格哈德·多马克:首个治愈血液中毒的药物
1935年12月,德国伍珀塔尔的一名六岁女孩在缝补时扎伤了手。伤口发生化脓性感染,链球菌进入了她的血液,医生建议截肢。她的父亲是一位病理学家,此前曾花费四年时间在受感染的小鼠身上测试染料,实验室里有一种从未给儿童使用过的红色粉末。格哈德·多马克(Gerhard Domagk)写道:“病人全身状况严重恶化并伴有眩晕,我们对孩子的状况深感担忧。”他给希尔德加德服用了这种粉末。她保住了手臂并完全康复。抗菌药物时代在他的厨房餐桌上拉开了帷幕。
在战火中许下的誓言
格哈德·约翰内斯·保罗·多马克(Gerhard Johannes Paul Domagk)于1895年出生在勃兰登堡的乌拉古夫(Łagów)。第一次世界大战爆发时,他正是一名医学生并应征入伍。在波兰作战期间,他的头部中弹但幸存下来。此后在救治伤员时的所见所闻,决定了他后来的研究方向:士兵们本可幸存的伤口却死于随后的感染,气性坏疽和败血症在只能截肢的野战医院中蔓延。他决心毕生致力于对抗细菌感染。
他于1921年获得医学学位,在进入学术病理学领域工作后,他做出了关键的选择。1927年,他离开大学进入工业界,加入了法本公司(IG Farben)位于伍珀塔尔-埃尔伯费尔德的制药部门。
筛选计划
德国化学工业的染料业务此前已为医学提供了一种药物——保罗·埃尔利希(Paul Ehrlich)的洒尔佛散(Salvarsan),其逻辑显而易见:染料能选择性地与生物物质结合,因此在种类繁多的偶氮化合物中,可能存在某种能致命地针对细菌而对人类无害的物质。多马克的任务就是找到它。他与负责合成候选药物的化学家弗里茨·米奇(Fritz Mietzsch)和约瑟夫·克拉勒(Josef Klarer)合作,对数百种化合物进行了逐一测试。
他最重要的方法论决策是在活体动物而非培养皿中进行测试。这比试管实验更缓慢、更昂贵,也更不时髦,但这正是他成功的原因。1931年初,化合物磺胺米多柯里索定(sulfamidochrysoidine)——实验室代号KL 730——保护了小鼠免受原本致命的链球菌感染。在试管中,它毫无作用。如果研究者只进行体外筛选,就会将其直接丢弃;这种化合物只有在进入人体代谢后才具有活性。多马克看到了小鼠存活,并相信了实验结果。
他在1935年发表了研究成果,包含了动物实验和临床数据。该药物以百浪多息(Prontosil)为名上市销售。
意义所在
如今很难想象这种变革是多么彻底。链球菌感染——产妇的产褥热、丹毒、划伤导致的败血症,以及夺去儿童生命的脑膜炎和肺炎——此前完全没有治疗方法。医生只能引流能引流的部分,切除能切除的部分,然后等待。百浪多息及其后续的磺胺类药物家族,首次为医生提供了一种能在活体内可靠杀灭细菌的药片。几年之内,链球菌、葡萄球菌和肺炎球菌疾病变得可以治愈。这是首个商业化的抗菌药物,比青霉素的广泛使用早了大约十年。
他未能领取的奖项
1939年,诺贝尔基金会授予多马克生理学或医学奖,“以表彰他发现百浪多息的抗菌作用”。希特勒曾在1937年下令,禁止任何德国人接受诺贝尔奖,以报复1935年将和平奖颁给当时身处集中营的和平主义者卡尔·冯·奥西茨基(Carl von Ossietzky)。多马克仍接受了奖项。盖世太保于1939年11月逮捕了他,在多马克表现出必要的政治忠诚并正式拒绝奖项后才将其释放。直到1947年,那个曾禁止获奖的政权垮台后,他才领到了奖章和证书。
他并没有停止工作。磺胺化学引领他研究硫代氨基脲,并开启了寻找结核病药物的探索,这项研究促成了异烟肼的开发,至今仍是一线抗结核药物。他还发现了洁尔灭(Zephirol),开启了季铵盐类消毒剂领域,至今在医院中仍被广泛使用。
为什么说格哈德是天才
多马克并没有合成百浪多息;是米奇和克拉勒完成的。他也没有发明筛选染料抗细菌活性的策略;埃尔利希早在上一代人就建立了这一方法。他贡献的是对方法的判断,而这正是成败的关键。坚持使用感染的小鼠而不是培养皿,是一个昂贵且枯燥的选择,这与当时的实践背道而驰,但这却是唯一能发现这种特定药物的选择——一种在前体状态下惰性,直到被身体转化后才有效的药物。此外,他信任了一个异常的结果而不是将其解释掉,这是一种比听起来更罕见的纪律。
客观的反对意见有三点。他成功的直接原因是周围的工业机器:数以千计的化合物、两位一流的化学家以及法本公司的资金。发现的功劳确实是共同的,而关于大型染料分子本身并非活性剂的最终认识来自他实验室之外的工作。而且,他是纳粹德国的工业科学家,受雇于一家在那一时期行为不可辩护的公司;他自己在盖世太保面前的妥协是轻微且被迫的,但他并非一个反抗者。所有这些之上幸存下来的是一种单一而固执的方法论信念,以及一位愿意将未测试药物用在自己女儿身上的父亲——这是实验室结果转化为道德行为的时刻。
遗产
多马克于1964年去世,他活着看到了他开启的药物类别从常规用药逐渐被随后的青霉素部分取代。这种取代是成就的衡量标准而非反对的论据:磺胺药物证明了细菌感染的化学疗法是可能的,自那以后的每一种抗生素都是建立在他率先证明的假设之上。这个概念的证明是一抹红色的染料、几只小鼠,以及一个保住了手臂的女孩。
