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148|威廉·威瑟林:卡伦的哪位学生推动了药学发展?

威廉·威瑟林把偏方变成了真正的药物,为药学发展指出了正确的方向。
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十八世纪的药学发现
十八世纪,虽然医学在基础理论上有很多进步,临床教学也得到了发展,但具体的治疗技术其实相当有限。因此,十八世纪被发现的新治疗技术哪怕不够尽善尽美,但每一项在那个时代都是非常宝贵的。
而威廉·卡伦的学生威廉·威瑟林(William Withering,1741-1799)不但发现了洋地黄(Digitalis)这种植物的药用价值,而且从中提取出了有效成分,这对药学发展来说是相当重要的进步。
而这次发现也证明了,那些重大的研究突破,不仅离不开专业的研究和探索,同时也离不开一些运气,这正是历史偶然性的一面。这是怎么回事呢?今天我们就来认识一下威瑟林和他的重大发现。
医学、化学与植物学的积累
从我们之前的课程你应该发现了,要想在药学领域有成就,懂一些化学和植物学是很有帮助的。而威瑟林就既懂化学、也懂植物学,这要从他的教育经历说起。
威瑟林是个英国人,成年后在爱丁堡大学学医。此时的爱丁堡大学拥有一群优秀的老师,威瑟林成为了门罗一世、门罗二世和威廉·卡伦的学生,因此受到了高水平的医学教育。
在威瑟林的这些老师中,对他最重要的是卡伦。其实前两节课程我们对卡伦的介绍还不够全面,除了是医学家之外,他还是那个时代英国非常重要的化学家。虽然教授医学课程,但从格拉斯哥时期开始卡伦就从没放弃过化学教学。
在化学领域卡伦也培养了很多人才,比如发现了元素镁的英国医生和化学家约瑟夫·布莱克(Joseph Black,1728-1799)。总之,卡伦在化学领域很有造诣,这对他的学生威瑟林来说是意义重大的。
除了化学,威瑟林对植物学也感兴趣,这是个有意思的故事。在爱丁堡大学求学期间,威瑟林曾给家人写信说自己对植物学毫无兴趣。当时有位植物学教授每年会给最勤奋的学生发一枚金质奖章,但威瑟林觉得黄金也不能让他对植物学感兴趣。
然而,当了医生以后的威瑟林治好了一位年轻貌美的姑娘,俩人喜结连理。姑娘非常喜欢绘画,特别是喜欢画各种花花草草。妻子的喜好让威瑟林爱屋及乌,从此对植物学没少研究,他发表的第一篇有价值的论文就是关于植物学的。
说到这,你应该能理解为什么是威瑟林在药学方面有成就了。
从偏方到系统研究
那有了扎实的医学、化学和植物学知识后,威瑟林是怎么发现新药的呢?这还要从他看病的一个故事说起。
1775年,威瑟林遇到了一位水肿严重的老太太。尽管威瑟林是个好医生,但也只是十八世纪的好医生,对于这样的病情并没有做出正确的诊断,自然也谈不上治疗。但让他吃惊的是,几个星期之后他再次见到这位患者时,对方居然神奇地康复了。
而患者在这期间使用了一个偏方,把20多种草药混合在一起泡水喝了。
如果仅仅是发现了有效的偏方,也只能算是运气好。但是威瑟林不止是运气好,也很有科学精神,他花费了9年时间,用科学的方法去验证了这个偏方。
威瑟林先对这20多种植物进行了鉴别,并发现其中起作用的其实只有洋地黄一种。接着,他详细研究了洋地黄不同部位的药效,包括花朵、叶子和花蕊,然后发现开花之前的洋地黄叶子治疗效果最好。
剂型、剂量与定量研究
更难得的是,威瑟林那时已经基本有了有效成分的概念。他把洋地黄的不同部位制作成了不同的剂型,比如药粉、药丸,以及用酒精萃取的酊剂。最后他发现洋地黄制作成药粉疗效最好。
很明显,在威瑟林的研究过程里化学起到了重要作用。虽然十八世纪的化学水平有限,威瑟林也做不到真正提取有效成分,但用特定的部位、特定的剂型制作药物,就能更准确地控制药物的剂量。
于是威瑟林发现,在60多毫克到190多毫克这个范围里,洋地黄治疗水肿的效果是最好的。
也就是说,虽然威瑟林有其时代局限性,但是他对洋地黄的研究很有系统性、很全面。
更重要的是,他已经开始尝试用定量的方法对药物进行研究了,他也通常被认为是第一个把植物的某种成分和具体治疗的疾病联系到一起的人。
从这个角度说,威瑟林确实给药学的发展指出了正确的方向。有些研究者认为,这正是现代药理学的开端。
月光社与引起警觉的病例
之后,威瑟林用洋地黄治疗了不少病人,也积累了丰富的经验。但是,洋地黄并不是万能的,就在他耐心研究洋地黄的过程里,一位病人的死亡引起了威瑟林的警觉。我们去看看这个病例。
