格物

有一个著名的中国工程院院士在谈到中药的时候，把服用中药比作吃烤鸭，以为人们在不知道烤鸭的所有成分的情况下都敢吃，还吃的满嘴流油，难道不知道中药的成分就不可以服用吗？毫无疑问，要想在食物和药物之间划出一条非常明显的分界线是很困难的，而且在某种程度上二者是有相似的性质的，比如某个贪吃的人由于吃的太多会把胃撑破从而导致死亡，或者某个倒霉的病人可能会由于医生写错了药剂用量，过量服用某种药物导致中毒死亡。但是药物等同于食物吗？

人们乐意选择没有经过加工的天然食物，排斥掺有人工添加剂的加工食品，这种判断标准无可厚非。但是认为“天然的总是最好的”，把判断食物质量的标准应用到药物品质的判断上来，实在是不明智的做法。认为天然药物没有毒副作用，则是过于天真的看法。

药为什么能治病呢？现代医学认为，药物之所以能治病，是由于药物中起治疗作用的化合物在人体内进行了一系列生化反应的结果。人体内的一切化学作用，都跟反应物质的结构有着密切的关系。结构不同的物质在人体内进行着不同的生化反应，这些反应的结果也是各不相同。药物能参与人体的化学作用，引起一定的生物反应现象（治愈了某种疾病、引起强烈的副作用或者导致服用者的死亡），只跟药物分子的结构有关，而跟这药物是植物或动物的组织制成的，还是人工合成的没有关系，这些因素只影响到有效化合物的数量。一般说来，制造药物的有效成分要多于草本药物。

人体内的化学反应主要依赖于于两种蛋白质分子，酶和受体。

酶是一种具有生物催化作用的蛋白质，有着复杂的三维结构。人体中各种各样的酶所起的催化作用各不相同，具有高度专一性。这种专一性是指特定结构的酶只能催化特定的化学反应。酶的自身结构决定了它的独特作用。比如，有的酶只负责蛋白质分解反应的催化，有的酶只负责淀粉分解反应的催化，把负责分解蛋白质的酶与淀粉放在一块，不会发生任何反应。之所以会这样，是因为在酶的表面都有一个选择性很强的活性位置，只有那些结构与之相吻合的化学物质才能与它相连接，并受到酶的催化。这就好比是拼图。酶就好比是有着特殊缺口的一块拼图，而反应的化学物质就好比是各种各样的拼块。我们知道，只有与缺口完全吻合的拼块才能填到缺口上。

受体也是一种蛋白质，在它的表面也存在许多可被小分子占据的凹陷和裂缝。而小分子就好比是打开锁的钥匙，只有与受体表面的结构相吻合的小分子才能连接到受体上，刺激化学反应的进行，人们把这种小分子叫做配体。

现在，我们对人体内的主要化学作用原理有一个初步的认识了，那么我们来看看，药物的结构究竟是否在它的效用上起着关键的作用。

很早以前，人们咀嚼柳树皮来抑制疼痛，因为柳树皮中有一种叫做水杨酸的化合物可以参与人体的化学反应，最后导致疼痛症状的缓解和消失。这个过程大致是因为水杨酸分子凭借其独特的结构占据了一种叫做环氧酶的活性位置，使得这种酶的活性位置不能与一种叫做花生四烯酸的物质相接触，并使之转化为前列腺素，从而抑制了疼痛。不过，水杨酸对人的身体具有强烈的刺激作用，这种刺激作用要强于它所产生的正面效果。1898年，德国拜尔公司的科学家对水杨酸的结构作了少许调整，给它的分子上加了一个化学基团，就避免了水杨酸的刺激作用，这种药叫做阿司匹林。但是由于前列腺素在体内的位置不同，所起的作用也不同。比如，胃里的前列腺素会帮助胃生成一种黏液隔膜，能防止胃酸对胃的侵蚀。在这里，不管是水杨酸还是阿司匹林都会与环氧酶作用，从而阻止前列腺素的生成，所以长期大量服用阿司匹林会造成胃溃疡。1991年，日本科学家发现胃里的环氧酶和人体发炎、疼痛组织的环氧酶存在结构上的微小差异，这样如果能合成一种只跟人体疼痛组织的环氧酶作用的药物，那么这些副作用就可以避免了。

方舟子先生在他的科普著作《科学成就健康》这本书中提到的“反应停”悲剧之所以发生很大程度上是由于人们没有认识到这种化合物的不同结构会在人体内引起不同的反应。这种药物未经严格审查就投入使用，结果导致了大量新生婴儿的畸形。

