2025-06-20 07:44来源:本站
如果你曾经接种过疫苗或接受过静脉注射药物,并且没有患上可能危及生命的发烧,你应该感谢马蹄蟹。
那些被称为活化石的动物,因为它们在数百万年里几乎没有变化,为什么在现代医学中如此重要?马蹄蟹(鲎)的血液被用来制造一种叫做鲎鲎的物质,或LAL,科学家们用它来检测静脉注射药物中被称为内毒素的有毒物质。
这些由细菌产生的毒素在环境中无处不在,不能简单地通过消毒去除。它们会引起一种历史上被称为“注射热”的反应。浓度过高会导致休克甚至死亡。
确定LAL作为一种高灵敏度的内毒素检测器是20世纪医学安全的突破。然而,现在批评者对环境影响以及审查和批准马蹄蟹血合成替代品的过程提出了质疑。
我们研究科学、技术和公共政策,最近发表了一份白皮书,研究与使用马蹄蟹生产LAL有关的社会、政治和经济问题。我们将这一问题视为涉及多个机构的复杂问题的一个试验案例,这些问题需要同时关注自然和人类健康。
医生在19世纪中期开始给病人注射各种溶液,但直到20世纪20年代,生物化学家弗洛伦斯·塞伯特才发现,发热反应是由于这些溶液中的水被污染了。她发明了一种检测和去除引起这种反应的物质的方法,并在20世纪40年代成为医学标准。
这项实验被称为兔热原试验,它要求科学家将药物静脉注射到兔子体内,然后对动物进行监测。一只发烧的兔子意味着这批药物被污染了。
LAL方法是偶然发现的。上世纪五六十年代,在马萨诸塞州伍兹霍尔的海洋生物实验室研究马蹄蟹时,病理生物学家弗雷德里克·邦和医学研究员杰克·莱文注意到,这种动物的蓝色血液以一种奇怪的方式凝固。通过一系列实验,他们分离出内毒素作为凝固剂,并设计了从血液中提取LAL的方法。这种化合物会在引起发烧的毒素存在的情况下几乎瞬间凝结或凝结。
学术研究人员、生物医药公司和美国食品和药物管理局(FDA)改进了LAL的生产,并根据兔子试验进行了测量。到20世纪90年代,LAL是fda批准的检测药物内毒素的方法,在很大程度上取代了兔子。
生产LAL需要从海洋和海滩上捕获马蹄蟹,在实验室中抽干它们30%的血液,然后将活蟹送回海洋。关于在这个过程中有多少螃蟹死亡——估计从百分之几到百分之三十甚至更多——以及对幸存者可能产生的有害影响,存在争议。
今天,美国东海岸有五家fda许可的LAL生产商。他们生产的LAL的数量及其销售价值是专有的。
随着生物医学LAL的生产在20世纪90年代大幅增加,捕获马蹄蟹作为其他物种的诱饵,特别是鳗鱼和海螺,以供国外海鲜市场使用。在过去的25年里,每年有数十万只马蹄蟹被捕获,而在早期,每年有数百万只马蹄蟹被捕获。这两个渔场每年捕杀的马蹄蟹总数超过50万只。
对鲎的总数量没有一致的估计,但最近联邦政府对鲎渔业的评估发现,鲎的数量既没有大幅增长,也没有大幅下降。
环保人士担心的不仅仅是螃蟹。数以百万计的滨鸟沿着大西洋海岸迁徙,其中许多在春天停下来,当马蹄蟹在大西洋中部的海滩产卵时,以螃蟹的卵为食。尤其是对红结蟹来说——一种可以在南美洲和加拿大北极之间迁徙9000英里的物种——大吃马蹄蟹卵为它们艰苦的旅程提供了重要的富含能量的补充。
2015年,根据《濒危物种法》,红绳结被列为受威胁物种,主要是因为马蹄蟹捕捞威胁到了这种关键的食物来源。随着生物医学螃蟹的收成赶上或超过诱饵的收成,环保组织开始呼吁LAL行业寻找新的来源。
许多重要的药物都是从活的有机体中提取的。青霉素是第一种重要的抗生素,最初是从霉菌中生产出来的。目前使用的其他药物来源包括牛、猪、鸡和鱼。海洋是这类产品的理想来源。
如果可能的话,在实验室里合成这些物质——尤其是像胰岛素这样被广泛使用的药物——有很多好处。它通常更便宜、更有效,避免了物种面临风险,也解决了一些患者对使用动物源性医疗产品的担忧。
上世纪90年代,新加坡国立大学(National University of Singapore)的研究人员发明了首个利用马蹄蟹DNA和重组DNA技术合成内毒素检测化合物的工艺,并获得了专利。结果,被称为重组因子C (rFC),模拟了当LAL暴露于内毒素时发生的三级级联反应的第一步。
后来,几家生物医药公司生产了自己版本的rFC和被称为重组级联试剂(rCRs)的化合物,它们可以在不使用马蹄蟹血液的情况下复制整个LAL反应。然而,今天,LAL仍然是检测医学内毒素的主要技术。
主要原因是美国药典,一个为医疗产品制定安全标准的准监管组织,认为rFC和rCR是检测内毒素的“替代”方法,因此它们需要逐个使用验证,这可能是一个漫长而昂贵的过程。FDA通常遵循美国药典。
一些财力雄厚的大型制药公司已承诺从LAL转向rFC。但大多数制药商仍坚持使用这种久经考验的方法。
环保组织希望美国药典能够完全认证rFC在工业上的使用,而不需要额外的测试或验证。在他们看来,LAL生产商正在拖延rFC和rCR的批准,以保护他们在内毒素检测方面的市场。美国药典和LAL生产商反驳说,他们正在尽最大努力保护公众健康。
变化可能即将到来。所有主要的LAL生产商现在都有自己的重组产品——这是一种默认,即市场和监管正朝着无limus检测内毒素的方向发展。
大西洋渔业监管机构目前正在考虑对马蹄蟹实行新的捕捞限制,美国药典正在考虑对LAL的重组替代品进行指导。公众意见将在2024年冬季征求,随后是美国药典和FDA的审查。
Kristoffer Whitney,罗切斯特理工学院科学、技术和社会副教授,Jolie Crunelle,罗切斯特理工学院科学、技术和公共政策硕士研究生
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