来源:我是科学家iScientist

  作者:许婧斐

  中世纪时,一种可怕的疾病忽然在欧洲各国间流行开来:患者或是经历光怪陆离的幻觉,导致丧失劳动能力,或是手足逐渐溃烂,直到肢体坏死而残疾。

  严重的病症给患者带来烈火焚身般的痛苦,那时人们以为这是神灵的惩罚,称其为“圣火”(或“圣安东尼之火”)。

1568年的一副画作,描述了“圣安东尼之火”的幸存者乞讨为生的悲惨生活 | Pieter Bruegel de Oude

  造成这种病症的罪魁祸首,其实是麦角菌属Claviceps)的真菌。它会悄悄潜入小麦等禾本科植物的子房,长成一粒粒有毒的“麦角”,混入麦粒中,最后一同磨成面粉被人食用。

黑麦麦角菌(Claviceps purpurea)的侵染过程 | Wikimedia Commons, Franz Eugen Köhler, Köhler’s Medizinal-Pflanzen / Public Domain

  麦角中含有生物碱,有的作用于神经系统,使人产生严重的幻觉和精神错乱,还有的作用于循环系统,让四肢的血管收缩,导致肢体失去血液供应而坏死。所谓的“圣安东尼之火”,其实就是重症麦角中毒

混在麦粒中的麦角,就是“圣安东尼之火”的罪魁祸首 | Wikimedia Commons, Dominique Jacquin / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

  所幸,随着农业技术的进步,麦角中毒事件已鲜有发生。不过,麦角并未就此退出人类的生活,而是以截然不同的另一种身份再度活跃起来。

  近年来,人们逐个分离出麦角中的活性生物碱,将其提纯或改造后应用于医疗领域。比如,麦角新碱可以促进子宫收缩,可以治疗产后大出血;麦角胺,被用于治疗严重的偏头痛;人工合成的卡麦角林和溴隐亭,则成了治疗帕金森病的良药……

麦角衍生物可有效阻止产后出血 | Wikimedia Commons, Harmid / Public Domain

  麦角已华丽变身成为医学界的不可或缺的药物原料,而像这样转变角色的生物,远不止麦角。

  源自毒蜥的降糖药

  在美国的部分区域,希拉毒蜥(Heloderma suspectum)是人们唯恐避之不及的一种生物。它的下颌唾液中会分泌毒液,一旦被咬伤,会引起强烈剧痛、恶心呕吐,甚至患上严重的胰腺炎。

  然而,在这种毒蜥的身上,科学家们却发现了一类全新的药物,不仅可以帮助糖尿病患者控制血糖,还可用于治疗肥胖症

希拉毒蜥(Heloderma suspectum),是降糖药艾塞那肽的研发起点 | Wikimedia Commons, H。 van der Ploeg / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

  20世纪90年代,年轻的研究人员约翰·恩(John Eng)开始研究希拉毒蜥所分泌的唾液,并试图从其中寻找到有利用价值的化合物。

  他意外发现,希拉毒蜥唾液中存在的一种物质,能够降低实验鼠的血糖。仔细硏究后,他发现,这种物质和人体内已知的一种降糖激素——胰高血糖素样肽-1(GLP-1)具有相同作用。

  早在十多年前,科学家们就认识到了GLP-1的降糖作用,它可以根据人体当前血糖浓度,自动调节分泌胰岛素的速率。可惜的是,人体内自然产生的GLP-1激素十分脆弱,注进人体后不一会儿就会被降解而失去作用,这一点让它不适合被制成药物。

  而约翰·恩发现的这种物质在体内恰好不容易降解:能存留很长时间发挥作用。进一步的临床试验证明,这种药物只需每天注射两次,就可以有效帮助糖尿病患者控制血糖,效果比起口服降糖药丝毫不逊色。基于大型临床试验中的显著效果,这款名为Byetta(艾塞那肽)的药物于2005年获FDA批准上市。

  在艾塞那肽上市之后,其他多种仿GLP-1激素药物也相继进入临床,其中就包括曾创下数十亿美元年销售记录的利拉鲁肽——这种药除了用于治疗糖尿病,还曾于2014年获批用于肥胖症的辅助治疗,能有效降低体重和减少肥胖症并发症。

利拉鲁肽是FDA批准的“减肥药”之一(此为处方药,可能有潜在副作用,需要在医生的指导下使用) | flickr, Doctor 4U / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)

  从“蒙汗药”到“救命针” 

  作为一种古老的药用植物,曼陀罗生来就集“毒药”和“神药”于一身。人类很早就开始用曼陀罗来医治疾病,或者对付仇人。从《本草纲目》里的麻醉药,到《水浒传》中的“蒙汗药”,都有曼陀罗的身影。

曼陀罗蕴藏着毒性和不可低估的药用价值 | Wikimedia Commons, Skäpperöd / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

  现代医学创立之后,曼陀罗的“毒药”角色渐渐淡出,它致人麻醉的原理也彻底揭开:曼陀罗中含有一种名为“东莨菪碱”的化学物质,可以干扰人体神经系统的重要信使——乙酰胆碱的功能,从而导致意识混乱、肌肉松弛、出汗减少、胃肠蠕动减缓等效应。

  人们已经挖掘出曼陀罗中一些生物碱(尤其是东莨菪碱和阿托品)的医疗价值,它们现在被用于治疗多种疾病。

  例如,东莨菪碱长期被用来治疗肠道功能紊乱、内脏痉挛、晕车晕船等,而阿托品已经成为了抢救农药中毒、致命性心动过缓等危及生命情况的重要用药。在现代医院的抢救推车中,有一个位置就是留给阿托品的。

阿托品已成为急救必备药品 | Wikimedia Commons, Wesalius / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0)

  自古以来,我们身边从来不乏各种毒物的身影,它们一度夺去了无数人的健康和生命。而今,许多原本令人唯恐避之不及的毒物,被药学家们赋予了全新的打开方式,摇身变成了救死扶伤的良药,在人类历史中留下浓墨重彩的一笔。

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