阿司匹林
阿司匹林(Aspirin),又称乙酰水杨酸,是医药史上的三大经典药物之一,自1897年合成至今,已有上百年的应用历史。这种毫不起眼的白色小药片最开始只是解热镇痛的感冒药。但随着在临床上的不断应用,人们发现它还可以治疗风湿痛,预防心血管疾病、降低心肌梗死和中风的发病风险,甚至对静脉血栓、肠癌、肺癌、乳腺癌、白内障、偏头痛、不孕症、疱疹、阿尔兹海默症均有防治作用,其累计销量已达几十万亿片。至今,人们还在不断发现它的新功能。关于阿司匹林,每年都有超过2500篇文献发表。可以说,阿司匹林不仅是一款成功的商业产品,也是一种“灵药”。
那么,阿司匹林是怎样问世的呢?它又如何从一种普通感冒药变成家庭必备的救命药呢?故事还要从一株我们最为熟悉的植物说起……
“出身”柳树
柳树,这种让无数文人墨客不吝笔墨描摹、歌咏的植物竟然还可以治病?没错,它的体内含有一种可以消炎镇痛的物质,阿司匹林的前体——水杨酸。柳树用于治病始于何时?我国民间早有“榆树救荒,柳树祛病”的说法。距今3500年前的古埃及《埃伯斯纸草书》中明确提到,柳树可以治疗咳嗽、消炎止痛。1000年后,古希腊“医学之父”希波克拉底指出,柳树皮可以用来退烧和减轻分娩的疼痛。说明古人早已在观察自然、探索自然的过程中,认识到了柳树的医用价值。
可惜的是,随着中世纪的降临,西方随即陷入了黑暗和愚昧之中。柳树用于治病的药方同几千年积累下来的医学知识一起消失了。18世纪,它在西方重见天日,一位名叫爱德华·斯通的英国牧师的灵光一现。
1758年的一个夏天,爱德华·斯通牧师跟往常一样,在家乡一条名叫“考门”的小溪边散步。溪水两岸绿柳成荫,景色宜人,让斯通牧师感觉非常惬意。或许是因为无聊,或许是出于纯粹的好奇心,斯通牧师掰下一块柳树皮,放进嘴里咀嚼起来——一股苦涩而又熟悉的味道立刻弥散开来。斯通牧师想了好一会儿,才想起来这味道跟金鸡纳树皮——当时用于治疗疟疾的特效药几乎完全一样。
当时的英国疟疾肆虐,英国资产阶级革命领袖克伦威尔正是死于这种疾病。虽然,当时人们已经找到了对抗疟疾的特效药金鸡纳树皮,但其价格昂贵,常常供不应求。西班牙垄断了这种只生长在中美洲的珍贵药材的贸易。
擅长思考的斯通牧师突发奇想:既然柳树皮的味道跟金鸡纳树皮的味道一模一样,那么柳树皮可不可以用来代替金鸡纳树皮治疗疟疾?想到这里,激动的斯通牧师马上掏出小刀,开始削取柳树上的树皮。最终,他抱着一大捆树皮来到了一座磨坊里,要求磨坊主把树皮烘干。磨坊主并没有拒绝牧师的古怪请求,他把自己用来烘焙面包的烤炉借给牧师使用。于是,斯通牧师用一座磨坊的面包烤炉,得到了约1磅重的柳树皮粉末。
接下来,斯通牧师开始到处寻找疟疾患者并给他们服用自己的新药。经过长达5年的实验和观察之后,斯通牧师发现:柳树皮可以治愈大部分疟疾患者。1763年,斯通牧师向英国皇家学会写信,正式公布了自己的重大发现。这是阿司匹林发现史上的一个重要里程碑。
有趣的是,斯通牧师虽然发现了柳树皮的医学价值,但他完全曲解了柳树皮的功效。斯通牧师一直认为柳树皮和金鸡纳树皮一样,可以治疗疟疾,但后来医学界发现,柳树皮中的有效物质只能起到退烧等缓解疟疾症状的作用,并不能真正杀死疟原虫。而斯通牧师治愈的大部分“疟疾患者”,身患的可能只是与疟疾症状类似的其他疾病。尽管如此,这一误会并不影响斯通牧师的伟大——就像哥伦布一直错误地认为自己到达了印度,但谁都不会否认,他发现了新大陆。
因战争备受关注
19世纪初,拿破仑加冕法兰西皇帝,英法冲突愈演愈烈,英国皇家海军随即封锁了法国与美洲之间的商业贸易。而西班牙由于与法国结盟,也受到了英国的封锁,金鸡纳树皮的贸易航线中断了。欧洲大陆对金鸡纳树皮的迫切需求促使化学家们分离出了金鸡纳树皮的活性成分——奎宁。作为金鸡纳树皮的替代品,柳树皮活性成分的提取得到了更高的关注。
1828年,慕尼黑大学药剂学教授约瑟夫·毕希纳从柳树皮中提炼出了柳苷。1838年,意大利科学家拉法莱埃·皮里亚从柳苷中分离出了活性物质——水杨酸。最初,水杨酸并未得到广泛应用,因为水杨酸是一种非常强的有机酸,服用后会刺激口腔、食道和胃,让人十分不适。相比水杨酸,人们还是更倾向于服用柳苷,或是含有水杨酸的柳树皮。
