美国北卡罗来纳州格林斯博罗市的一位叫利平科蒂的妇女,在一次事故中被制盒机卷住了头发,结果从脖后到眼眉处的头皮被剥掉。直升机将她和从机器中取出的头皮送到了位于达勒姆市的杜克大学医疗中心,在那里,整形外科医生斯科特将她的头皮重新复位,并且连接上了有关血管,恢复了头皮部位的血液供应。但在新接通的静脉血管中出现了血流堵塞现象,像许多现代外科大夫一样,斯科特采用了水蛭疗法。一些水蛭被放在了这位妇女的脖子和头后部位,在经过了一个星期连续不断地吸血治疗后,这例头皮再植手术获得了成功。

当然水蛭疗法通常不是外科医生的首选方法,如在断指再植手术中,医生在尽可能多地连接好那些细小的血管后,通常采用肝素加小切口放血的抗凝疗法,而这后项工作用几只水蛭便可完成。

水蛭的天赋就在于能制造出一个出血达数小时之久的伤口。水蛭的唾液中含有的一些物质可以麻醉伤口、扩张血管和阻止血栓的形成。

水蛭疗法非常简单:用针刺破因血液淤积而青紫肿胀的皮肤,把暗黑的血液放出后,放上饥饿的水蛭开始吸血,一直到患者血液循环恢复正常为止。一只水蛭吸血20到60分钟后,当它摄食了大约15~30毫升的血液时,便从皮肤上脱落,而伤口处残留的抗凝血剂仍可使血液渗流达10小时之久。在利平科蒂的病例中,6天多的时间里医生共使用了30~40只水蛭。

欧洲医蛭是水蛭疗法中常用的一种蛭,它是一种长四英寸肉食的雌雄同体的环节蠕虫,身体两端各有一吸盘,身上长有5对眼、32个神经节。欧洲医蛭为自然界650种蛭类中的一种,其绝大部分生活在水塘和沼泽等潮湿环境中,当它们在陆上交配时,两只蛭靠分泌的粘液紧紧卷绕在一起。然后,它们将含卵的茧产在潮湿土壤中,2~4个星期后,15~25只水蛭便从卵中孵化出来。正常情况下,一只医蛭在5年的生命期中能产1200多只卵。

医用蛭的历史可追溯到2000年以前,人类除利用其进行放血疗法外,还广泛利用它治疗从头疼到痔疮的众多种疾病。水蛭同医学的联系曾是如此的密切,甚至在盎格鲁撒克逊英语中,水蛭和医生是同义词。水蛭在医学中的应用一直延续到19世纪中叶,水蛭堪称那个时代的阿司匹林。据说19世纪早期,曾有一个叫约瑟夫 · 维克托的法国医生,在看到他的病人之前,已在处方中开出了多至30条的水蛭。

随着医学的发展,水蛭逐渐退出了医学舞台,但当显微外科和组织移植手术出现后,水蛭的医用价值又重新被发现。两个斯洛文尼亚医生于上个世纪60年代开创了水蛭在现代医学中应用的先河。1985年哈佛整形外科医生约瑟夫 · 厄普顿前去医治一个被狗咬掉耳朵的5岁男孩,因人耳部的血管非常细小,以前耳朵的再植从未获得过成功。当厄普顿接通了耳朵动、静脉血管后,血栓亦开始形成。厄普顿过去当军医时,曾用蛆治疗过严重的外伤感染。因此,他很自然地想起了生物疗法。一盒子的水蛭隔夜运到了,男孩的耳朵终于被保住。当厄普顿在《整形和再植外科》杂志上发表了这一病例的报告后,水蛭的价格迅速上扬。9年以后,在一例奇特的病例中,水蛭挽救了一个8岁荷兰孩子的生命。因先天面部畸形,这个孩子的舌头充血肿胀伸出嘴外,令他呼吸受阻,使用类固醇和抗生素对其没有作用。但经6个小时的水蛭疗法后,孩子脱离了危险。此后水蛭在现代医学中又重新确立了自己的地位。

水蛭堪称微型的制药厂,科学家们从水蛭的唾液中分离出了许多种化合物,用来阻止血栓生成、抗感染、扩张血管、杀死病菌和缓解疼痛。

水蛭分必的抗凝血剂——蛭素,能够保证在20~60分钟的吸血过程中血液不凝固。吸血后的水蛭体重可以增加到原来的10倍,达到60克左右。一只水蛭的分泌物能够使半杯的血液不凝固,水蛭一次吸血后,血液可以供其消化18个月,在此期间,水蛭只是处于昏睡状态,偶尔醒来,也仅仅是为了交配而已。

