作者丨北京協(xié)和醫(yī)院血液內科? 張路
來源丨協(xié)和醫(yī)學雜志(ID:xieheyixue)
在過去的近半個世紀,,華法林一直是口服抗凝藥物的代表和支柱,,廣泛用于血栓栓塞性疾病,、心房纖顫、人工瓣膜置換術后等領域,,是口服抗凝藥物中的「霸主」,。
據(jù)統(tǒng)計,每 100 個英國人,,至少有 1 人長期使用華法林,,而在老年患者中比例更高。但隨著達比加群酯,、利伐沙班等新型口服抗凝藥物的出現(xiàn),,可以為患者提供更安全和方便的治療,華法林的「霸主」地位逐漸受到挑戰(zhàn),。
在華法林由盛轉衰的重要轉折時刻,,作為見證者,我們有必要對這一劃時代藥物的發(fā)現(xiàn)歷史進行回顧,,在致敬華法林發(fā)現(xiàn)者的同時,,深思其帶給我們關于科學研究規(guī)律的啟示。
1? 甜苜蓿
20 世紀 20 年代,,北美洲大草原的牧民發(fā)現(xiàn)了一種奇特現(xiàn)象:牲畜進食發(fā)霉的甜苜蓿干草后約 15 d 會有出血表現(xiàn)(輕微外傷后出血不止,,甚至會發(fā)生自發(fā)性出血,血液難以凝固),,并在 30~50 d 內死亡,。
1924 年,加拿大獸醫(yī) Frank W.Schofield 在《美國獸醫(yī)學學報》(Journal of the American Veterinary Medicine Association) 詳細描述了這種疾病,,并認為該病可能與發(fā)霉干草中的黑青霉等有關,。由于與甜苜蓿干草有關,該病也被稱為「甜苜蓿病」,。
經(jīng)過近 10 年的研究,,人們發(fā)現(xiàn):避免牲畜食用發(fā)霉的干草,或對發(fā)病后牲畜進行輸血治療,對甜苜蓿病有一定防治效果,,但由于病因尚未被知曉,,在整個 20 世紀 30 年代,該病對北美畜牧業(yè)仍構成很大威脅,。
這一時期,,席卷世界的經(jīng)濟危機正給美國人民的生活帶來極大困擾(圖 1),病因尚未知曉的「甜苜蓿病」疫情導致大量牲畜死亡和經(jīng)濟損失,,這對北美牧區(qū)的居民無疑是雪上加霜,。
圖 1 經(jīng)濟危機中的美國群眾(圖片來源于維基百科)
在損失了牲畜的居民中,有一位名叫 Ed Carlson 的農(nóng)夫,,在一場暴風雪中,,他用卡車載著一頭死亡的奶牛、一桶來自于死亡奶牛的不凝血,、約 45 kg 甜苜蓿干草,,跋涉約 300 公里,來到了當?shù)匾凰黄鹧鄣霓r(nóng)業(yè)試驗站,,在那里他偶遇了 1 個月前剛剛開始研究「甜苜蓿病」的生化學家 Karl link,,從而開啟了發(fā)現(xiàn)華法林的波瀾壯闊之旅。
2,、Karl?link 教授生平
Karl link 教授(1901—1978 年)生于美國印第安納州的拉波特市,,父親是一位路德教牧師。Karl link 于 1918 至 1925 年就讀于威斯康辛大學農(nóng)業(yè)學院,,并于 1925 年獲得了農(nóng)業(yè)化學博士學位,。
隨后,他在美國國家教育委員會的資助下,,前往歐洲進行博士后培訓,,曾在蘇格蘭和瑞士進行研究并先后與 Fritz Pregl(1923 年諾貝爾化學獎得主)和 Paul Karrer(1937 年諾貝爾化學獎得主)共事。
在完成歐洲的培訓后,,Karl link 于 1927 年回到美國威斯康辛大學謀得教職,遺憾的是,,Karl link 在瑞士期間罹患肺結核,,因當時結核病治療手段相對落后,他一直受疾病困擾,,直至去世,。
在那個風雪之夜,Ed Carlson 送來的死亡奶牛,、不凝血和發(fā)霉的干草,,為 Karl link 教授提供了珍貴的研究材料。
經(jīng)過 6 年的不懈努力,,1941 年,,他終于發(fā)現(xiàn)了「甜苜蓿病」的元兇:甜苜蓿中含有的天然香豆素,,雖然香豆素本身并不具有抗凝作用,但在真菌(發(fā)霉)的作用下會被氧化為雙香豆素,,干擾維生素 K 依賴性凝血因子的功能,,引起出血。
經(jīng)濟向好時,,牧民們一般不會將發(fā)霉的草料喂給動物,,而是重新更換干燥的草料,因此「甜苜蓿病」的問題并不突出,;但在經(jīng)濟蕭條時期,,牧民們無力替換發(fā)霉飼料,該問題即突顯出來,。至此,,困擾北美牧區(qū)近 20 年的怪病之謎得以完美解答。