1897年,水杨酸类药物已经成为治疗风湿热和关节炎的常用药,德国制药巨头拜耳公司决定尝试找到水杨酸的替代品——一种药效类似水杨酸,但却没有水杨酸不良反应的理想药物。这项任务落在了3位德国化学家海因里希·德雷泽、阿图尔·艾亨格伦和费利克斯·霍夫曼的头上。这三个人后来被称作 “阿司匹林三人组”。
青年化学家费利克斯·霍夫曼首先注意到,水杨酸的分子结构是由6个碳原子组成的苯环和连在苯环上的2个基团——羟基和羧基组成的。当水杨酸羟基基团接触胃壁时,会对胃黏膜产生强烈的刺激,这正是水杨酸对人体产生副作用的原因。霍夫曼设想,如果用乙酰基团取代羟基,是不是就可以减轻水杨酸对人体的副作用。通俗来讲,就是把水杨酸上的强酸换成弱酸。遵循这一思路,霍夫曼把水杨酸和乙酸酐放在一起加热回流,最终得到了乙酰水杨酸——这正是今天阿司匹林的有效成分。
与水杨酸相比,乙酰水杨酸不仅疗效更佳,没有不良反应,而且还增加了一种重要作用——止痛。拜耳公司立即意识到了乙酰水杨酸的巨大价值,并将其名定為阿司匹林(aspirin)。其中a代表乙酰化合物(acetylation),spir代表绣线菊(Spiraea ulmaria,绣线菊属植物也含有水杨酸,其含量甚至比柳树中更多),in作为后缀。
1899年7月,阿司匹林投入生产。这枚神奇药片的故事才刚刚开始。
“大流感”推动销量
阿司匹林问世之初,只作为治疗风湿类疾病和消炎止痛的药物登场。真正使它名扬天下的是1918~1919年的全球性大流感。一战末期,美国对德宣战,并向欧洲大陆派兵。于是,这场起源于美国的流感就随着美国大兵来到了欧洲。它首先席卷了法国,然后进入了西班牙和英国,最后从欧洲传到中东,进而侵入亚洲。
可别以为流感只是一种很轻微的疾病,在没有特效药的20世纪初,流感病毒如同“死神”一样。匈牙利称大流感为“黑死长鞭”,德国人管它叫“晴天霹雳”,瑞士人则称之为“束手无策”。死于流感的人数在2500万至4000万之间,比死于一战的人数还多。
每逢疾病大流行,人们难免会病急乱投医。阿司匹林虽然并不能杀死流感病毒,但它退热止痛的作用可以有效缓解流感病人高烧、头痛的症状,减轻病人痛苦,因此迅速获得了人们的青睐。没有患病的人要求服用它来预防,患了病的人则对它产生了依赖,有的医生甚至把它当作安慰剂开给病人。因此,尽管阿司匹林并不是大流感的特效药,但它仍在人类抗击流感的战争中做出了不可磨灭的贡献。从那以后,阿司匹林的市场占有率不断攀升,一个属于阿司匹林的时代来临了。
但是,随着阿司匹林的广泛应用,它的副作用也愈加凸显,即药物对胃黏膜的刺激作用。尽管与水杨酸相比,阿司匹林出现不良反应的机率低很多,但考虑到服用阿司匹林的人数基数太大,这一现象仍是一个不容忽视的问题。
1938年,英国赫尔市的一名内科医生阿瑟·杜斯韦特在给一位刚服用过阿司匹林的病人做胃镜检查时,意外发现胃壁上有部分阿司匹林未被消化,而且药片残留的部位呈红色,说明未消化的阿司匹林对胃部产生了刺激。杜斯韦特认真研究了这一问题,他发现使病人胃出血的原因在于阿司匹林在胃中的溶解速度太慢,致使药物附着在胃壁上,造成胃黏膜损伤。杜斯韦特在阿司匹林里加入了钙,使阿司匹林的溶解速度大大加快了。但随之而来的问题是,加钙后药品容易受潮,使阿司匹林变得不易保存。
战争期间需要有稳定的阿司匹林供应。1941年,英国利高曼公司斯克鲁顿工程师着手解决这一问题。最终,斯克鲁顿发现,添加碳酸钙作为辅料,再经过机器冲压,就能制成快速溶解的阿司匹林。这一方法后来经过乔治·科尔曼·格林的改进,生产出了现在不易损伤胃黏膜的易溶阿司匹林。
但到了20世纪五六十年代,隨着对乙酰氨基酚(扑热息痛)、异丁苯丙酸(布洛芬)等止痛药的发现与应用,阿司匹林在市场中的地位从一家独大迅速跌落成三足鼎立。比起这款在上世纪末发明的老药,人们更愿意相信新产品带来的疗效。阿司匹林在竞争中节节败退,它还会再现以前的辉煌吗?