在英国港口城市斯旺西的一座水蛭养殖场里,水蛭靠吸食浸在仿动物皮肤的人造膜中的猪血为生。在摄氏27℃下饲养6个月后,水蛭被送入到一个温度为7℃的屋内,在那里,它们可以在没有食物的情况下生存一年之久。一年中该养殖场大约为外界提供1000只水蛭,这些蛭通常被送到像北卡罗来纳州生物制品服务中心的这样一些地方。那里,工人们把它们存放在装有冰冷泉水的桶中,以供医用。

水蛭内脏中,生活着一种嗜水气单胞菌,它一方面可以防止蛭消化道中的血液腐败,同时提供给蛭消化所必需的酶。但研究表明,20%左右接受蛭治疗的病人被此细菌感染,因而使重伤症患者被感染率增加,所以对于免疫系统差的患者,必须使用抗生素。但这种气单胞菌也能杀死其他病菌。瑞士伯尔尼大学传染病学院的乔治 · 格拉夫相信,通过对此细菌的深入研究,将可能找到另一条对抗病菌的方法。如消灭对抗生素开始产生抗药性的金黄色葡萄球菌,这种菌不能在蛭体内生存,一方面可能是蛭体环境不适应其生存,另一方面也可能是气单胞菌产生了一些抑制该菌生长的物质。找到这种物质将有助于人类发现杀死此菌的又一途径。

蛭本身也是一种抗生素资源,法国里尔科技大学的迈克尔在蛭体中已发现了一种抗菌肽,这种肽与已经在昆虫和其他无脊椎动物体内发现的十分类似。当蛭体遭受病菌侵害时,这些肽可以在15分钟内被制造。迈克尔说,该抗菌肽要比抗体更容易迅速扩散。他认为,利用该肽合成速度高于病原体繁殖速度这一特点,加上其抗菌性,将可能有助于提高人体的抵抗力。

美国北卡罗来纳州的罗伊和他的同事们,从蛭体中开发出了一些很有潜在价值的化合物,其中一种透明质酸酶可以促使水蛭唾液中的化学物质在伤口处迅速扩散。罗伊认为,此酶可能有助于人类手术前有关组织的深度麻醉。还有一种称为胶原覆盖层的物质,这种物质能够抑制血栓诱导剂胶原在血管手术中的不利影响。罗伊以及其他学者们还从欧洲医蛭和9种其他蛭体上分离出许多种活性物质。其中一种局部麻醉剂,虽然至今还不能确知其具体工作原理,但罗伊坚信这是一片很有价值的领域。最近刚从蛭体中发现似吗啡化合物的迈克尔,对此也表示赞同。

从蛭体中提取抗凝血剂有很大难度,医药市场中,肝素是蛭素的主要竞争对手,肝素可以容易地从脊椎动物的免疫细胞中获得(肝素可以同一些辅助因素共同抑制凝血酶的生成);而蛭素则是直接作用于凝血酶。但蛭素的使用剂量必须精确,以防止大量出血,人类对蛭素的研究还处于初级阶段,从一系列小规模实验看,它同肝素相比,可以把心脏病发作初期的治愈率提高30%。研究还表明,蛭素比肝素更能有效防止手术后深静脉中血栓的形成。但要想把蛭素投入商业利用,将需要大量的血液。生物工程学教授莫里斯进行了另一种尝试,他利用转基因的方法将蛭素的基因转移到了一种叫埃塞俄比亚芸苔的植物上。他种植了5英亩的这种植物,产出了10吨种子,从这些种子中,他提取到了蛭素。

另一种从蛭体中分离出的药物叫血纤维蛋白原细胞溶素,它是罗伊从18英寸长的亚马逊水蟒蛭体内获得的。在抗凝过程中,蛭素主要阻止血栓生成,而血纤维蛋白原细胞溶素主要分解一种由血小板聚集而形成的血栓,这种血栓可引起中风和心脏病,而一些血栓溶解物如链激酶和尿激酶对其不产生作用。罗伊说,德国一家药厂正打算克隆仿制这种物质。

还有一些科学家正在对水蛭大而易观察到的神经中枢系统进行研究,以期帮助提高人类脊髓损伤后的再生能力。

今后人类对水蛭研究的主要方向可能还是围绕着血液展开。罗伊认为,水蛭的分必物将可能用来治疗包括心血管疾病在内的许多种疾病,如在预防血栓、组织再植、镇痛、抑制有关酶的产生、抗感染等方面,水蛭分泌物都有着广阔的研究空间。

[Discover,2001年第12期]