这还要说到威瑟林的另一段经历,当时他参加了一个叫做月光社(Lunar Society)的科学组织。之所以叫月光社,是因为这群科学家聚会的时候总喝酒,为了回家的时候能看清路,所以经常在月光明亮的夜晚聚会。
虽然听起来有些随意,但其实月光社的成员相当靠谱,其中有达尔文的爷爷伊拉斯谟·达尔文、发现氧气的化学家约瑟夫·普莱斯特利、美国国父本杰明·富兰克林、改进蒸汽机的瓦特,等等。
其中,伊拉斯谟·达尔文在威瑟林年轻的时候,曾经给过威瑟林不少帮助,所以两人关系不错。这个让威瑟林发现洋地黄副作用的病例,就是伊拉斯谟·达尔文提供的。
而关于具体是如何提供的,有多种说法,我们可以来看其中一种:
1776年,也就是威瑟林发现洋地黄药用价值的第二年,伊拉斯谟问威瑟林,对于水肿病人应该如何治疗,而威瑟林表示洋地黄是很好的选择。
三年以后,伊拉斯谟的小儿子在爱丁堡大学研究解剖,意外得了感染性疾病。伊拉斯谟错误地使用洋地黄进行治疗,结果儿子不幸去世。伊拉斯谟认为洋地黄正是导致儿子死亡的主要原因。
这个病例让威瑟林产生了警觉,他开始意识到洋地黄的副作用。六年后的1785年,威瑟林完成了对洋地黄的研究,并发表了一篇文章(An Account of the Foxglove,and Some of its Medical Uses:With Practical Remarks on Dropsy,and Other Dis-ease),把这种药物介绍给了医学界。
记录失败与药物副作用
在这篇论文里,威瑟林不但介绍了洋地黄的作用,更是重点说明了它的副作用。
为了引起大家的警惕,他还记录了一个案例:有一位哮喘患者的妻子给丈夫喝了大量用洋地黄熬的药水,结果导致丈夫视力模糊、脉搏低到每分钟40次,险些丢掉性命。
威瑟林在论文里特别提出警告,只要在使用洋地黄的过程中发现了副作用,就必须立刻停药。
可以说,威瑟林清楚地认识到了药物的副作用所带来的严重后果。我们之前说过,希波克拉底很坦诚地记录了自己治疗失败的病例,而盖伦的笔下只有成功,事实上,医学失败案例的价值非常大。
而威瑟林愿意用客观的态度讨论药物的副作用,这同样是医学重要的进步。
水肿与洋地黄的作用
聊到这里你已经知道了,洋地黄这种植物可以治疗水肿。那么以今天的医学知识看,它到底是怎么起效的呢?
水肿并不是某一种疾病,而是很多疾病都有可能出现的症状。
举个例子,肾功能出现问题时会出现肾源性水肿,特点是容易出现在组织疏松的部位,比如脸和眼皮这些地方,尤其是晚上睡觉的时候躺平了就更容易出现。
而心脏功能衰竭,也就是心衰的时候,也会出现水肿,特点是容易出现在肢体下垂的部位,比如站着或坐着的时候,腿就容易出现水肿。
针对水肿,有一些治疗手段是直接作用于水肿的部位。但洋地黄并不是,它作用于心脏。
在1874年,德国药学家施米德贝尔从洋地黄植物中提纯出了洋地黄毒苷,并证明它是有效的强心成分,能让心脏收缩期泵血能力大大提升,从而改善血液循环。
也就是说,洋地黄的有效成分是可以治疗心衰的,自然也就对心衰导致的水肿有治疗效果。
而且,洋地黄还有一定的利尿作用,这个作用也能在一定程度上治疗水肿。
从洋地黄到地高辛
总的来说,威瑟林发现洋地黄药用价值之后的200多年时间里,这种植物和它的提取物一直是医学界里非常重要的药物。
直到今天,从洋地黄提取出来的药物地高辛也依然是常用药物,医院会定期检查临床科室里必备的抢救药物,地高辛就是其中之一。
虽然二十世纪九十年代的一些研究指出,地高辛的作用不像大家之前想象的那么强大,还可能有一些风险,但从1785年至今,它依旧发挥着巨大的作用。
梵高画作与洋地黄的推测
最后给你分享一个跟洋地黄相关的艺术史知识。在洋地黄的众多副作用里,有一项是让人看东西发绿、发黄。
因此有研究者认为,画家梵高患有癫痫,而他的医生用洋地黄对他进行治疗,这导致了梵高洋地黄中毒,所以他的很多作品都呈现出一种暖洋洋的黄色调。
画家所承受的痛苦反而给观众带来了温馨的视觉享受,这或许是药物学带给我们的一点黑色幽默吧。
总结
18世纪的英国医生威廉·威瑟林就读于爱丁堡大学,是门罗家族和威廉·卡伦的学生。他精通医学、化学和植物学,并依靠这些学科的知识对洋地黄进行了深入研究。
他不但发现了洋地黄的药用价值,而且以科学、严谨、系统的方法对洋地黄进行了研究,这不仅是对某一种药物的重要发现,更是开启了现代药物学的大门。
思考题
你还知道哪些在植物里提取有效药用成分的故事呢?欢迎你在评论区留言,把知识分享给我。
好啦,今天的内容就到这里,明天见!