新冠疫苗必须经它检测才能上市!可爱鲎鲎,守护人类健康
资深地理教师,扬杨教育创始人
作者 前行 | 排版 杳杳
海洋,这一片占到了地球表面积71%的水域,不仅为人类提供了丰富的食物来源,同时也蕴藏着巨大的医药资源。如何利用好海洋为人类造福成为咱们地理学习的重点。
今天小编就来带着小伙伴们认识一种独特的海洋生物——鲎(读音同“后”)。它长相奇特,而且血液还有极大的药用价值。它究竟是一种怎样的生物呢?别急,我们马上来揭晓!
01 比恐龙更古老的生物
提到鲎这个生物,想必大部分非沿海地区的小伙伴们都会感到陌生。
其实,鲎的祖先出现于地质历史时期古生代的泥盆纪,当时恐龙尚未出现,原始鱼类刚刚问世,随着时间的推移,与它同时代的动物或者进化、或者灭绝,而唯独只有鲎仍保留其原始而古老的相貌,所以鲎有“活化石”之称,它已经在地球上存在了约五亿年之久了。
02 细菌内毒素检测试剂——鲎试剂
引起我们关注的并不仅仅是因为鲎存世时间之久,更重要的是一种对于人类健康尤其重要的细菌内毒素检测试剂——鲎试剂。
截止2021年12月5日,全国31个省(自治区、直辖市)和新疆生产建设兵团累计报告接种新冠病毒疫苗255302.8万剂次(数据来源于国家卫健委网站)这组接种数字背后,离不开鲎蓝色血液的功劳。
根据《中国药典》的规范,注射使用的抗生素、葡萄糖、生理盐水和疫苗在上市前,都必须经过细菌内毒素检测。目前普遍使用以鲎血制备的鲎试剂检测内毒素。
在现代医疗体系中,不只是新冠疫苗,我们日常的每次注射、每次静脉输液,以及每个需要植入人体的医疗设备,基本都离不开鲎。鲎试剂能帮助我们判断试剂有没有受到污染,帮助我们实现对毒素污染的快速监测。
03 神奇的蓝色血液
那么鲎与鲎试剂有着怎样的关系呢?那就得先从鲎的血液开始说起。
地球上大部分生物的血液都是红色的,而鲎的血液却是神奇的蓝色,这也曾让古人困惑,清人屈大均在《广东新语》中曾写道:“凡诸血皆赤,惟鲎碧色。”意思是世间万物的血都是红色,唯独鲎是碧蓝色,着实怪哉。
事实上,拥有红色血液的只是大部分脊椎动物,而非世间万物。红色来源于血红蛋白中的铁离子,而存在于鲎血液中的是一种血蓝蛋白,含有铜离子。只有在接触空气氧化后才会显现蓝色,在体内是无色的。
这种蛋白能提高鲎血液的携氧能力,是一种应对地球早期海洋缺氧环境的机制。鲎能够躲过冰河期和小行星的撞击,在地球上存活超过4亿年,其蓝色血液对构建自身的先天性免疫防御系统功不可没。
04 鲎试剂的反应原理
鲎的血细胞很原始,没有分化,只有一种变形细胞。
在自然界众多的致病微生物中,革兰氏阴性菌是个大类,包含大肠杆菌和绿脓杆菌等等,它们的内毒素能够造成严重感染。而鲎血中的变形细胞接触到革兰氏阴性菌的内毒素时,能分泌一种酶,引发凝结反应,将病原体包裹起来防止进一步扩散,这是种古老而高效的防御机制。
在1956年发现这一机制之前,人们利用家兔来检测细菌污染,这种方式既耗时又不准确,常常造成事故。
而如今,通过从鲎血中分离出变形细胞,再制备成试剂,人们只需要15分钟就能根据试剂是否产生凝集反应来判断样品有没有受到污染。
但蓝血并非鲎的专利,一些甲壳类动物如虾蟹也有着类似的血液。但它们的血液检测细菌内毒素的能力却“只此一家”,目前还未发现地球上有其他生物的血液能取而代之。
鲎试剂已经是目前医药行业细菌检测的“金标准”,主要从种群数量较大的美洲鲎和中国鲎的血液中提取。自20世纪80年代起,全球每年都有数十万只鲎被送进采血站,为人类的健康“义务献血”。
这是鲎的“无偿献血”现场:鲎洗过澡以后,被整齐排列在实验台上,折叠起来露出腹膜,再用不锈钢针刺入鲎的心包抽取输往心脏的含氧血。每个消毒瓶大约能收集到100毫升左右的血液。
收集到的鲎血会被放进离心分离机中,分离出变形细胞。之后,细胞将被破坏,释放出内部的凝固蛋白原(coagulogen),这就是鲎试剂的基本成分。
05 希望还能“鲎”会有期
5月以来,全国平均每天接种1247万剂次,世界各国还有大约200种新冠疫苗正在研发。针对变异毒株的升级版疫苗的研发也在进行,细菌内毒素的检测需求依然很大,同时还很依赖鲎试剂。如果鲎种群资源下降的趋势没有得到遏制,鲎试剂原料缺口将会变大。
据相关部门统计,北部湾的中国鲎种群在近20年内下降了90%以上。好在这也引起了相关部门的重视,今年2月5日,新的《国家重点保护野生动物名录》正式公布,中国鲎和圆尾蝎鲎终于被正式列为国家二级重点保护野生动物。无证捕捞、运输、买卖、食用都是违法的。
要保护鲎,除了完善法律法规,加强管理以外,还要重视保护它的栖息地和食物来源。人类在进行围海造田、抽沙填海等海岸线开发工程时,需要尽可能不压缩其他生物的生存空间,为鲎的生长繁殖“匀”出一块不受干扰的生境。
只有这样,鲎种群的恢复才会有希望,在未来漫长的岁月里,还能“鲎”会有期。
可爱的鲎鲎们在默默守护人类的健康,我们要保护好这个比我们见证了更多历史的物种,未来有我们,也应该有鲎。