思想先驅—過去和現在:亞甲藍

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德國化學家Heinrich Caro於1876年發明了亞甲藍的合成方法。法國科學家Claude Wischik發現亞甲基可用於治療阿茲海默症。

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1876年,Heinrich Caro发明了亚甲蓝染料。

製作染料是人類歷史上最古老的工藝之一。自古以來,染料配方代代相傳。在19世紀中葉以前,染料的基本成分都來自於植物。但隨著工業革命的到來和紡織行業的快速發展,天然染料已經無法滿足日益成長的需求。

Heinrich Caro就是在這一背景下開創自己事業的。化學是一個令人興奮、日新月異的領域。繼1856年英國人William Perkin發明第一種合成煤焦油染料苯胺紫之後,歐洲化學家陸續發明了大批合成染料。由於顏色鮮豔,這些染料的價格始終居高不下。這就是科學與工業密切合作、創造利潤的開端。

1834年,Caro出生於普魯士珀森(今波蘭波茲南),曾在柏林商業學院接受紡織品調色師培訓,並曾參加該校的化學講座。1855年,他被米爾海姆一家棉布印花廠聘為調色師,該廠當時仍使用天然染料。他後來被公司派往英國學習最先進的技術,包括如何使用蒸汽。他在這裡被曼徹斯特的一家化工公司Roberts, Dale & Co.聘用,並逐步成長為一名經驗豐富的工業有機化學家,先後開發出眾多技術,其中包括提高苯胺紫的合成效率。

1866年,德國的新興化工企業提供了激動人心的發展機遇,吸引Caro回到德國。他以自己在英國的經歷為基礎,提出了一種將科研學術與商業需求相結合的新思路,在擔任路德維希港Badische Anilin- & Soda-Fabrik(即巴斯夫)首任研發主管期間取得了豐碩成果。1876年,他在試驗一種新型中間體產品時,成功合成了用於棉花的純藍色染料——亞甲藍。一年後,巴斯夫憑藉「利用煤焦油合成亞甲藍」的技術在德國獲得首項專利。

之後,Caro逐漸成為德國化工行業的傑出先驅,為制定專利法規、保護化學發明做出了突出貢獻。他在巴斯夫的突破性工作也在德國煤焦油染料行業的發展過程中發揮了重要作用。1884年,Caro進入巴斯夫執行董事會,六年後轉入監理會。1910年,Caro在德勒斯登逝世,享年76歲。

時至今日,亞甲藍的應用已經遠遠超過了染料的範疇,被廣泛用於醫藥衛生等領域。

Prof Claude M. Wischik and TAU
Claude Wischik.

1980年,Claude Wischik來到劍橋大學攻讀博士學位,師從Martin Roth教授、爵士。當時,世界各地的科學家都在研究阿茲海默症的病因——雖然這種疾病已經影響到數千萬人,但至今尚無有效的治療方法。

1906年,艾諾斯•阿茲海默博士最早發現此病,並在患者腦部發現了粗纖維纏結。數十年後,Roth教授發現纖維纏結的形成與癡呆程度存在關聯。於是他讓Wischik去分析這些纏結是什麼。

生於法國,在奧地利長大的Wischik原本並未料到自己會在阿茲海默症的研究中發揮重要作用。他的第一個學位是數學和哲學,之所以改去學醫,只不過是因為遇到未婚妻後他覺得自己「需要一份體面的職業」。他說:「但我發現自己對醫學的興趣日漸濃厚。」

在劍橋大學的實驗室工作時,Wischik首先必須分離出纏結,然後才能加以分析。同事建議他在樣本上使用阿爾新藍和二甲基-亞甲藍染料。讓Wischik驚訝的是,它們居然能夠將纏結纖維分開。這點燃了他的靈感——要是能夠生產出一種可以溶解纏結的藥物,是否就能治療阿茲海默症?「我充滿了好奇。」他表示,「我在實驗室裡面夜以繼日地尋找各種化合物。然後我想到了亞甲藍。關鍵在於,它不僅能夠溶解纏結,而且已經被用於精神病治療——也就意味著它可以進入腦部。」

Wischik發現,纏結是由τ(tau)蛋白構成的;這種蛋白質在正常大腦中同樣存在,但在阿茲海默症患者的大腦中會自行折疊,聚集成低聚體並不斷繁殖。他希望能找到一種方式來防止 τ 蛋白聚集。這種理論必須接受實驗論證。

Wischik與投資者共同創辦了一家名為TauRx的公司,並啟動了第二階段的臨床試驗。當時,他已經成為蘇格蘭亞伯丁大學心理健康系的主任。在這裡他遇到了有機化學家John Storey教授。「Storey扮演了重要角色。」,Wischik 解釋:「亞甲藍是一種純度很低的染料。儘管已經被用作藥物,但遠遠沒有達到長期使用的標準。在Storey的幫助下,我們開發出了一種相當純粹的亞甲藍產品rember®。」

第二階段的試驗結果令人稱讚:藥物將阿茲海默症的發展整整抑制了兩年。現在該團隊正在全球進行第三階段的臨床試驗,新藥LMTX™很穩定,其配方更簡化,更容易被患者吸收和接受。

「亞甲藍就像臺階一樣,幫助我們拾級而上,實現目標。」,Wischik說,「我們希望LMTX™成為第一款能緩解阿茲海默症的藥物。」

亞甲藍:用途廣泛的合成染料

1886年,亞甲藍首次應用於醫療領域:嶄露頭角的Paul Ehrlich醫生在試驗中發現了一種奇怪的現象——巴斯夫新近合成的亞甲藍染料將活的神經元染成了藍色,而且對人體血液中的瘧原蟲(導致瘧疾的一種寄生蟲)也有同樣的效果。Ehrlich由此得出一個結論:這種染料也許可以用來對人體內的瘧疾進行選擇性靶向治療。幾年後,他試著將亞甲藍用於治療沼地熱,並獲得了成功。這是人類首次利用合成物質治癒傳染性疾病。不過,隨著奎寧成為抗瘧藥,染料很快就被人們遺忘。直到瘧疾對藥物的抗性越來越強,這種情況才有所改變。幾年前,海德堡大學的Olaf Müller教授、博士開始研究這種藍色染料。他發現,亞甲藍在多種重要性質上優於所有已知的抗瘧藥。事實上,它可能是防止傳染的最有效藥物。如今,巴斯夫為海德堡大學的該研究項目提供贊助。