研究生在家制毒後患上不能動的怪病,卻無意中打開了腦病研究的新世界_風聞
把科学带回家-把科学带回家官方账号-专注于孩子的科普教育2021-01-17 08:55
撰文 七君
一個化學系的研究生為了尋求快樂,自己在家合成毒品。不料由於操作不慎,他合成的毒品中的雜質使他全身如同被“點穴”般無法動彈。他的遭遇卻為一種常見腦病的研究打開了思路,成了醫學史上的著名病例。

圖片來源:wikimedia
説起帕金森氏症你一定不會陌生。和阿爾茨海默病類似,帕金森氏症是一種常見的退行性腦病,主要發生在60歲以上的人羣中。不過,近年來帕金森氏症的患者數量逐年增加,也有年輕化的趨勢。2016年,全球有610萬帕金森患者,數量是1990年時的2.4倍。研究和治療帕金森氏症成了一個重要的醫學課題。
不過,你可能不會猜到,在帕金森氏症的研究史上的重要突破,來自一個自制毒品的化學系學生。
這一切要從阿富汗説起。

2014年4月,阿富汗的警察在搗毀庫納爾省的罌粟花田。圖片來源:Parwiz Parwiz/REUTERS
根據聯合國毒品和犯罪問題辦公室(UNODC),全世界阿片類藥物(如海洛因、嗎啡)幾乎都來源於阿富汗、東南亞和拉美這三個地區,其中阿富汗的佔比尤為突出。在20世紀70年代,由於阿富汗和土耳其的衝突,北美黑市的海洛因供給嚴重不足。一些人開始動起了自制的歪腦筋。
1977年,馬里蘭州的一個23歲的化學系研究生 Barry Kidston 覺得生活裏沒什麼快樂,於是想要自己合成一些快樂。可是他又不想觸犯法律,不願去街頭巷尾買毒,於是開始尋找沒有被法律禁止的精神藥品。

Barry Kidston 圖片來源:American Council on Science and Health
很快,他注意到了一種在1947年發明的人造阿片類物質 MPPP。
1947年,藥物研發企業羅氏(Hoffman-La-Roche)的化學家 Albert Ziering 在尋找新型止痛劑時首次合成了MPPP。和阿片一樣,MPPP 的成癮性極強,因此並沒有被羅氏作為商品推出。不過,Ziering 和同事把 MPPP 的合成過程發表在了期刊 The Journal of Organic Chemistry 上。
在期刊上讀到了合成過程後,Kidston 就開始像老白一樣在自家搗鼓起來。一開始他成功了,於是乎他就把自己DIY的“MPPP”注射到了身體裏。可是幾個月後,Kidston 發現自己動不了了,説不了話也走不了路,進入了一種被“點穴”的狀態。
他的父母把他帶到了醫院裏。醫生們也不明白是怎麼回事,給他做出了錯誤的診斷:緊張症,並給他開了好幾個月的電擊療法。最終,他自制毒品的秘密被發現,並被確診為帕金森氏症。當時的醫生們驚呆了,大家從沒見過這麼年輕的帕金森患者。

MPTP 導致的帕金森氏症症狀。圖片來源:the lancet
為了治療 Kidston 的帕金森氏症,醫生給他開了當時的常規藥物左旋多巴。不過,左旋多巴在 Kidston 身上很快失去了作用,他陷入了抑鬱和帕金森的雙重摺磨。出院18個月後的一天,他注射了過量的可卡因,死時只有24歲。
這個奇特的病例被提交至美國國立衞生研究院(NIH)。接着,美國國立衞生研究院派出了一個專家團隊來研究 Kidston 的情況。
屍檢報告顯示,他腦中黑質這個腦區的細胞大量死亡。黑質是和人體運動密切相關的腦區,帕金森患者的黑質也常常出現細胞凋亡的情況。Kidston 確實過早患上了帕金森氏症。

黑質(紅色區域)圖片來源:wikipedia
他們還發現 Kidston 合成的 MPPP 裏含有一種雜質 MPTP,並用這兩種物質進行了動物實驗。可是,他們並不能確定這兩種物質是不是 Kidston 帕金森氏症的病因,於是把這個病例整理後發表在了1979年的 Psychiatry Research 上。
Kidston 的病例就這樣沉寂了3年。
1982年7月,一個叫做 George Carillo 的42歲男子被送入了加州的一所醫院。他入院時的姿勢令人歎為觀止——

圖片來源:American Council on Science and Health
醫生們對這個詭異的病例感到束手無策。一些醫生診斷, Carillo 患上了心因性的緊張症(catatonia)。

緊張症 圖片來源:wikipedia
不過,J. William Langston 醫生一下就判斷出 Carillo 得的不是緊張症。緊張症患者的確渾身僵硬,但是當別人拉他們的手腳時,是很難拉開的。但是 Carillo 的手卻可以輕易拉起來。Carillo 的身體運動就和時針轉動一樣是離散的,這是典型的帕金森氏症的症狀。

