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鲎的藍色血液有舉世無雙的藥用價值,每年50萬隻被活捉,一升可賣1.5萬美元

每年都有50萬隻鲎被活捉取血,來實作一種舉世無雙的生物醫學技術。

看到這種血,大家最先注意到的是顔色:它是淡藍色的。

鲎的藍色血液有舉世無雙的藥用價值,每年50萬隻被活捉,一升可賣1.5萬美元

pbs《自然》節目做過一個跟鲎有關的紀錄片。圖為片中的一個畫面。

然而,鲎血的神奇之處不在顔色,而是它血液中變形細胞所獨有的一種化學物質,可用于檢測細菌存在的蛛絲馬迹,并且将它們困住。

醫藥公司打破含有這種“凝固酶原”的細胞,利用其生物特異性,檢測任何需要與血液接觸的溶液,判斷溶液是否受到污染。若液體中存在危險的細菌内毒素——哪怕濃度隻有萬億分之一,這種鲎血提取物也能發揮作用,使溶液變成“凝膠”(語出弗雷德·邦[fred bang],該物質發現者之一。)

“這種凝膠不會殺死細菌,但會使它們無法移動,”弗雷德·邦在1956年公布發現該物質的論文中寫道。”這種凝膠十分穩固,室溫下能保持數周。“

若沒有細菌污染,凝固現象就不會發生,溶液就可以被判定為無菌。這種方法被稱為美洲鲎試劑(lal)測定法,是一種幾乎立等可取的簡單測定方法。

鲎試劑測定法取代了用一大群兔子做測試的駭人手段。後一種方法既耗時又昂貴,不受醫藥公司的青睐。

是以到如今,鲎血測定成了一個大産業。

“美國食品藥品監督管理局(fda)認證的每一種藥物,以及心髒起搏器和假體裝置等手術植入物,都必須通過鲎試劑的測定,” 美國公共電視網(pbs)《自然》節目的一則紀錄片指出。

一種讓人轉眼即忘的海洋生物,其血液中卻潛藏着超能化學物質,這種物質被采集起來為人所用。所有的美國人隻要是打過針,就都曾得益于它的保護。不知道各位讀者任何感想,不過在我看來這實在有些難以置信。這竟然不是科幻,而是後現代技術。

但有一個問題:這些公司需要大量活鲎來采血。鲎生活在靠近海岸的海床上,交配時遊上淺水灘。捕鲎人趁此機會,涉水捕捉。

“第一個吃螃蟹”的并非生物醫學領域。早在美國的殖民地時期,人們就曾用“鲎肥”給土地增肥。但在20世紀,特拉華灣周圍形成了這樣一個有組織的産業。數以百萬計的鲎被捕捉起來,碾成肥料,有的被用來喂豬。

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1928年,被用作肥料生産原料的鲎。

随着鲎種群被趕盡殺絕,及至上世紀70年代,鲎肥産業逐漸式微,最後絕迹。但後來漁民們發現,以鲎作餌可以捕捉海螺。是以到90年代,捕獲量再次走高。

也就是說,人們一直沒有厚待這種動物。它們并不像小兔子那樣惹人憐愛。在費雷德·邦以前,人們對鲎沒有别的感情,充其量隻是眼熟:像人類一樣,它們也喜歡海岸線。

費雷德·邦就推測,正是因為這種富含細菌的栖息環境,讓鲎進化出了這道神奇的化學防線。他們的循環系統不同于人類,而更類似蜘蛛。若我們吸入有害物質,我們的身體自有層層防線,就算有害物質深入肌體、進入我們的血液,也會遭到白細胞的圍剿。但細菌隻要鑽進鲎的外骨骼,就能肆無忌憚地搞破壞了。

“鲎體記憶體在較大的窦,允許血液與組織直接接觸,”伍茲霍爾海洋生物學實驗室(woods hole marine biological laboratory)在介紹鲎的曆史時寫道。“裡面四通八達,細菌要是從鲎殼上某條縫中鑽入,就能輕易馳騁于鲎的體内,而這可能是緻命的。”

凝固酶原改變了鲎循環系統内部敞開的格局。鲎的血細胞一旦檢測到入侵者,就會釋放這些凝固酶原顆粒,成為一道膠狀的實體防線,限制細菌運動,防止感染傳播。最恰當的比喻也許是《x戰警》中的冰人,隻不過冰人用冰鎖住敵人,鲎用的是神奇的化學物質。

