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这种拥有蓝色血液的海洋生物,是如何救人的?2018葡京娱乐场官网
发表日期:2018-06-02 16:51   文章编辑:新澳门葡京赌场官网    文章来源:新澳门葡京赌场官网    浏览次数:
 

  ,亦称马蹄蟹,出现在 3 亿年前的泥盆纪 ,今仍保留其原始而古老的样貌,被称为现代活化石。在鲎生活的时期里,经历了多个冰川时期、物种大灭绝、板块漂移、小行星撞地球等地球大事件,是阅尽地球历史长河的生物之一。

  但是在最近的几十年里,它们却成了人类的救命药。鲎的血液可以制成专用于细菌内毒素检测的试剂 LAL,目前这已发展为庞大的产业,由美国食品药品监督管理局(FDA)授权生产的每种药物,都必须经过 LAL 测试。

  渔民在捕获鲎之后并不会马上杀死它们,而是将其擦洗干净,把身上的藤壶、沙子清除掉。然后把甲壳剥离开。

  最后将其固定在工作台上,用不锈钢针刺入鲎的心包以提取鲎的血液。鲎的血液是蓝色的,因为它们的血液中含有铜离子。2018葡京娱乐场官网这种蓝色血液并不是澄澈的蓝,而是像混了牛奶的蓝莓汁。

  在鲎的血液中的循环阿米巴样细胞中,有一种裂解物叫作鲎阿米巴样细胞裂解物( Limulus Amebocyte Lysate,LAL )被用于检测革兰氏阴性细菌 细胞壁的成分脂多糖(内毒素)。

  Bang 观察发现 Limulus polyphemus 革兰氏阴染后导致致命性的血管内凝聚。 Levin 和 Bang 后来发现这种凝结现象是内毒素与鲎血中的循环阿米巴样细胞中的一种可凝结蛋白相互作用的结果。 Levin 和 Bang 从洗涤后的阿米巴样细胞中制备了一种裂解物,该裂解物是内毒素的一种非常敏感的指示剂。

  在还没发现“鲎试剂”之前,检测细菌毒素的标准方法是将样品注射到兔子体内。这要求有人每隔 30 分钟检查一次兔子的体温,在 3 小时内是否有发热迹象,如果有则表明有细菌毒素。在显微镜下,兔子的血细胞也倾向于聚集在毒素周围。

  在 1956 年发表这项研究后的十五年半时间里,他和一位名叫杰克莱文的年轻病理学家设计了一套标准化方法来提取 LAL。但直到 1977 年,美国食品和药物管理局(FDA)才允许制药公司用 LAL 试剂盒替换低效的兔子毒素测试试验。

  如今,你只需要将 LAL 添加到测试材料中,然后将小瓶翻过来以查看它是否变成固体,就可以知道其是否含有毒素。

  LAL 可以准确、快速地检测内部组织是否因细菌感染而致病;在制药和食品工业中,可用它对毒素污染进行监测血液中的变形细胞(少量,离心得到沉淀白色物)甚至被带上外太空,侦测有机体及保护太空人免于疾病伤害。

  鲎的血液在现代生物产业有着举足轻重的作用,其功能价值在较长一段时间内都具有不可替代性,因此鲎如果一旦消失,对现代生物医学将会有巨大的冲击。

  很不幸的是,现有的鲎的生存情况并不好,特别是在生活在亚洲地区的鲎:海堤的建设,导致其产卵的海滩面积逐步缩减;海洋的污染、过度捕捞都成了鲎数量不断减少的原因,我国广东 、广西 、福建等省已将其列入二级保护动物。在美国,虽然用于生物医学用途的鲎最后会被运回海洋,但送回去之后还是会面临死亡,据估计每年有 5 万只鲎在被运回沙滩后死去。

  现在,LAL 已经成为一个价值数百万美元的行业。据报道,1 夸脱(1 夸脱约为 0.946 升)马蹄蟹血液价值高达 15,000 美元,而一套试剂的价格高达 1000 美元。昂贵的试剂价格以及濒危的数量都成为了科学家寻找替代 LAL 的动力。

  现在我们已经知道是 C 因子导致了鲎的血液有凝结性,只需要找到其相关的基因片段即可。科学家的想法是通过转基因的技术,将鲎可以与毒素相结合的基因剪切出来,转移到在实验室容易生长的酵母细胞中。

  这个思路听起来很简单,但试验的难度是非常大的。因为鲎对细菌毒素极其敏感,在实验室环境下鲎血动不动就会在试管凝结。因为在正常环境下毒素无处不在 -- 在水中,在试管中,在培养皿中。所以制造一个彻底的无菌实验室就极其必要了。

  而一位科学家克服了这些困难。丁玲是新加坡国立大学的分子生物学家,从上个世纪 80 年始研究,通过十余年的努力,基于转基因技术终于开发出了 LAL 的替代品,第一个非鲎血指试剂测试盒在 2003 年问世。

  但即使这样,最初制药公司对此也没有多大兴趣,究其原因,是这项技术是基于丁玲的个人专利,并且只允许了一家瑞士化学公司 Lonza 供应这种合成试剂。这可不是在世界各地不同的浅海上捕捞鲎,合成试剂只有 Lonza 的供应来源。将来如果 Lonza 这家供应商倒了怎么办?其他制药企业不是跟着倒大霉了吗?

  然而最近一些事情正在发生改变。首先,Lonza 不再是唯一的供应商。在 2013 年,Hyglos 成为第二家生产合成因子 C 的公司。其次,在监管方面,欧洲药典于 2016 年增加了因子 C 作为公认的细菌 - 毒素测试,也为蓝血试剂的变革铺平了道路。

  也许你会想,鲎这一存活了数亿年的古老物种终于可趴在沙滩上,晒着太阳安详地生活了。但即使制药企业不再需要鲎,渔民又会将它们用作捕捉蛾螺的诱饵,它们的悲惨命运似乎没有尽头。澳门葡京官网

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