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那些“跑偏”了的生物研究,却惊艳了世界

2016-10-24 12:10 谷君 生物谷 阅读 0
核心摘要: 本文回顾了科学史上由意外导致的重大发现:顺铂从杀菌研究意外成为抗癌药物;西地那非从心脏病药物转为治疗勃起功能障碍的畅销药;维生素B1的发现纠正了脚气病由细菌引起的错误认知。这些故事展示了科研中偶然性带来的惊喜,以及科学家如何将意外转化为突破性成果。

搞科研有时候就好像拍电影,你作为实验狗,穿上白大褂,敲定实验方案,准备好试剂、仪器和助手,来到实验室,期待实验成功并发表高水平论文。然而,有时个别因素(如过期试剂、故障仪器等)会导致实验偏离预期,令人沮丧。但科学史上,这种意外却可能带来巨大惊喜。以下是一些由意外导致的重大发现。

顺铂:从杀菌到抗癌

20世纪60年代,密歇根州立大学生物物理教授巴尼特·罗森伯格研究电场对细菌分裂的影响,旨在为医疗器具消毒和食品保存提供方法。他选用大肠杆菌作为实验对象,并使用被认为化学惰性的铂线作为电极。实验发现,通电两小时后,培养液变得清澈,大肠杆菌停止生长和分裂,似乎验证了电场抑制细菌的假设。然而,后续实验显示,只有铂电极能产生此效果,其他金属电极无效。罗森伯格意识到,是铂释放的金属离子起了作用。他推测这一发现可能对癌症治疗有益,并报告给癌症研究所。后续研究证实铂能阻止细胞分裂,顺铂(一种顺式铂盐)于1978年在加拿大和美国上市,随后推广至全球,对卵巢癌、睾丸癌、膀胱癌、肺癌、宫颈癌、头颈部恶性肿瘤、食管癌及儿科肿瘤均有出色疗效。

蓝色小药丸:从心脏病药物到勃起功能障碍治疗

1977年,科学家弗里德·穆拉德发现硝酸甘油在体内产生一氧化氮(NO),能促使心血管扩张,从而控制血压和治疗心脏病。基于此,辉瑞公司的科学家开发了一种新型心脏病药物——西地那非,它通过抑制cGMP的酶促水解,维持血管平滑肌舒张,增加血流量。然而,临床试验中,西地那非对血压、心率等指标的效果令人沮丧。但许多男性患者却报告出现勃起现象。研究者意识到NO在阴茎勃起中起关键作用:性刺激释放NO,提高cGMP水平,使阴茎血管肌肉放松,血液流入勃起小室,引起勃起。1998年,辉瑞推出西地那非(伟哥),成为治疗勃起功能障碍的畅销药。同年,穆拉德因一氧化氮功能研究获得诺贝尔奖,但他本人对“伟哥之父”称号并不认同,认为其发现对中风、早产儿肺发育不全等疾病的意义更为重要。

维生素B1:脚气病并非由细菌引起

19世纪末,法国微生物学家路易·巴斯德提出疾病由病菌引发,医生们纷纷寻找脚气病的致病菌。研究者让兔子、猴子、鸡等动物接触脚气病患者的血液和尿液,结果兔子和猴子无恙,鸡却患病,且无论是否接触病源,鸡都患病。负责人克里斯蒂安·艾克曼发现,喂食精白米的鸡患脚气病,而喂食糙米的鸡不得病。1901年,赫里特·格林斯确认脚气病由饮食中缺乏某种物质导致,糙米谷壳中含有该物质。1936年,化学家罗伯特·R·威廉姆斯成功合成硫胺素(维生素B1)。此时,维生素C和维生素B2早已被合成,人们认识到维生素缺乏也会导致疾病。

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