俄亥俄州克利夫兰——为百忧解的诞生铺平道路的科学发现,始于克利夫兰诊所高血压实验中一个无法解释的干扰物。
研究人员没有将其丢弃,而是从数百升牛血中分离出这种物质,命名为“血清素”,后来在哺乳动物大脑中也发现了它。
美国化学学会的历史里程碑表彰了医生兼科学家欧文·佩奇、生物化学家阿达·格林、有机化学家莫里斯·拉波特和生物化学家贝蒂·特瓦罗格。他们的工作确立了血清素的化学特性及其在大脑中的存在,为后来的科学家研究情绪和开发精神科药物提供了靶点。
这一里程碑源于cleveland.com对欧文·佩奇1948年发现及其在现代抑郁症治疗中作用的原创报道。
化学学会于4月将克利夫兰诊所认定为美国国家历史化学地标。这段历史展示了一个失败的高血压理论如何为现代神经科学奠定了部分基础。
一个失败的理论
佩奇于1945年成为克利夫兰诊所的首任研究主任。他认为高血压可能由血液中收缩血管的物质引起。
在实验过程中,另一种化合物在血液凝固时反复出现。佩奇招募了格林和拉波特来鉴定它。
据美国化学学会称,拉波特每次从附近的屠宰场获取45升凝固的牛血。在加工了数百升血液后,研究人员只得到了顶针大小的纯化化合物。
他们根据其来源(血清)及其对血管张力(即血管紧张度)的作用,将其命名为“血清素”。拉波特、格林和佩奇在1948年的《生物化学杂志》论文中描述了它。
血清素并未被证明是佩奇所寻找的高血压的主要原因。但这一失败的理论给研究人员留下了一个可以研究和复制的分子。
拉波特在1949年确定血清素为5-羟色胺(5-HT)。科学家于1951年合成了它,从而无需再从血液中提取。
大脑关联
下一步来自特瓦罗格,她在哈佛大学攻读博士学位期间研究过软体动物的化学信号。
搬到俄亥俄州后,她联系了佩奇,提出一个理论:如果血清素在无脊椎动物神经系统中传递信号,那么它可能也存在于哺乳动物体内。佩奇于1952年雇佣了她,但态度仍然怀疑。
特瓦罗格使用一种硬壳蛤的离体心脏作为生物检测器,因为它对微量的血清素有反应。
通过这一测试,她在哺乳动物的血液、尿液和脑组织中检测到了血清素。特瓦罗格和佩奇在1953年的《美国生理学杂志》论文中报告了这些发现。
这一发现帮助确立了血清素作为神经递质的地位——神经细胞用于通信的化学信使之一——并将其研究推向了脑化学领域。
研究人员做出了互补的贡献:佩奇指导了项目,格林设计了最初的测定方法,拉波特纯化了化合物并确定了其结构,特瓦罗格证明了其在大脑中的存在。
他们的工作并未直接产生抗抑郁药。但它为其他科学家提供了一种可以在研究情绪和行为时进行测量的分子。
通往百忧解之路
科学家后来研究了血清素信号中断是否可能导致精神疾病。
礼来公司的研究人员于1972年合成了氟西汀,以增加大脑中血清素的可用性。该药成为一类称为选择性血清素再摄取抑制剂(SSRI)的药物的一部分。
美国食品药品监督管理局于1987年12月29日批准了氟西汀(商品名百忧解)——距离克利夫兰团队的第一篇论文发表已过去39年。左洛复于1991年获批,来士普于2002年获批。
克利夫兰诊所的研究人员并未发明百忧解,也没有确切查明SSRI如何缓解抑郁症。他们的发现为这些药物的诞生创造了部分科学基础。
超越化学失衡
SSRI的兴起助长了抑郁症源于血清素过少的说法。目前的研究描述了一种更复杂的疾病。
美国国家心理健康研究所表示,遗传、生物、环境和心理因素都可能导致抑郁症。科学家尚未发现一种能区分抑郁症患者和非抑郁症患者的特定血清素水平。
2022年《分子精神病学》的一项伞形综述发现,没有一致的证据表明血清素减少会导致抑郁症。其他研究人员则认为,血清素仍可能通过更复杂的生物过程发挥作用。
这一争论并不意味着抗抑郁药无效。一项对522项临床试验的综述发现,研究的21种抗抑郁药在短期治疗成人重度抑郁症方面比安慰剂更有效。不同药物和患者之间的效果存在差异。
根据美国国家卫生统计中心的数据,2023年,11.4%的美国成年人表示他们服用了治疗抑郁症的处方药。在中西部(包括俄亥俄州),这一比例为14.2%。
据美国化学学会称,佩奇后来将血清素的发现描述为心血管研究的一个意外产物。
这一发现源于高血压研究,但并未产生佩奇预期的结果。相反,这项工作使研究人员分离出血清素,并在身体的其它部位研究其功能。
他们的发现成为后来用于研究大脑化学信号和开发靶向血清素抗抑郁药的科学记录的一部分。
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