J. William Langston 圖片來源:Journal of Parkinson’s disease
在注意到 Carillo 的手指能動後,醫生給他一支筆和寫字板,開始和他溝通。終於,他透露此前使用了合成毒品。
在那段時間,舊金山灣區的醫院裏突然出現了6位類似的被“點穴”的年輕病患。這些男男女女雖然都有意識,但是卻不能説話也動不了。
最終,Langston 發現這6名病患都注射了叫做“China White”的合成毒品 MPPP。

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Langston 想起了幾年前讀到的 Kidston 的病例和論文中提到的 MPPP,於是他去斯坦福大學借閲1947年那篇製作 MPPP 的論文。
奇怪的是,這篇文章被人撕掉了。顯然,一個也想製作 MPPP 的“化學家”把這篇論文偷走了,在家根據論文的記述偷偷製造 MPPP。
為了調查這些人的病症,Langston 搞來了一些這些人服用的MPPP,然後拿到實驗室裏做質譜分析。
和4萬種已知分子進行對比後,Langston 發現這種合成海洛因裏有未知的物質,這種物質就是 Kidston 案例裏的 MPTP。
原來,MPPP 的一個化學鍵很容易斷掉。只要合成時的温度稍高一些,MPPP 就會變成 MPTP。而要避免生成雜質則需要昂貴的實驗器材,這是 Kidston 和後來的街頭製毒“大師”所不具備的條件。

MPPP 的一個化學鍵(綠色)容易在高温下斷裂形成MPTP。圖片來源:American Council on Science and Health
Langston 的研究也發現了 MPTP “點穴”的秘密。
MPTP 和多巴胺的結構類似。多巴胺是一種神經遞質,也就是神經元之間的溝通工具。但是多巴胺在大腦中的生命週期很短,在產生後,又有酶將其分解回收。由於結構類似,MPTP 也可以被分解多巴胺的酶分解,被轉化為MPP+。
這個MPP+就是問題的關鍵。MPP+是一種神經毒素,會導致細胞能量硬通貨——ATP耗盡,細胞凋亡。由於黑質中有大量的能分解 MPTP 的酶,因此受害最為嚴重。黑質中製造多巴胺的神經元大量死亡後,吸食被 MPTP 污染的年輕人們也早早地患上了帕金森氏症。

MPTP 導致的帕金森氏症症狀。圖片來源:the lancet
換言之,Kidston 和後來的街頭製毒“大師”實驗操作時的不嚴謹給他們的大腦判了死刑。
就這樣,真相大白。1983年,Langston 和同事將研究結果發表在了 Science 上。這篇論文在帕金森研究氏症研究領域引來了一次強震。
很快,他們的電話就被世界各地的研究者打爆了,這些研究者想要知道哪裏可以搞來 MPTP。而在那篇論文中提到的 MPTP 的製造商 Aldrich Chemical 在論文發表後的幾小時後就被掃貨一空。
而後來的研究也揭開了美國國立衞生研究院研究者當初失敗的原理。

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實際上,當時美國國立衞生研究院的研究者在研究 MPTP 時使用的是齧齒動物,而齧齒動物並不會受到 MPTP 的影響,不會展現出帕金森氏症狀。而靈長動物會受到 MPTP 的影響,因此現在靈長動物是研究帕金森氏症的主要動物模型。有了動物模型,研究者們就能對帕金森氏症進行深入的研究,他們的視野也一下子被拓寬了。
雖然找到了一個病因,但是治療卻是另一個棘手難題。Langston 發現,治療Kidston 時使用的左旋多巴只有短期的效果。而在藥物失效後,多巴胺分泌不足的患者很快就會重新變得僵硬,這也是 Kidston 死前痛苦異常的原因。
最後,他想到了胚胎組織移植這種試驗性的技術。

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Langston 在瑞典用從人工流產的胎兒大腦中提取的黑質細胞為6個患者中的3位進行了試驗性的移植手術。採用了這種尖端療法後,所有三個人的運動機能都得到了一定程度的恢復。

1991年,當初6個病患中的5人的合影。圖片來源:Langston, J. W.
這件事得到了全世界的媒體的報道,也直接導致美國聯邦政府放寬了胎兒組織研究的限制,為無數帕金森氏症、阿爾茨海默病和其他退行性腦病患者帶來了希望。
在 Langston 的抽絲剝繭之下,帕金森氏症的研究領域迎來了轉折點,但是圍繞着帕金森氏症的迷霧還很濃厚。
幾十年來,研究者們依然在爭辯帕金森氏症的起源,因為自然界中顯然沒有MPTP,而大多數帕金森患者也不濫用毒品。後來的一些研究還發現,帕金森氏症不一定是從黑質中開始的,可能來自腦幹。
無論如何,Kidston 用自己的致命錯誤點亮了醫學的道路。用 Langston 的話來説,在這個高科技的摩登時代,很難想象一位病人竟能給整個研究領域帶來全新的道路。
小確幸治癒,大瘋嗨致鬱。