在浩瀚的分子世界中，存在著一個現(xiàn)象：相同的一個分子式，卻如同鏡中的影像，產(chǎn)生著截然不同的生物學效應。這種現(xiàn)象被稱為分子手性（chirality），這在藥物治療中扮演著至關重要的角色。


一．分子的鏡像世界

想象一下你的雙手：雖然它們看起來是一模一樣，但左手永遠無法與右手完全重合。這就是自然界中普遍存在的手性現(xiàn)象。在藥物的分子中，這種"左手"和"右手"的不同會帶來驚人的效果差異。

我們知道，在醫(yī)學中，藥物的效果主要取決于其含有的活性成分，也就是它所包含的化學分子。這些化學分子在進入體內后，會通過與特定的生物靶點（如細胞表面受體）結合發(fā)揮作用。然而，雖然寫出來的分子式相同，但在這同一個分子式的基礎上，分子的空間結構卻可以有著顯著的不同。

這類分子式相同，但結構和形式上的變化就被稱為“同分異構體”。它們雖具有相同的分子式，但其排列或鏡像不同，進而影響了藥物的藥效甚至安全性。

這就是分子手性，分子的鏡像世界，即同分異構體或對映體。分子手性是指分子具有鏡像異構體的特性，這些異構體雖然化學組成相同，但在空間結構上是鏡像關系，無法通過旋轉或翻轉重合。這些鏡像異構體就被稱為對映體或同分異構體。

以我們常用的退燒止痛藥布洛芬為例，布洛芬作為一種消炎鎮(zhèn)痛的常見藥，其主要成分布洛芬分子具有著左旋和右旋的兩種同分異構體。然而，只有其中的一種異構體具備著有效的藥理作用，另一種異構體則沒有藥效，甚至還會影響藥物的代謝。這種不同的異構體可能意味著藥效的增減，或是副作用的產(chǎn)生。

二．一個改變醫(yī)藥史的事件

1957年的深秋，聯(lián)邦德國一家制藥公司推出了一款名為沙利度胺的藥物。這款藥物很快就在全球40多個國家廣泛的使用，特別用于緩解孕吐。然而，在當時的技術下，沒有人能預測到，藥物引發(fā)了堪稱20世紀最嚴重的藥物災難之一。

1.分子手性的警示

1961年，德國漢堡的兒科醫(yī)生Widukind Lenz首次發(fā)現(xiàn)了沙利度胺與新生兒畸形之間的關聯(lián)。超過10,000名嬰兒出生時出現(xiàn)了海豹肢癥（四肢發(fā)育不全）等嚴重畸形。這一發(fā)現(xiàn)震驚了當時的整個醫(yī)學界。

2.真相大白：分子的致命鏡像

深入研究發(fā)現(xiàn)，沙利度胺分子存在著分子手性，即兩種同分異構體：其中右旋R-同分異構體具有預期的鎮(zhèn)靜效果而左旋S-同分異構體卻具有致畸的作用。這個發(fā)現(xiàn)徹底改變了人們對藥物分子結構--同分異構體的認識。

3.悲劇產(chǎn)生后的歷史性轉折

對于同分異構體的認識直接推動了：FDA修訂《藥品管理法》并建立了現(xiàn)代藥物的安全評價體系，設立藥物研發(fā)中必須進行系統(tǒng)的致畸性研究，還建立了妊娠期用藥的分級系統(tǒng)。

4.分子異構體的深入研究和制藥技術的進步

分子異構體的發(fā)現(xiàn)讓科學家們發(fā)現(xiàn)了藥物的不同異構體，并研究其各自的藥理作用。這使得藥物的使用更加精準，并減少了副作用。

在提純設備和技術上的改良讓現(xiàn)代制藥技術的進步使得沙利度胺在內的很多藥物的生產(chǎn)更加純凈，減少了有害異構體的存在。這大大提高了藥物的安全性和有效性。

