如果今晚你去參觀瑞士和德國的制藥公司,你會發現規模最大、最有名望的制藥公司都分布在萊茵河兩岸。諾華、拜耳、默克(Merck KGaA)、羅氏(Hoffmann-La Roche)、勃林格殷格翰(Boehringer Ingelheim)、赫斯特(Hoechst)的總部都分布在萊茵河沿岸,這條河穿越德國的心臟流向北海。20世紀90年代,我得知了歐洲的制藥公司都集中在河的沿岸的原因。
當時我所在的美國氰胺公司正在和拜耳洽談一項合作,拜耳想對美國氰胺的化學品倉庫開展生物測試,也就是說氰胺將對拜耳開放其搜集的所有化學品。我去拜訪時,接待人員帶我參觀了拜耳的檔案館,我看到了化學家奧古斯特·凱庫勒(August Kekulé)的原始手稿,凱庫勒是歷史上最著名的化學家之一,他最知名的成就是發現了苯分子的六邊形結構。開完會后,司機開車送我回郊區的賓館。車子以130英里的時速在高速路上飛馳,我非常擔心會出什么事故,為了轉移注意力只能沒話找話說,我發現汽車正沿著萊茵河行駛,于是我向司機打聽為什么歐洲最知名的制藥公司都分布在這條河兩岸。那位司機告訴我,這與某些顏色的發明有關,比如萘酚黃、藏紅花橙和甲基紫。
幾千年來,人類一直用從植物和動物體內獲取的染料來給布料染色。最亮眼的顏色是非常昂貴的,比如紫色(來自食肉海螺) 和深紅色(來自介殼蟲),染了這些顏色的布料成為貴族和皇族的身份象征。到了19世紀初期,英國科學家約翰·道爾頓(John Dalton)提出原子學說,認為原子是不可分割的化學微粒,原子之間通過嚴密的數學規律互相組合在一起。原子學說為解釋化學物質的組成提供了理論基礎,也加快了化學學科的飛速發展。道爾頓提出該理論之后,科學家意識到每一種化合物都是由一系列特定分子組成的。
在這一理論的幫助下,藥物研發人員終于能夠分析出許多古老配方的構成,能夠測算出每個配方的精確純度。在化學學科發展以前,花草樹木的具體成分都是深不可測、無法鑒別的,很多科學家甚至認為有一種神秘的生命活力,賦予每種植物不同的靈魂。過去也無法解釋為什么有些花有毒,有些花卻對人類健康有益。盡管藥劑師掌握了多種從植物中提取藥物的方法,但他們往往并不知道究竟哪些才是有效成分。一旦有了原子學說,化學家終于能夠確定藥物的精確分子組成以及哪些分子才是有效成分。不久,化學對于藥物研發的貢獻又進了一步。
19世紀30年代,化學學科的新分支——合成化學誕生了,合成化學能將單一的化學元素組合成復雜的化合物,就如同把兩塊積木拼接到一起。首先利用合成化學技術獲得巨大利潤的是染色行業。
1856年,英國少年威廉·亨利·普爾金(William Henry Perkin)正在他的小公寓里測試新興的合成化學技術,他的舉動就跟現在的高中生利用工具包在家做簡單的化學實驗一樣。在嘗試合成奎寧時,他意外地發現實驗生成的產物之一是亮紫色的。他把這種之前從未見過的顏色稱為苯胺紫(ani line purple),法國人最終將其命名為木槿紫。這是世界上第一種合成染料,在幾年時間里,木槿紫的誕生開創了合成染料行業。
人們再也不用依靠植物或動物來生產昂貴的天然染料,在實驗室里就能制造出化學合成染料。染料公司很快便發現,只要稍微改變一下某種顏色的化學配方,馬上就能得到另一種顏色,如此一來便能輕松獲得不計其數的顏色。在紅色染料里加入一些原子就能變出靛藍、深紅或紫色。工廠能夠大規模、高效地生產合成染料,因此其成本遠低于傳統的植物染料。合成染料也變革了時尚界的風潮。史上第一次,中產階級甚至窮人也能買得起顏色亮麗的衣服,每個人看上去都像貴族。
盡管合成染料是由普爾金在倫敦首次發現的,但19世紀的德國資本主義文化盛行,而且科研團隊也非常強大,在化學領域擁有多家世界一流的研究機構。因此,染料行業在德國迅速崛起,德國很快成為合成染料的主要產地。(到1913年,德國出口的染料達到13.5萬噸,而英國的出口量只有5000噸。)現在,讓我們回到萊茵河。大部分的德國染料工廠都分布在萊茵河兩岸,因為那里交通便利,方便運輸原材料,也方便將成品通過北海運往中歐、北歐和世界各地。
萊茵河兩岸的染料公司不僅在合成染料領域一枝獨秀,而且在合成化學領域的先進技術也無可匹敵。其中,最成功的公司之一當屬拜耳。19世紀80年代,拜耳除向布料生產商銷售幾百種染料外,還希望利用合成化學技術生產其他產品。其中一位高管:卡爾·杜伊斯堡(Carl Duisberg)將目光投向了制藥行業。
杜伊斯堡擁有化學博士學位,于1883年加入拜耳。在慕尼黑服役時,他曾在德國著名化學家阿道夫·馮·拜爾(Adolf von Baeyer)的實驗室工作過。拜爾在1905年因合成靛藍而獲得諾貝爾化學獎(拜爾和拜耳公司的創始人沒有關系)。拜耳的管理委員會主席希望找一位富有才華的年輕化學家,能用合成化學技術創造發明出新的產品,從而給拜耳帶來新的利潤,最終,主席找到了杜伊斯堡。1888年,杜伊斯堡創建了拜耳制藥研究小組,旨在研發新藥。
(本文摘自《獵藥師:發現新藥的人》,中信出版社2019年6月版)