的经济胜利;不幸的是,邦和莱文遗漏了这一点。他们自由地公布了他们的方法,这样做,将MBL从现在数十亿美元的行业中剔除。

查尔斯河实验室里马蹄蟹正在放血

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更糟糕的是,另一位MBL研究员约翰·瓦卢瓦(John Valois)从他的同事斯坦利·沃森(Stanley Watson)那里获得了大量的LAL,并将其出售给全国各地的其他研究人员。当MBL问他这个问题时,他告诉他们他的价格是每夸脱1.5万美元。一想到会失去他们的免税地位,研究所就吓坏了,命令他停止。

然而,沃森已经看到了LAL拥有的财务潜力,他打算利用它。他说服MBL为改进的LAL收获技术申请专利,然后从他们手中买下了专利,成立了自己的公司。最初,他的客户是同行的研究人员,但消息很快就传开了,当FDA在1977年正式批准LAL测试作为热原测试的替代品时,生意兴隆了起来。沃森的公司被他称为科德角联合公司(Associates of Cape Cod),最初是在他房子的地下室里收获LAL。今天,它是全球领先的内毒素检测供应商。

查尔斯河实验室里马蹄蟹正在放血

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令人惊讶的是,马蹄蟹似乎对出血过程有很强的适应力,大多数被释放的标本被认为完全恢复了。然而,每年有大量的螃蟹被捕杀,随着对LAL需求的增长,人们担心该行业对螃蟹种群的影响。

一种解决方案是找到LAL的合成替代品,新加坡国立大学的Jeak Ding Ling自70年代以来一直在研究这一问题。通过研究Carcinoscorpius rotundicauda美国的一个小表亲l .波吕斐摩斯Ling鉴定并分离出负责因子C的基因——LAL中的活性成分——并将其拼接到昆虫肠道细胞中。

然而,尽管该技术在90年代末申请了专利,但目前只有两家公司在生产重组因子C试剂盒。这种缓慢的采用可能是出于监管方面的担忧——欧洲药典在2016年才接受它们,而第一种使用这种测试的美国药物在2018年底才被批准。

尽管如此,这个想法已经开始受到制药公司的青睐,这对马蹄蟹来说是个好消息。

本Valsler

确实是个好消息。这就是弗朗西丝·艾迪生。下期节目,杰米·杜兰尼将重点介绍多动症药物利他林。

杰米杜兰

每年处方的利他林超过24亿剂。21世纪初,英格兰的处方增加了300%以上。非处方使用利他林的情况也在上升——新闻报道称,越来越多的学生使用“聪明的药物”,甚至有报道称,有人给自己注射利他林来获得快感,这些都越来越普遍。

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下周加入杰米吧。在那之前,请浏览化学世界网站上的播客档案,如果你想让我们介绍任何化合物,请联系我们。电子邮件chemistryworld@rsc.org推特@chemistryworld.我是本·瓦尔斯勒,感谢收听。