3,、從滅鼠藥到口服抗凝藥
第二次世界大戰(zhàn)期間,,美國鼠患嚴重,亟需有效的滅鼠手段,。1945 年,,因「胸膜炎」住院休養(yǎng)的 Karl link 想到了采用雙香豆素的衍生物作為滅鼠藥的主意。
因雙香豆素起效慢, 患「甜苜蓿病」的牲畜 30~50 d 后才死亡,,所以 Karl link 與其合作者在篩選了上百種雙香豆素衍生物后,,最終在 1948 年發(fā)現(xiàn)了芐丙酮香豆素并將其作為理想的滅鼠藥。
由于這項艱苦的研究工作是在威斯康辛大學校友基金會(WARF)的資助下完成的,,所以將這種香豆素衍生物命名為 Warfarin(WARF:基金會,;-arin:香豆素詞尾),中文譯為華法林,,沿用至今 ,。
作為滅鼠藥,華法林取得了巨大成功(圖 2),,也是后續(xù)效果更強的滅鼠藥溴敵?。ㄓ址Q「超級華法林」)的原型藥物。
圖 2 華法林的分子結構(圖片來源于維基百科)
隨著華法林在滅鼠事業(yè)上的巨大成功,,逐漸有醫(yī)師開始嘗試在臨床中使用該藥用于抗凝,。因曾用作「滅鼠藥」,患者在接受該藥上存在一定困難,。
轉機出現(xiàn)在 1955 年,,二戰(zhàn)英雄、五星上將、時任美國總統(tǒng)的艾森豪威爾在打高爾夫球后出現(xiàn)心肌梗死,,隨后接受了華法林治療,。
這一事件增加了民眾對華法林的接受程度,于是逐漸發(fā)生了我們所熟知的華法林用于臨床治療的諸多故事,。
尤其是在 20 世紀 80 年代,,世界衛(wèi)生組織推薦采用國際標準化比值監(jiān)測華法林療效后,克服了制約華法林廣泛應用的劑量控制問題,。自此,,在全世界范圍內,華法林正式成為使用最廣泛的口服抗凝藥物,。
4,、歷史的啟示
回顧華法林的發(fā)現(xiàn)史,我們饒有興趣地發(fā)現(xiàn)許多貌似偶然的事件堆疊:經(jīng)濟寒潮令牧民無力更換發(fā)霉的牧草,;絕望的農(nóng)夫突發(fā)奇想,,冒雪驅車數(shù)百公里,在不起眼的地方農(nóng)業(yè)試驗站偶遇一位剛剛于 1 個月前才開始對「甜苜蓿病」感興趣的生化學家,;由于罹患疾病,,不得不住院休養(yǎng)的生化學家研究起了滅鼠藥物;全民英雄,、美國總統(tǒng)在任期內突發(fā)心肌梗死并從該藥獲益,。
然而,偶然中總是存在著必然,,偉大的創(chuàng)新背后是厚積薄發(fā):美國從 1875 年開始建立起遍布全美的農(nóng)業(yè)試驗站體系,,重視基礎科研和農(nóng)業(yè)應用,為 Ed Carlson 與 Karl link 歷史性會面創(chuàng)造了機遇,。
雖然威斯康辛州不是美國經(jīng)濟發(fā)達地區(qū),,卻因重視教育,佇立著一所始建于 1848 年,、世界綜合大學排名前 100 強的著名大學威斯康辛大學,,這所大學不僅為 Karl link 教授提供科研場所,其校友基金會也恰好為華法林的研究提供了經(jīng)費支持,,并為寫入醫(yī)學史的該藥物冠名,。
雖然 Karl link 罹患肺結核,但他堅持不懈,、不斷嘗試,即便在住院休養(yǎng)期間也心系研究,。華法林的故事,,不但為我們揭示了科學研究從現(xiàn)象(牲畜出血死亡)到本質(雙香豆素抗凝作用)、從實驗室(發(fā)現(xiàn)雙香豆素的化學結構,并合成其衍生物)到實踐(滅鼠藥)及臨床應用(口服抗凝藥「霸主」華法林)的一般規(guī)律,,還提示我們,,良好的基礎教育和基礎科研條件,以及充分的經(jīng)費支持,,是催生劃時代意義發(fā)現(xiàn)的重要條件,。
5、結語?
作為目前最重要的口服抗凝藥物,,隨著新型口服抗凝藥物的不斷涌現(xiàn),,華法林時代或許已經(jīng)開始由盛轉衰。
當我們懷著對先輩深深的敬意,,在這個特殊的時間節(jié)點回顧華法林的發(fā)現(xiàn)史,,為我們未來的科學研究帶去有益啟示。
封面圖片來源「shutterstock」
編輯|千月
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