抗心衰药物洋地黄与早期药理学的建立
“赫顿妈妈”(Mother Hutton)是一个英国什罗普郡的老妇人,她配制出多种草药茶(药),治疗心脏和肾脏疾病,包括“水肿”(由心衰引起)这一疾病。1776年,牛津大学一个学院院长慕名前来请她为自己治疗,结果喝了她的草药茶后,没有多久院长的症状竟然消失了。这件事传到了院长的同乡威廉·维瑟林(William Withering,1741—1799)那里。
维瑟林出身医生世家,毕业于爱丁堡医学院。他的妻子是一种植物插画爱好者,在找他看病时相识,两人于1772年结婚。在妻子的影响下,维瑟林于1776年,出版了英国最早的植物志:《大不列颠自然植物志》(The Botanical Arrangement of all the Vegetables Naturally Growing in Great Britain)。同时,维瑟林还是一位化学家和地理学家,做了大量的化学实验,并对矿物有研究。在做科研时,维瑟林与科学、工业界人士交流加深,并加入了伯明翰月光社。
1776年,维瑟林找到“赫顿妈妈”,买下了她治疗心衰的配方。这个配方含有20余种草药的复方。维瑟林经过实验,推断出洋地黄(foxglove)是这个复方的“活性”成分。随后的九年里,他小心翼翼地收集不同季节的洋地黄,并用洋地黄不同部位制成相应制剂。最后他才把洋地黄制剂(包含多种洋地黄化合物,如地高辛、洋地黄毒苷等)应用于治疗患者,并记录了156例临床案例,得到了洋地黄的最佳剂量和使用方法。1785年,维瑟林发表了自己的研究结果:《洋地黄组分研究及其医学应用》(An Account of the Foxglove and some of its Medical Uses)。文中记录了他的临床病例,而其中一个病例是由内科医生、自然哲学家伊拉斯谟斯·达尔文[Erasmus Darwin,1731—1802,伯明翰月光社的创始人之一,他的孙子查尔斯·罗伯特·达尔文(Charles Robert Darwin)提出了著名的生物进化论]介绍的患者。同年,伊拉斯谟斯·达尔文撰文给伦敦内科医生学会,描述洋地黄治疗心衰的临床研究,虽然在文章最后他提到维瑟林已经用来治疗很多患者,但还是引起两人之间的争论。
维瑟林通过对洋地黄的研究,开启了近代药理学。而在此之前,瑞典病理、药理、毒理学家,著名医生约翰·雅各布·韦佛(Johann Jakob Wepfer,1620—1695,对脑血管疾病有研究,最早提出脑卒中机制和应对方法)把动物实验用于检验药品、化合物的药理和毒理作用。他研究了毒芹、嚏根草、附子的毒性,并对砷、锑、汞在临床上的使用做出了警告。这一点是不容易的,因为当时人们正大量应用含有砷和汞的药品治疗疾病,后来治疗梅毒的“神奇子弹”砷凡纳明也是含砷化合物。韦佛(Wepfer)于1679年出版了相关的著作,药理学和毒理学人士均把他看作学科奠基人。
虽然实验动物的应用,大大开拓了药理研究领域,但当时的药物都是像洋地黄之类的混合物,且限于技术手段,对其体内代谢无从检测。所以当时只有模糊的论述,猜测某化合物作用于何种器官,产生何种作用。
公元1世纪前后的《神农本草经》记载了300多种药物,其中就包括大黄导泻、麻黄止喘等药理学记载。公元77年前后,希腊医生迪奥斯科里季斯(Dioscorides)编著的《药物志》一书,记载了约600种生药,此书直至15世纪在药物学及植物学上仍占重要地位。许多药草名称仍沿用至今。但此后,无论是东方还是西方,药理学进展都不大。
随着西方世界的兴起,其医学和药学水平也随之提高。意大利生理学家费利切·丰塔纳(Felice Fontana,1730—1805,还对物质固液气三态转变的作用力有研究)对千余种药物进行了毒性测试,认为天然药物都有活性成分,且选择性作用于某个部位。
而当19世纪初,吗啡、奎宁、可待因等生物碱相继被分离纯化并应用于临床后,可以通过检测血液中的这些物质,进一步研究其代谢、分布等药理作用。
德国药理学家鲁道夫·布赫海姆(Rudolf Buchheim,1820—1879)于1849年被多帕特大学(Dorpat University)聘为药理学教授,第二年他在该大学建立了药理研究所。他通过建立生物活性测定方法、化合物定量测定方法,把药理学从实证研究推向科学分析。前文所说合成氯仿的化学家李比希已经建立了定量测定氮、氢、氧的化学方法,有机化学体系已经建成,为药理学的发展提供了技术基础。1856年,布赫海姆出版了他的科研成果《药理学》。
他的学生奥斯瓦尔德·施米德贝格(Oswald Schmiedeberg,1838—1921)建立了现代药理学。施米德贝格于1866年获得博士学位,论文是《血液中氯仿的测定》。他研究了透明质酸的成分,并探讨了其与胶原蛋白、淀粉样蛋白和硫酸软骨素的关系;发现聚氨酯有催眠效果;他还与学生汉斯·霍斯特·迈尔(Hans Horst Meyer,1853—1939)合作,发现葡萄糖醛酸在细胞代谢中起到重要作用,同时参与软骨形成。1869年,他发现蕈毒碱可以对迷走神经产生类似电刺激的现象。在布赫海姆退休后,施米德贝格接替了他的位置。
斯特拉斯堡(Strasbourg)是原法国阿尔萨斯省的首府,1870年普法战争,拿破仑三世令人大跌眼镜地遭到惨败,本人也被俘,为了镇压巴黎公社,新成立的法国梯也尔政府迅速与德国签订停战协议,把阿尔萨斯和洛林两个省割让给德国。1872年,施米德贝格来到斯特拉斯堡大学(Strasbourg University)建立了一个更大的药理系。1883年,施米德贝格出版了他修订过的《药理学》。他培养了众多学生,包括20多个国家的留学生,这些学生回国后大部分成为药理学教授,药理学也随着人才增多而在新药发现中发挥更大作用。