反应停，也叫沙利多胺（thalidomide）的分子有两种不同的空间结构。反应停的这两种空间结构不同的分子，在人体内会引起不同的反应。这两种分子的物理性质的唯一区别在于一种分子能引起平面偏振光向右偏转，把这种分子叫做右旋体；而另一种分子则使平面偏振光向左偏转，叫做左旋体。这样的两种分子，互相是对方在镜子里的映像，而且不能重合，于是我们把这一对分子称作一对对映体，也把具有这种差别的物质叫做光学异构体。使偏振光往右偏转的沙利多胺分子具有镇静的作用，而另一种沙利多胺分子则具有强烈的导致婴儿畸形的作用。要把这两种分子辨别出来，必须使用平面偏振光来观测，而要把它们分离开来，则又是一项充满挑战性的工作。自从认识到化合物分子的这种空间结构的不同之后，科学家们一直在研究一种叫做“手性合成”的化学合成方法。就是通过使用具有特殊结构的原料或者选择具有特殊结构的催化剂来合成主要含有某种对映体的化合物，再通过特殊的分离方法，获得纯的对映体。不同的光学异构体往往具有不同的生物活性作用，有的可能不会跟人体发生作用，如氨氯地平的左旋体可以治疗高血压，而它的右旋体则没有这种功效；有的对映体作用强度不一样，如就胃安的抗胆碱作用来讲，它的左旋体比右旋体的生物活性强四倍；有的对映体起着不同的作用，就如沙利多胺那样；有的对映体则起着相反的作用。所以，手性合成方法和对映体分离方法的研究对我们获得高效的药物具有重要的意义。

由此，我们可以看到药物的结构决定着它的治疗效果和因服药而引起的副作用。让我们回到工程院院士的问题上来，烤鸭能和药相提并论吗？很明显，也许我们还没有知道烤鸭中所含有的全部化学物质，但是我们知道烤鸭中的正常成分不会影响人体的正常生化作用，但是药物就不一样了。药物进到人体后，如阿司匹林那样，其分子会替代人体的某些化学物质参与到正常的化学反应中去，从而引发异常的生化作用。虽然食物和药物都要经过胃和肝的检查，但是其成分在人体内引起的效用是不一样的，不能把服药当成进食。如果不搞清楚是什么物质分子在人体内发生作用，怎样发生作用，就大量服用是很不明智的做法。

中药（混合了草本药物、动物组织或重金属）往往包含有成百上千种不同结构的物质分子，如果发生强烈的副作用的话，根本不能采取合适的应对措施，因为根本不知道是什么物质的什么分子在起作用，其结果往往是灾难性的。制造药物和利用现代制药方法从植物中提取的药物比之最大的优势就在于人们了解它的结构，了解它在人体内起什么样的作用，会引起哪些副作用，在人体可以保留多长时间等等。但是我们所说的中药就不一样了，它完全依据几百几千年前古人的服药经验，根据神秘主义的主观臆想，把一些古人认为有效的植物和动物组织简单的混合起来，加水煎汤服用。现在有一些中成药的所谓提取，也只是去除草本药物中跟食物一样的组织，如草本植物中的纤维素等，保留其中的部分具有生物活性的物质。这些混合的活性物质中包含有成百上千种活性分子，这些活性分子又可能有着不同的结构，不同物质、不同结构的分子所起的作用又各不相同，因此这些混合物在人体内造成的影响根本是不能预料的。这些药物中的生物活性物质有哪些，不了解；是哪些活性物质具有治疗效果（如果有这样的物质的话，很显然很多中成药中不含有治疗效果的活性物质），不了解；这些活性物质的分子结构是怎样，不了解；这些活性物质在人体内发生怎样的作用，不了解；这些活性物质能在人体内存在多长时间，不了解。在有这么多可能危及病人生命安全的因素都不知道的情况下，就把这些药物中的化学成分进行粗略提炼让病人服用，结果是可想而知的。如果药方中某植物所含的活性成分会对人体造成某种伤害，那么由于植物中所含成分的稀少且如果这种伤害是可逆转的话，那还有可能不至于对人体造成难以弥补的伤害。如果病人服用经过高度凝炼的这种有害物质，超过了人体自身的解毒能力，其最终结果将是灾难性的。

在目前的科学条件下，我们还不能获得只在人体病变组织进行化学反应的具有高度特殊结构的药物，因此凡是药物都不可避免要引起这样那样的副作用。因此，没有必要的话最好不要服用药物。对于化学成分不清楚，包含有成百上千种化学物质的混合药物更要敬而远之。不要迷信于药物的来源，要知道一种药物能否起作用，只跟它的化学结构有关，正如我们的题目所说：结构才是关键！

2008年5月13日