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肝素钠的发现与命名

肝素中文别名肝素钠、肝磷脂,英文名称Heparin。在WHO基本药物标准清单中,肝素是一种安全有效的药物,是第一个被发现和分离出来用于医疗的抗凝药,是目前仍在用于临床的最古老的药物之一。作为抗栓治疗的先驱,其问世及发展充满了戏剧性。

年,美国约翰霍普金斯医学院二年级的医学生杰伊麦克莱恩(JayMcLean),在生理学教授威廉亨利霍韦尔(WilliamHenryHowell)的指导下,进行体内促凝血物质效价测定的研究。他们最初研究脑磷脂,当时认为脑磷脂是一种促凝血物质,可以中和抗凝血酶,从而使凝血酶原激活导致凝血。麦克莱恩发现,多种组织(脑、心、肝等)的提取物有促凝作用,而且在贮存期间活性减低。一天,霍韦尔教授布置给麦克廉一个任务,让他从狗的脏器提取物中找到能促进血液凝固的物质。麦克廉马上开始了研究,结果他发现,脑和心的提取物都有促进凝血的作用,可肝脏则不然。肝脏的提取物不但不能促进凝血,反而会阻止血液凝固。麦克莱恩将此发现向霍韦尔教授报告,当时霍韦尔怀疑提取物被盐污染。但随后经重复实验证明,肝脏提取物中确实存在一种强力的抗凝物质。后来,麦克莱恩在宾夕法尼亚大学继续他的脑磷脂研究,而霍韦尔实验室则继续开展抗凝药的研究工作。

杰伊麦克莱恩(JayMcLean)

年,霍韦尔等人分离出另一种脂溶性抗凝药,并从狗肝脏中萃取出该物质。当时认为该物质只存在于肝脏,肝脏的希腊文名为Hepar,故命名为heparin(肝素),此名称一直沿用至今。

年,霍韦尔提出了水提取方案,并于年对方案进行了完善,得到了水溶性多糖抗凝药。尽管与之前分离出的化合物不同,他仍将此命名为肝素。在当时,由于没有合适的提纯方法,水溶性肝素含有杂质,会引起头痛、发热、恶心等不良反应,难以推广使用。要知道,即使是霍韦尔实验室,制备出的也仅是含1%肝素的产品。

此时,另一革命性的药物胰岛素也在蓬勃发展中。生产胰岛素同样需要从动物器官提取,再采用重结晶的方法获得较高的纯度,用于临床治疗糖尿病。这项技术,给了肝素一个机会。年,曾与班廷爵士(FrederickBanting)共同发现了胰岛素的加拿大多伦多大学的查尔斯贝斯特(CharlesBest)和研究生亚瑟查尔斯(ArthurCharles),决定借鉴提纯胰岛素的工艺来进一步提纯肝素。他们借助化学方法完成了结晶性肝素钡盐的制备,结晶技术使肝素的效价和构成更为匀质性,使肝素质量的稳定性得到保证。在贝斯特的支持下,后来用肝素钠来替代钡盐,解决了规模化生产的成本问题。自此开始,肝素钠盐成为了肝素生产的国际标准。

年,肝素钠在加拿大进入临床试验。同一时期,瑞典生理学家埃里克约尔佩斯(ErickJorpes)在大西洋对过也验证了自己的肝素提纯技术。约尔佩斯是肝素纯化并促使其进入临床应用的主要功臣之一,年,他发表了对肝素结构的研究,指出肝素本质上是一种硫酸多糖。凭借对硫酸多糖10多年的研究经验,约尔佩斯认为可以通过一般硫酸多糖纯化技术对粗制肝素进行纯化,从而获得效价更高的肝素。

年,加拿大查斯发现,动物的许多组织都含有肝素,尤其是肺脏,其含量比肝脏还多,并从牛的肺组织中分离并纯化出肝素。牛肺组织提取肝素的技术出现后,才有了肝素的大规模生产。这一年,肝素作为抗凝药正式上市,肝素的纯化形式首次用于人体。直到今天,肝素的生产还是离不开牛的肺脏或是猪的肠粘膜。

肝素的制备

年,彼得莫洛尼(PeterMoloney)和伊迪丝泰勒(EdithTaylor)获得了低成本、高收率生产肝素的专利,使这种药物得以被广泛使用。

大多数人认为肝素的发现者是约翰霍普金斯大学的杰伊麦克莱恩(JayMcLean)。麦克莱恩在进入医学院学习之前,是一个旷工,学完一年课程之后又去做了石油工,当有了一些积蓄后,毅然回归课堂。为了在生理学家霍韦尔(WilliamHenryHowell)身边求学,他主动要求无偿为霍韦尔工作一年。霍韦尔几乎毕生研究凝血机制,所以从他的实验室诞生影响深远的肝素也就不足为奇了。原本在霍韦尔指导下计划分离凝血物质的麦克莱恩,却意外发现了具有抗凝血作用的肝素。霍韦尔鼓励麦克莱恩以独立作者身份发表论文。因此,虽然是麦克莱恩发现了肝素,但是外界却认为是他的导师霍韦尔。年,《美国医学会杂志》JAMA发表社论“JayMcLean(-):DiscovererofHeparin”才一定程度上终结了争议。

对于麦克莱恩遭遇的学术不公,查尔斯贝斯特(CharlesH.Best)感同身受,贝斯特的一生和两种诺贝尔奖级别的伟大发现——胰岛素和肝素——联系紧密。年,贝斯特在多伦多大学班廷(FrederickG.Banting)共同发现了胰岛素,但因此获得诺贝尔奖的却是班廷和所在实验室主任麦克劳德(J.J.R.Macleod)。



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