原来风湿不是感染:可的松的发现与激素产业爆发
美国梅奥医学中心的风湿病学家菲利普·肖沃尔特·亨奇(Philip Showalter Hench,1896—1965)一生致力于风湿性关节炎的治疗。他在1930年左右就细心地发现得黄疸或怀孕的患者风湿病情会减轻,于是猜测关节炎不大可能是感染引起的疾病,而可能与内分泌有关,相应的治疗药物也应当是人体自身分泌的物质。
同在梅奥医学中心的化学家爱德华·卡尔文·肯德尔(Edward Calvin Kendall,1886—1972)也正在研究激素,他曾提纯了甲状腺素。塔德乌什·赖希施泰因(Tadeusz Reichstein,1897—1996,与同事合作,最先合成了维生素C)是波兰裔瑞典科学家,他曾研究过肾皮质激素并发表了相应结果。肯德尔参考了赖希施泰因的研究结果,并在亨奇的要求下制备了几种肾上腺分泌物,不过由于纯度不高而无法体现出疗效。
最后,美国默克公司参与进来,该公司的资深化学家刘易斯·萨雷特(Lewis Sarett,1917—1999)通过36步全合成反应,打通了可的松的合成工艺。在1948—1949年间,亨奇得到了纯度较高的可的松并进行临床试验,临床效果非常喜人。
由于发现用激素来治疗风湿性关节炎的方法,整个科学界为之震动。1950年,肯德尔、赖希施泰因和亨奇一起获得了诺贝尔生理学或医学奖。其颁奖速度可与胰岛素相媲美。
虽然因可的松的副作用大而无法在临床推广,但用激素治疗免疫性疾病的疗法却从此被广泛应用,氢化可的松等相关衍生物也迅速被推向市场。
20世纪30年代,随着可的松的发现,激素需要越来越迫切,但受限于生产技术,始终无法满足市场需求。珀西·拉万·朱利安(Percy Lavon Julian,1899—1975)是一位非裔美籍科学家。他第一个合成了天然化合物毒扁豆碱[又名依色林(eserine)]用于治疗青光眼,还可作为解毒剂。他还在激素药物的大规模生产方面做出了贡献,为可的松及衍生物以及避孕药的工业化生产奠定了基础。
朱利安的祖父是被贩卖到美洲的黑奴,并曾因学习文化而被砍掉三个手指。他的家庭付出了许多努力,以使他能够进入接受黑人学生的迪堡(DePauw)大学接受高等教育。朱利安是在备受歧视的环境中读完大学的。因为皮肤颜色,他无法继续在他喜爱的化学专业取得博士学位。幸而他在1929年得到洛克菲勒基金会的支持,前往维也纳大学,师从埃斯特·史帕斯(Ernst Späth,1886—1946,最先合成致幻剂——酶斯卡灵。“二战”中一无所有,朱利安为他办了葬礼)学习,并取得了博士学位。
1932年左右,朱利安回到美国,成为迪堡大学的讲师。1935年,他与皮克尔(Pikl)一起,完成了毒扁豆碱的全合成。他还提取了豆甾醇,期望作为合成激素的前体物质。1934年,德国科学家验证豆甾醇的确可以通过有机化学反应转变为孕酮。
因为是黑人,他无法被提升为教授,杜邦公司也因肤色拒绝录用他。他通过一次偶然机会,来到格利登(Glidden)公司,主持了从大豆中提取蛋白的工艺开发。他还把大豆蛋白的水解物加入水中,再利用一个充气阀门,制造出大量的泡沫,从而制成了消防用的泡沫灭火器。它对汽油、机油等引发的火灾非常有效,成为海军非常喜爱的灭火工具。
1940年左右,他又利用这种泡沫技术,分离了植物中的甾醇化合物,并以此为基础合成人体性激素。当时的性激素产品主要由提取获得,非常珍贵和稀缺,因为他的工作,化学合成得到的公斤级的性激素成品被推向市场,使产品价格大大降低。
1949年9月,朱利安宣布他以胆汁酸为原料,大大提高了可的松的产率。1953年,辉瑞公司和先达(Syntex)公司从格利登公司获得了孕酮专利的许可。因为辉瑞公司已经开发出从微生物发酵制得的11β-氧化物,把孕酮通过一步反应转化为11β-氢化可的松的技术,而先达公司则可以把这一工艺放大。
先达公司的拉塞尔·马克(Russell Marker,1902—1995)以墨西哥野生山药为原料,通过四步反应,将薯蓣皂甙元转换成孕酮(黄体酮),这种反应后来被命名为马克(Marker)分解反应。这对于所有的甾体激素,包括可的松和激素避孕化学品的大规模生产非常重要。
1952年,普强(Upjohn)公司的D.H.彼得森(D.H. Peterson)和H.C.默里(H.C. Murray)使用根霉菌(Rhizopus),把孕酮氧化为一个更易于转变为可的松的化合物。
随着新技术的应用,类固醇激素的成本从每克80美元降低到1955年的每克0.31美元。因为高额利润,先灵、默克等公司也加入了这一行列。跨国公司通过相互协议,把价格稳定在每克5美元左右。
朱利安后来离开了格利登公司,自己开办一家企业,生产激素药物中间体。虽然他取得了一些成功,还把激素中间体的得率提高了4倍,但终归不是辉瑞公司与先达公司的对手。1961年,他把公司拆分,以总额230万美元的价格出售给史克公司(Smith Kline,即GSK的前身之一),以及普强公司。