摘要: 鱟（Limulidae），讀音hòu，亦稱(chēng)馬蹄蟹，出現(xiàn)在3億年前的泥盆紀(jì) ，這個(gè)時(shí)期經(jīng)歷了多個(gè)冰川時(shí)期、物種大滅絕、板塊漂移、小行星撞地球等地球大事件，但至今，它仍保留其原始而古老的樣貌，是閱盡地球歷史長(zhǎng)河的生物之一，被稱(chēng)為現(xiàn)代活化石。 鱟 但是在最近的幾十...
鱟（Limulidae），讀音hòu，亦稱(chēng)馬蹄蟹，出現(xiàn)在3億年前的泥盆紀(jì) ，這個(gè)時(shí)期經(jīng)歷了多個(gè)冰川時(shí)期、物種大滅絕、板塊漂移、小行星撞地球等地球大事件，但至今，它仍保留其原始而古老的樣貌，是閱盡地球歷史長(zhǎng)河的生物之一，被稱(chēng)為現(xiàn)代活化石。
鱟
但是在最近的幾十年里，它們卻成了人類(lèi)的救命藥。鱟的血液可以制成專(zhuān)用于細(xì)菌內(nèi)毒素檢測(cè)的試劑LAL，目前這已發(fā)展為龐大的產(chǎn)業(yè)，由美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）授權(quán)生產(chǎn)的每種藥物，都必須經(jīng)過(guò)LAL測(cè)試。
捕獲它，獲得的是藍(lán)色血液
其實(shí)，捕獲鱟并不是那么難。在得到美國(guó)自然資源部授權(quán)后，漁民在美國(guó)卡羅萊納州的淺灘將其拾起，放入漁船中即完成了捕獲。
圖片來(lái)源： Andrew Tingle圖
漁民在捕獲鱟之后并不會(huì)馬上殺死它們，而是將其擦洗干凈，把身上的藤壺、沙子清除掉，然后把甲殼剝離開(kāi)。
圖片來(lái)源：Andrew Tingl
最后將其固定在工作臺(tái)上，用不銹鋼針刺入鱟的心包（心包是一個(gè)圓錐形雙層纖維漿膜囊）以提取鱟的血液。
和其他動(dòng)物不同，鱟的血液是藍(lán)色的，這是因?yàn)樵谒鼈兊难褐泻秀~離子。這種藍(lán)色血液并不是澄澈的藍(lán)，而是像混了牛奶的藍(lán)莓汁。
圖片來(lái)源：Andrew Tingle
人類(lèi)為什么需要這種藍(lán)色血液？
其實(shí)，上文提到的救命藥主要都在這種藍(lán)色血液里了。在鱟血液的循環(huán)阿米巴樣細(xì)胞中，有一種裂解物叫作鱟阿米巴樣細(xì)胞裂解物（ Limulus Amebocyte Lysate，下文簡(jiǎn)寫(xiě)為L(zhǎng)AL ），它可以被用于檢測(cè)革蘭氏陰性細(xì)菌細(xì)胞壁的成分脂多糖（內(nèi)毒素）。
使用 LAL 進(jìn)行內(nèi)毒素檢測(cè)來(lái)源于 Frederik Bang的發(fā)現(xiàn)。
Frederick B。 Bang（圖片來(lái)源：by unidentified photographerblack and white photograph）
在Bang發(fā)現(xiàn)之前，檢測(cè)細(xì)菌毒素的標(biāo)準(zhǔn)方法是將樣品注射到兔子體內(nèi)。這要求有人每隔30分鐘檢查一次兔子的體溫，在3小時(shí)內(nèi)是否有發(fā)熱跡象，如果有則表明有細(xì)菌毒素。在顯微鏡下，兔子的血細(xì)胞也傾向于聚集在毒素周?chē)?/p>
在1956年發(fā)表這項(xiàng)研究后的十五年半的時(shí)間里，Bang 觀察發(fā)現(xiàn)， Limulus polyphemus 革蘭氏陰性感染后導(dǎo)致致命性的血管內(nèi)凝聚。后來(lái)Bang與一位名叫杰克萊文（Jack Levin）的年輕病理學(xué)家共同發(fā)現(xiàn)，這種凝結(jié)現(xiàn)象是內(nèi)毒素與鱟血中的循環(huán)阿米巴樣細(xì)胞中的一種可凝結(jié)蛋白相互作用的結(jié)果。因此，Levin 和 Bang 從洗滌后的阿米巴樣細(xì)胞中制備了一種裂解物，該裂解物是內(nèi)毒素的一種非常敏感的指示劑。
不過(guò)，直到1977年，美國(guó)食品和藥物管理局（FDA）才允許制藥公司用LAL試劑盒替換低效的兔子毒素測(cè)試試驗(yàn)。
圖片來(lái)源：https：//kepleybiosystems.com/hcrbi/
如今，你只需要將LAL添加到測(cè)試材料中，然后將小瓶翻過(guò)來(lái)，查看它是否變成固體，就可以知道其是否含有毒素。
圖片來(lái)源：http://www.lalendotoxin.com/lal-reagent/gel-clot-lal/limulus-amebocyte-lysate-assay-lal-reagent.html
