极简新药发现史
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从科研助手到领军人物:贝斯特在肝素发现中独当一面

1913年,德裔美国外科医生里夏德·勒威森(Richard Lewisohn,1875—1961)在美国芒特西奈医院(Mount Sinai Hospital)发明了一种新的抗凝血方法,他在血中加入柠檬酸物质,使得血液凝结时间延长,从而可以实施体外输血。他用这种方法,把自己的血输给患者,这是历史上第一次体外输血。

1916年,约翰·霍普金斯(Johns Hopkins)大学的二年级学生杰伊·麦克莱恩(Jay McLean)在教授威廉·亨利·豪厄尔(William Henry Howell,1860—1945)指导下研究抗凝血机制。他从狗的肝脏组织中提取了一种脂溶性的膦脂,而这种膦脂加入血液中,可以延长凝血时间,具有抗凝血效果。1918年,豪厄尔把它称为肝素(heparin,肝脏的希腊文是hepar)。1920年后,麦克莱恩转做外科医生,但仍与豪厄尔合作抗凝剂的研究。豪厄尔又发现了一种水溶性的多糖类物质,也具有抗凝作用,他把这种物质也命名为肝素(heparin)。现在的肝素指多糖类的生物大分子物质。豪厄尔在很长一段时间研究肝素的临床应用,但他的产品因为纯度不够、副作用大,效果不明显。但仍然引起了一些药企和科学工作者的注意。

1928年,因为与班廷不和,麦克劳德教授伤心地离开加拿大,接任多伦多大学生理系教授的正是查尔斯·赫伯特·贝斯特(Charles Herbert Best)。他当时还兼任了另一个职务:加拿大多伦多大学的康诺特医学研究实验室(Connaught Medical Research Laboratories)副主任。1929年,瑞典科学家埃里克·约尔佩斯(Erik Jorpes,1894—1973,发现胰岛素重结晶后可降低不良反应)拜访了贝斯特,并参观胰岛素生产线。他向贝斯特建议开发肝素。

在开发过胰岛素后,贝斯特也希望找到一种新的生物活性物质开发成药品。因为肝素有抗凝作用,但其生产工艺尚未建立,难以大生产,所以只能做科研用。同时,相应的动物实验资料不全,临床试验也未开展。贝斯特希望优化肝素生产工艺,得到纯化肝素并进行临床试验,争取能把它作为抗凝血药品推向市场。

于是他邀请有机化学家阿瑟·F.查尔斯(Arthur F. Charles,1905—1972)、多伦多全科医院外科医师戈登·默里(Gordon Murray,1896—1976)和参加过胰岛素工作的大卫·A.斯科特(David A. Scott)加入自己的肝素研究团队。

他们首先开发从牛肝中提取肝素的工艺,不过当年食品涨价,牛肝的成本升高,他们又转向尝试从牛肺和牛肠中提取肝素。这一工艺首先让原材料腐败,然后再进行提取,以提高产量。1933年,工艺成功了,他们得到了结晶的肝素,并把它制作成盐溶液,用来做动物实验。又经过两年的优化,于1935年发布了肝素钠盐的工艺标准。同年,临床试验开始,证明了它的安全有效[6]。1937年,肝素正式上市。

而埃里克·约尔佩斯也一直关注着肝素的生产情况。1936年,约尔佩斯在研究了肝素的结构后,发表了相应的结果,随后还发现肝素在肝脏、肺脏、肥大细胞中都存在。1937年,瑞典维切姆制药公司(Vitrum AB)也把肝素推向市场,静脉注射使用。直到现在,肝素都在临床大量使用,不过,肝素的来源多为半合成。