催生诺贝尔奖得主
阿司匹林的困境因其作用机制的进一步明确而打破,而这要归功于科学史上一个伟大的名字:英国科学家约翰·范恩。
在此之前,人们已经知道:生物体内存在一种叫做前列腺素的物质,当细胞受到刺激时,会释放前列腺素,使机体红肿、发热、疼痛和发炎。于是,范恩猜想,阿司匹林的作用是不是就在于阻止前列腺素的合成?在完成了一系列出色的实验之后,范恩终于证实了自己的猜想,并于1971年发表了自己的大作《阿司匹林类药物阻滞前列腺素合成的机制》,标志着人类终于揭开了阿司匹林作用机理的神秘面纱。
然而,范恩这一研究更加深远的意义在于,他使人们认识到了阿司匹林更加重要的一个作用——抗凝血。血小板是血液里的一种细胞,在一滴血中有上百万个血小板。它在人体中的作用是:一旦血管爆裂,发生出血,血小板就会堵在伤口上,防止血流继续流出,这一过程叫血小板凝聚。对于正常人体来说,血小板凝聚是机体的一种自我保护方式。但对血栓患者来说,在没有受伤的地方发生凝血,就会形成血栓栓塞,导致心肌梗死、脑卒中等严重疾病。
范恩发现,促使血小板凝聚的介质也是一种前列腺素——凝血恶烷-A2,而阿司匹林可以阻断凝血恶烷的产生,从而阻止血小板凝聚。如此一来,只要服用阿司匹林就可以预防血栓发生。这被看作是近代医学的重大发现之一。因此卓越贡献,发现阿司匹林作用机理的约翰·范恩,发现前列腺素的苏内·贝里斯特罗姆和发现凝血恶烷的本特·萨米尔松共同获得了1982年诺贝尔生理学或医学奖。
预防中风和心血管疾病的奇效一出,曾经的“灵药”又回到了大众的视野,成为家家必备的救命药。但这并不是阿司匹林的全部传奇故事。随着人们对阿司匹林的作用机制有更多的了解,医学界掀起了对阿司匹林研究的热潮。
1992年,人们发现阿司匹林可以治疗因多发性脑梗死导致的老年痴呆症,几年之后,人们又发现阿司匹林可以治疗阿尔兹海默症。对于未出生的患病胎儿,阿司匹林也有奇效。先兆子痫是一种妊娠期间可能出现的病症,发病率高达8%,其原因是胎盘内形成的小血栓,而阿司匹林可以预防胎盘中血栓的形成,使先兆子痫的发病率减少15%。
另外,阿司匹林对牙周炎、白内障、偏头痛、不孕不育症、Ⅱ型糖尿病、小儿川崎病、习惯性流产等疾病的防治均有一定效果。
然而,最令人瞩目的还是阿司匹林对几种癌症的预防效果。早在上世纪70年代,科学家就注意到,有几种癌症患者的前列腺素-E2的分泌水平明显高于正常水平。因此有人提出假说,过量分泌的前列腺素-E2正是导致肿瘤形成的原因。而阿司匹林对各种前列腺素都具有抑制作用,因此可以用于前列腺素相关癌症的控制。
实际上,已经有研究表明,阿司匹林可以将结肠癌与肠癌的发病率减少50%。另外,阿司匹林还能提高乳腺癌患者的生存率,降低胰腺癌的发病率和胃肠道肿瘤的发生率。但需要强调的是,目前医学界尚未对阿司匹林的抗癌效果形成定论。服用阿司匹林之前一定要咨询医生,不能滥用,否则容易受到副作用的伤害。