諾貝爾與硝酸甘油

吳文清

大家都知道硝酸甘油在心腦血管疾病上的重大作用，但是，你知道嗎？它曾經(jīng)不是護心良藥，而是致命炸藥……

1847年冬，意大利青年化學(xué)家蘇布雷羅正聚精會神地做著實驗：他先在漏斗中裝滿濃硝酸和濃硫酸的混合液，然后逐滴滴入一大杯甘油中，邊滴邊攪拌。沒過多久，杯中出現(xiàn)了一種有黏性、像濃鼻涕般的油狀物，沉淀在甘油底部，硝酸甘油，就這樣誕生了。

接下來就是提純，他把所得到的黏稠物耐心地加熱、濃縮。然而，還未等溶液燒干，就發(fā)出一聲巨響，黏性的硝酸甘油“發(fā)火”了，蘇布雷羅的手和臉都被炸得鮮血淋漓。后來他又這樣連續(xù)做了幾次，同樣炸了個天翻地覆，蘇布雷羅不敢再試。

蘇布雷羅退卻了，但仍然有許多化學(xué)家“前仆后繼”，結(jié)果依然是一次又一次的失敗，甚至更糟：有的化學(xué)家被炸傷，有的甚至被炸死……這樣一來，許多化學(xué)界人士把硝酸甘油視為禁區(qū)，一提起它便“談虎色變”。

從實驗室走進兵工廠

那么，硝酸甘油會不會就此沉寂呢？不會，因為還有后來者。

一位著名的瑞典化學(xué)家便對此不以為然。強烈的爆炸不但沒有嚇倒他，反而讓他從中看到巨大商機：如果能控制這種物質(zhì)的爆炸性，生產(chǎn)出可控炸藥，那將會得到廣泛的應(yīng)用，并一定會帶來巨大的財富。他就是后來發(fā)明炸藥致富并設(shè)立諾貝爾基金的諾貝爾。

1866年，諾貝爾利用硝酸甘油研制出代納邁炸藥（由硝酸甘油與木粉、硝石和碳酸鈣混制而成），然而由于硝酸甘油化學(xué)性質(zhì)極不穩(wěn)定，震動、撞擊或摩擦極易引起爆炸，一般不單獨使用。為解決這個問題，諾貝爾發(fā)明了一種使硝酸甘油穩(wěn)定的方法，至今已發(fā)展到數(shù)百種配方，但原理大同小異，都是把硝酸甘油和揮發(fā)性低的次級炸藥，各類其他配料、黏結(jié)劑、填充料等混合在一起，如硝化纖維、硅藻土，等等。

硝酸甘油最終完成了從實驗室走進兵工廠的艱難之途。正是這種廣泛用于軍工、開礦等行業(yè)的炸藥，給諾貝爾帶來了巨大財富，使他成了“歐洲最富有的人”（法國大文豪雨果的原話）。

從兵工廠走進制藥廠

說炸藥能治病，怕是令人難以置信。然而，硝酸甘油正是從兵工廠走進制藥廠的，甚至在醫(yī)學(xué)上發(fā)揮了更大的作用。

19世紀(jì)下半葉，諾貝爾發(fā)明的硝酸甘油炸藥受到廣泛歡迎，歐洲不少國家都開始工業(yè)生產(chǎn)。不過當(dāng)時，英國一家生產(chǎn)硝酸甘油炸藥的兵工廠卻接連發(fā)生怪事：幾位平時身體強壯的本廠工人，周末在家休息時卻接二連三地發(fā)生猝死。死者家屬懷疑是工廠生產(chǎn)環(huán)境差，工人吸入了有毒物質(zhì)所致，便聯(lián)名控告老板。警方和有關(guān)專家立即組成調(diào)查組進入工廠進行調(diào)查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，工廠車間空氣中確實存在硝酸甘油塵粒。

然而，廠方也提出了疑問：硝酸甘油并不是公認的毒藥，它是如何引起工人死亡的呢？再者，即使它有毒，工人的死亡又為何都發(fā)生在家中而不是工作現(xiàn)場呢？

隨著醫(yī)學(xué)專家對死者進一步尸檢的發(fā)現(xiàn)，硝酸甘油發(fā)生了天翻地覆的變化，從“兇手”變成“良藥”——

研究人員發(fā)現(xiàn)，原來這些工人早就患有冠心病，由于平時吸入硝酸甘油塵粒，心臟冠狀血管得以擴張，使心肌供血供氧得以增加，于是病情穩(wěn)定。周末在家里休息時突然發(fā)病，反而是沒能及時吸入硝酸甘油塵粒而致！

這一驚人發(fā)現(xiàn)立即引起醫(yī)藥專家重視，他們從中得到了硝酸甘油能治療冠心病的啟示，硝酸甘油也很快從兵工廠走進了制藥廠。直到今天，硝酸甘油仍是治療冠心病急性發(fā)作的主藥。

諾貝爾生產(chǎn)硝酸甘油炸藥，間接促發(fā)了硝酸甘油在醫(yī)學(xué)上的使用，可惜的是，他晚年卻因受不了使用硝酸甘油帶來的頭痛，以及不相信炸藥能治病，拒絕服用硝酸甘油，最終被心臟病奪去生命。