嚴格的監(jiān)管和監(jiān)控讓全球藥品監(jiān)管機構加強了對新藥的審批和監(jiān)控，以確保類似事件不再發(fā)生。

就像我們的左右手一樣，許多分子都存在著鏡像關系。這種現(xiàn)象在化學中被稱為"分子手性"（Chirality）。《自然》雜志的研究表明，生命系統(tǒng)對分子的手性異常敏感。

三．藥物分子的“鏡像”-分子手性

分子手性是藥物治療中關鍵的化學特性之一。這種化學分子在空間結構上的“鏡像”關系：如同人的左右手，盡管手掌形狀相同，但彼此為鏡像，無法重疊。

手性分子有時被稱作“同分異構體”或“對映體”，尤其是在藥理學中，其被認為是影響藥效的重要因素之一。

現(xiàn)在，我們知道，手性分子可以有著不同的藥理作用。在藥物開發(fā)過程中，左旋（S-）和右旋（R-）的對映體常常展示出不同的生物活性。例如，右旋體的沙丁胺醇用于支氣管擴張治療哮喘，而其左旋體則可能無此功效。同樣地，著名的止痛藥布洛芬，其中只有一種對映體有效，而另一種則無效且可能產(chǎn)生不良反應也是這個原因。

四．“鏡像”-分子手性識別的精妙機制

如果說我們的身體就像一個極其精密的鎖和鑰匙，受體蛋白就像把特制的鎖，而藥物分子則是不同的鑰匙，只有完全匹配的異構體才能"開啟"正確的生物學反應，完成開鎖解鎖。

例如，在最新的研究中，《柳葉刀》也報道了左氧氟沙星的立體異構體純度與臨床療效的關系：純度越高，抗菌效果越好，副作用發(fā)生率更低，耐藥性風險降低。

五．從歷史中汲取智慧

歷史讓我們深刻認識到藥物分子結構的重要性。理解這一點，不僅能幫助我們更好地認識藥物，也提醒我們在追求科技進步時始終要保持謹慎和敬畏。

藥物的手性純度對藥效至關重要，而這一點正好突顯了藥物提純工藝的關鍵性。在藥物提純過程中能夠精確區(qū)分對映體，以確保最終藥物中含有的同分異構體比例合適，最有利于藥效發(fā)揮且最大限度避免副作用。然而，手性藥物的提純往往需要精密的分離技術，如超高效液相色譜、手性催化以及其他高端制造的分離設備。對于有高度純度要求的手性藥物，這種分離技術不僅增加了研發(fā)成本，也對設備的精密度提出了更高要求。

在我國，藥物精密提純的設備生產(chǎn)和研發(fā)也在快速發(fā)展階段，特別是對于高純度的手性藥物分離設備。盡管國內研發(fā)已在提升，但對于一些關鍵的高端精密提純設備的貿易限制也影響了部分藥品的生產(chǎn)能力。在面對限制時，高校和企業(yè)則加速提升自主研發(fā)水平，創(chuàng)新提純技術，并努力尋求替代性方案以保障高純度藥物的生產(chǎn)。

現(xiàn)在，為解決這些難題，中國的科研機構正繼續(xù)相關研究，推動著藥物提純設備的國產(chǎn)化。通過更高效的設備和更優(yōu)質的提純工藝，藥物的手性純度將逐漸得到更穩(wěn)定的保證，這也有助于保障我們與國際高純度藥物的療效一致性。

最后：同分異構體對藥物效果的啟示

藥物的“同分異構體效應”為我們揭示了同樣的分子式可能擁有完全不同的生物活性。現(xiàn)代藥物的研發(fā)方向也正在從簡單的化學合成向更精確的結構優(yōu)化轉變。了解藥物的分子結構和異構體特性，不僅能夠幫助醫(yī)生在治療中更加精準用藥，也能讓患者獲得更好的療效。

參考資料：

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來源: 紫龍科傳