這種能力是人類所不具備的,但對鲎而言,這也許是種不幸。

人們将鲎捕獲,帶回實驗室,戳刺它心髒周圍的組織,放出它體内30%的血液,從中提取鲎試劑。1誇特(約合0.94升)鲎試劑可以賣到1.5萬美元。在美國,給活鲎采血的公司隻有五家:associates of cape cod、lonza、wako chemicals、charles river endosafe和limuli labs。

為避免捉到剛放完血的鲎,人們在将鲎放歸自然時,會選擇距捕獲地很遠的地方。整個過程延續24至72小時。

該行業表示,因放血而死亡的鲎并不多。至于死于放血的鲎的比例,估計數字各不相同,從10%到30%不等。說不定就跟我們捐血差不多,喝點蘋果汁,吃點動物餅幹,過幾天就元氣滿滿了。

但有人還是發現了問題。在生物醫學捕鲎事業盛行的地區——比如馬薩諸塞州宜人海灣(pleasant bay)——出來産卵的雌鲎越來越少了。放血即便不會要了它們的命,也可能攪亂它們的節律。

針對這一假設,新罕布什爾大學和普利茅斯州立大學的研究人員決定做個測試。他們給放過血的雌鲎連上了加速度計。

研究結果發表于《生物學通報》(the biological bulletin),論文題為“生物醫學放血過程對美洲鲎行為和生理的亞緻死影響”。

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被安上加速度計的鲎。

放血似乎會讓鲎無精打采、行動遲緩,相對于未放血的同伴,潮汐節律也沒那麼準确了。

“我們觀察到了活動水準、運動速度和潮汐節律表現的變化,這些變化可能會幹擾日常的鲎活動,這在産卵季節尤為明顯。”他們寫道。“雌性在産卵期間,需要多次前往潮間帶,這個過程極耗體力,越大的雌性前往潮間帶的次數越多,通常一周多次,因采血而引起的活動缺乏可能會影響到這些行程的數量或時機。就以時機為例,雌性可能會在休養期内延遲産卵活動,而這就有可能降低産卵量。”

簡而言之,放血即便不會緻命,也會讓雌鲎降低交配機率。(在論文作者們追蹤的鲎中,隻有18%的鲎在放血後死亡。)

比起以前直接捕殺的做法,放血明顯是種進步,然而該研究顯示,采集鲎血并不是毫無代價的。

最該問的問題是:為什麼時至今日,我們都沒有開發出人工合成的鲎試劑?

畢竟,治療糖尿病的胰島素早就不用生豬來提取了——我們使用編碼胰島素的dna序列,借酵母來生産這種蛋白質。

其實,人工合成方案正在研發之中。若能避免的話,企業自然不希望自己産品的前體受制于漁業監管。

具體而言,新加坡國立大學生物學家(ding jeak ling)用酵母生産出了一種關鍵的細菌檢測酶,名為facetor c。lonza公司得到了這種生産工藝的授權,推出了名為pyrogene的産品。德國一家名為hyglos的公司也在研究如何合成另一種内毒素檢測劑。其他更先進的技術正在開發之中。

對鲎來說,這可是好消息。就像我們開采出原油的時候,抹香鲸就得救了。

不過,鲎可能被開了個天大的玩笑:過去30年,它成為新興生物技術經濟中的高價之寶:現在,它又要重新淪為漁民的餌料,被用來釣取海螺了。因為經濟價值高昂,活鲎沒少受罪;但沒有經濟價值那才叫慘呢。

鲎是一種古老的動物,有5億多年的曆史。它們有自己的生存方式,這種方式被我們剝削了幾十年。至于血液為什麼是藍色的:那是因為其中含有銅離子,其作用相當于人類血液中的鐵離子。運載氧氣的血紅蛋白結合了鐵離子,使人類血液呈現出紅色;同樣運載氧氣的血藍蛋白則結合了銅離子,使鲎血呈現出淡藍色。

人類經過千萬次的進化,在幾十萬年前形成目前的解剖形态。但願我們在複制了鲎的遠古科學智慧之後,不要讓它們從此銷聲匿迹。

翻譯:雁行

來源:the atlantic

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