瀕臨滅絕的鱟，用它的血液制成的LAL都有啥作用？
LAL可以準(zhǔn)確、快速地檢測(cè)人體內(nèi)部組織是否因細(xì)菌感染而致病；在制藥和食品工業(yè)中，可用它對(duì)毒素污染進(jìn)行監(jiān)測(cè)血液中的變形細(xì)胞（少量，離心得到沉淀白色物）甚至被帶上外太空，偵測(cè)有機(jī)體及保護(hù)太空人免于疾病傷害。鱟的血液在現(xiàn)代生物產(chǎn)業(yè)也有舉足輕重的作用，其功能價(jià)值在較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)都具有不可替代性。
因此鱟如果一旦消失，對(duì)現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)將會(huì)有巨大的沖擊。很不幸的是，現(xiàn)有的鱟的生存情況并不好，特別是生活在亞洲地區(qū)的鱟：海堤的建設(shè)，導(dǎo)致其產(chǎn)卵的海灘面積逐步縮減；海洋的污染、過(guò)度捕撈都成了鱟數(shù)量不斷減少的原因，我國(guó)廣東 、廣西 、福建等省已將其列入二級(jí)保護(hù)動(dòng)物。
在美國(guó)，雖然用于生物醫(yī)學(xué)用途的鱟最后會(huì)被運(yùn)回海洋，但送回去之后還是會(huì)面臨死亡，據(jù)估計(jì)，每年有5萬(wàn)只鱟在被運(yùn)回沙灘后死去。
被放回海洋的鱟（圖片來(lái)源：Andrew Tingle）
現(xiàn)在，LAL已經(jīng)成為一個(gè)價(jià)值數(shù)百萬(wàn)美元的行業(yè)。據(jù)報(bào)道，1夸脫（1夸脫約為0.946升）馬蹄蟹血液價(jià)值高達(dá)15，000美元，而一套試劑的價(jià)格高達(dá)1000美元。昂貴的試劑價(jià)格以及瀕危的數(shù)量都成為了科學(xué)家尋找替代LAL的動(dòng)力。
圖片來(lái)源：Timothy Fadek / Corbis / Getty
替代LAL，科學(xué)家想出了這個(gè)方法
現(xiàn)在我們已經(jīng)知道，C因子導(dǎo)致了鱟的血液有凝結(jié)性，只需要找到其相關(guān)的基因片段即可?？茖W(xué)家想通過(guò)轉(zhuǎn)基因的技術(shù)，將鱟可以與毒素相結(jié)合的基因剪切出來(lái)，轉(zhuǎn)移到在實(shí)驗(yàn)室容易生長(zhǎng)的酵母細(xì)胞中。
這個(gè)思路聽(tīng)起來(lái)很簡(jiǎn)單，但試驗(yàn)的難度是非常大的。因?yàn)轺c對(duì)細(xì)菌毒素極其敏感，在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下鱟血?jiǎng)硬粍?dòng)就會(huì)在試管凝結(jié)，因?yàn)樵谡－h(huán)境下毒素?zé)o處不在，所以制造一個(gè)徹底的無(wú)菌實(shí)驗(yàn)室就極其必要了。
而有一位科學(xué)家克服了這些困難。丁玲是新加坡國(guó)立大學(xué)的分子生物學(xué)家，從上個(gè)世紀(jì)80年代開(kāi)始，通過(guò)十余年的努力，基于轉(zhuǎn)基因技術(shù)終于開(kāi)發(fā)出了LAL的替代品，第一個(gè)非鱟血指試劑測(cè)試盒在2003年問(wèn)世。
但即使這樣，最初制藥公司對(duì)此也沒(méi)有多大興趣，究其原因，是這項(xiàng)技術(shù)是基于丁玲的個(gè)人專(zhuān)利，并且只允許了一家瑞士化學(xué)公司Lonza供應(yīng)這種合成試劑。將來(lái)如果Lonza這家供應(yīng)商倒了怎么辦？其他制藥企業(yè)不是跟著倒大霉了嗎？
在南卡羅來(lái)納州查爾斯頓的查爾斯河實(shí)驗(yàn)室，馬蹄蟹被運(yùn)送出血 （圖片來(lái)源：Timothy Fadek / Corbis / Getty）
然而最近一些事情正在發(fā)生改變。首先，Lonza不再是唯一的供應(yīng)商。在2013年，Hyglos成為第二家生產(chǎn)合成因子C的公司。其次，在監(jiān)管方面，歐洲藥典于2016年增加了因子C作為公認(rèn)的細(xì)菌-毒素測(cè)試，這也為藍(lán)血試劑的變革鋪平了道路。現(xiàn)在，越來(lái)越多的制藥企業(yè)加入合成毒素指示劑的制造中。
也許你會(huì)想，鱟這一存活了數(shù)億年的古老物種終于可趴在沙灘上，曬著太陽(yáng)安詳?shù)厣盍恕５词怪扑幤髽I(yè)不再需要鱟，漁民又會(huì)將它們用作捕捉蛾螺的誘餌，它們的悲慘命運(yùn)似乎沒(méi)有盡頭。
