芥子气分子
三种氮芥的结构
战争当然是非常糟糕的事情,不过战争中诞生的东西也不全都对人类有害。肯定有人对这个说法感到惊讶或表示异议,不过“祸兮福之所倚,福兮祸之所伏”,确实有一些有益的事物诞生于以杀戮和毁灭为代表的战争。
我们今天要说的是一种抗癌药物。1917至1918年间,同盟国和协约国两方陆军互相发射一种装填了油状物质的炮弹,这种油状物质就是臭名昭著的芥子气。芥子气学名二氯二乙硫醚,可能是最著名的战场化学武器了,据说希特勒也曾受到过它的伤害。这种杀人不眨眼的化合物如何变成了救人性命的抗癌药物呢?
当时的医生注意到,战场上一些受伤士兵体内的白细胞数突然下降,而这些士兵全都接触过芥子气。于是一些非常富有想象力的科学家开始论证这样一种可能性:既然芥子气可以降低白细胞数量,那么它是否能抑制住白血病或淋巴癌患者体内疯长的白细胞?不过结果很遗憾,芥子气本身对癌症没有什么疗效。
但科学家并不气馁,战争中使用的芥子气其实是多种硫芥化合物中的一种。还有一些与硫芥结构很类似的化合物。1935年,化学家合成了氮芥系列物质,它们与芥子气结构相似,具有鱼腥味,毒性也很强。二战中,纳粹德国大量合成储备了HN1、HN2、HN3三种氮芥,不过并没有真正使用过。
1942年,耶鲁大学的药理学家A·吉尔曼和L·古德曼开始秘密地研究氮芥作为临床癌症化疗药物的可能性。他们很快确认了这些化合物的细胞毒性,发现它们会杀死或伤害活细胞,实验动物摄入氮芥后会发生全身衰竭,最后死亡。不过HN2表现出了喜人的特性:它可以治疗淋巴癌。这种化合物的化学名是二氯甲基二乙胺,在癌症医生那里它被直接叫做“氮芥”。
1943年,吉尔曼和古德曼开始对氮芥进行临床试验。医生通过静脉注射将化合物送入淋巴癌患者体内。几天后,这些原本濒临死亡的病人的头部和颈部的肿瘤显著缩小了。不过,停药后肿瘤再度复发。二次给药的效果比第一次差了一些,三次给药时则完全没有疗效了,癌细胞已经进化出了针对氮芥的耐药性。1946年,吉尔曼和古德曼整理了更多临床数据,并发表了一篇划时代的论文。
氮芥的药理学也很快被揭示出来。氮芥是很强的烷基化试剂,它能使鸟嘌呤烷基化,阻止细胞的分裂和复制。
后来研制出来的同系列化合物环磷酰胺及其他有机化合物是癌症治疗中更常用的烷基化试剂。不过直到今天,二氯甲基二乙胺仍然是肿瘤学家化学宝库中一种强有力的武器——它被用来治疗何杰金病、白血病和脑瘤。
对氮芥的研究开启了用毒性物质治疗癌症的新时代。从芥子气到抗癌药,堪称药学版的“铸剑为犁”。而如此宝贵的灵感产生的代价,就是那些在一战中遭芥子气毒害的士兵们的生命与健康。