與諾貝爾的不解之緣

一百多年來，硝酸甘油始終是醫(yī)生用來有效擴張冠狀動脈、治療心絞痛的首選藥物，它因此拯救了無數(shù)人的生命，從另一個角度造福于人類。但是其作用的奧秘卻一直未能為人們所揭示，科學(xué)家們始終在進行不懈的努力。

1977年，在美國弗吉尼亞大學(xué)，藥理學(xué)家費里德·穆拉德博士對硝酸甘油及其他硝酸鹽類擴張血管復(fù)合物的藥理作用進行了深入研究。他終于發(fā)現(xiàn)，這些物質(zhì)能夠分解出氧化氮氣體，因而能夠松弛血管平滑肌。一種氣體能夠調(diào)節(jié)細胞的功能，這一發(fā)現(xiàn)使他激動不已，更感到不可思議。他推測身體許多內(nèi)源性物質(zhì)如激素等可能也是通過氧化氮而起作用的。但在當(dāng)時，還沒有實驗證據(jù)支持他的想法。

差不多在同時，紐約的藥理學(xué)家羅伯特·菲奇戈特博士，在研究藥物對血管的作用時遇到了一個難以解釋的矛盾現(xiàn)象：同一藥物有時能引起血管收縮，但偶爾又能使血管擴張。菲奇戈特猜想這種變化可能是取決于血管內(nèi)皮細胞是完整還是被損壞。

1980年，他以一個“天才”的實驗證實了乙酰膽堿只有在內(nèi)皮完整的情況下才能擴張血管。由此，他得出了一個推論：血管擴張是由于內(nèi)皮細胞產(chǎn)生了一種未知的信號分子，使得血管壁平滑肌松弛。他把這種信號分子叫做內(nèi)皮松弛因子。他的這一大膽假設(shè)引起了科學(xué)家極大的興趣，他們紛紛進行實驗，力求找到這種松弛因子究竟是什么。

路易斯·伊格納羅博士，一位洛杉磯的藥理學(xué)家，也參與了尋找內(nèi)皮松弛因子的工作。他與菲奇戈特合作或相對獨立地進行了一系列極具新意的實驗分析，終于在1986年得出了結(jié)論：內(nèi)皮來源的松弛因子就是氧化氮。這樣，菲奇戈特提出的假設(shè)終于被證實了。

三位科學(xué)家的杰出研究結(jié)合在一起，使一種新的生物學(xué)原理第一次被發(fā)現(xiàn)：氣體可以作為機體的信息分子而調(diào)節(jié)細胞功能，這與已知的化學(xué)遞質(zhì)作用機理完全不同，其意義極為重大。

三位科學(xué)家的發(fā)現(xiàn)，不僅弄清了硝酸甘油擴張心臟血管的機理，而且開辟了一個新研究領(lǐng)域。他們讓人們認識到，從糖尿病到高血壓，從癌癥到毒癮，從中風(fēng)到腸炎，從記憶、學(xué)習(xí)障礙到敗血癥引起的休克，從男性陽痿到血管阻塞，從曬傷到神經(jīng)性厭食，在所有這些病理過程中，氧化氮幾乎都扮演著重要角色。氧化氮的研究還導(dǎo)致了許多新的藥物的出現(xiàn)。如風(fēng)靡全球的美國輝瑞制藥公司的抗陽痿新藥萬艾可，便是在這一機理基礎(chǔ)上研制的。

1998年10月10日，諾貝爾逝世紀(jì)念日。當(dāng)年諾貝爾獎在瑞典斯德哥爾摩揭曉。主持諾貝爾醫(yī)學(xué)獎評選的瑞典皇家卡羅林外科醫(yī)學(xué)研究院宣布，當(dāng)年的諾貝爾生理學(xué)與醫(yī)學(xué)獎頒給三位美國科學(xué)家：羅伯特·菲奇戈特、費里德·穆拉德與路易斯·伊格納羅，以表彰他們所發(fā)現(xiàn)“氧化氮作為信息分子在循環(huán)系統(tǒng)中的作用”。

與諾貝爾結(jié)下不解之緣的硝酸甘油，在百年之后關(guān)于它的研究又導(dǎo)致了造福人類的新發(fā)現(xiàn)，而這一發(fā)現(xiàn)又榮獲諾貝爾獎。這正符合諾貝爾的遺囑：“把榮譽與獎金授予做出了最有益于人類的重大發(fā)現(xiàn)的科學(xué)家”。

編后：硝酸甘油，又名硝化甘油，本身性質(zhì)不穩(wěn)定，易爆炸，但不用擔(dān)心，因為在做炸藥、做藥時，加入了一些可以讓其穩(wěn)定的輔料，可以避免這種風(fēng)險。同時需要提醒的是，諾貝爾讓硝酸甘油功成名就，但硝酸甘油的發(fā)明者并不是他，而是文首提到的那位意大利化學(xué)家——蘇布雷羅，讓我們記住他的名字吧。