血的豐收

歷史上，鱟曾被當作尿素肥料而大量捕殺。當制藥公司發(fā)現(xiàn)這種動物藍色血液中含有一種神奇的抑菌物質時，大量的鱟便被捕捉用來提血。有資料顯示，放過血的鱟繁殖率和生存率都大為下降。未來鱟的命運將會怎樣？

每年，大約有50萬只鱟（又叫馬蹄蟹）被捕獲，研究人員對它們進行活體放血。這創(chuàng)造了一種前所未有的生物醫(yī)學技術。

鱟血中的神奇物質

值得注意的一點是，鱟的血液是藍色的或淡藍色的，但它們血液的神奇之處，并不是因為血液的顏色，而是它們的血液中有一種只能在血液變形細胞中才能找到的化學物質。這種物質能偵測到細菌出現(xiàn)的“蛛絲馬跡”，并能將細菌困在無法逃脫的血塊中。

制藥公司為了利用鱟的這種生物特性，將變形細胞搗碎，然后提取出名為“凝固蛋白原”的化學物質，從而使用這些凝固蛋白原來偵測液體中的污染物。如果液體中含有危險的細菌內毒素，即便濃度僅為萬億分之一，鱟的血液提取物即可發(fā)揮作用，可將液體轉變?yōu)椤澳z”（Gel）。“凝膠”是由弗雷德·班（Fred Bang）提出來的。“這種凝膠會讓細菌動彈不得，但不會殺死它們，”班在1956年宣布發(fā)現(xiàn)這一物質的論文里寫道，“凝膠或血塊穩(wěn)固堅硬，而且能在室溫下保持這種狀態(tài)長達數(shù)星期之久。”

沒有細菌污染，“凝膠”就不會出現(xiàn)。測試很簡單，幾乎可在瞬間內完成，它的名稱叫做LAL測試，LAL的全稱叫“鱟變形細胞溶解物”（Limulus amebocyte lysate，此名源于該物種的學名Limulus polyphemus）。以前在測試可能受到污染的物質時，需要在兔子種群中進行大規(guī)模測試，LAL測試則擺脫了這種可怕的場面。因此，如今“鱟血液測試”已經成為一項產業(yè)。美國公共廣播公司（PBS）的自然紀錄片中提到，“由FDA授權生產的每種藥物都必須經過LAL測試，連起搏器、假肢這些外科器械也不例外。”

鱟使人類獲得了一種易被遺忘的海洋生物的血液，而這血液擁有潛藏的化學超能力——這個想法讓人覺得有點不可思議。這個情景甚至不是科幻小說，而是一種后現(xiàn)代科技。問題在于，制藥公司需要大量的新鮮鱟血。鱟通常生活在靠近海岸的海底中，交配的時候才會游到淺海中。收集鱟的人涉水而行，即可尋到鱟。

第一批利用鱟身體的人，并非生物醫(yī)學界的血液采集者。歷史上，“尿素肥料”就被用來為土壤施肥。到了20世紀，在美國德拉華灣（Delaware Bay）附近，這種施肥方法已然成了一個組織有序的產業(yè)：把鱟蒸熟后，再將其埋進地里，為土壤施肥，剩下的則用來喂豬。

隨著大規(guī)模捕殺鱟，其種群數(shù)量不斷下降，上世紀70年代，肥料產業(yè)也走向衰落，最終消失。但90年代，捕捉鱟的行動再次興起，原因是漁夫們意識到，他們可把鱟當做誘餌來捕獲一種大型海螺。這就意味著，鱟并沒有獲得人類對兔子的那種友愛感情。事實上，在佛瑞德·班發(fā)現(xiàn)凝膠之前，在人們眼中，鱟的唯一價值就是跟我們一樣喜愛海岸線。

通常，海岸線區(qū)域藏著各種細菌，據(jù)班推測，這就是鱟進化出神奇的化學防御系統(tǒng)的主要原因。相比于人類，鱟的循環(huán)系統(tǒng)與蜘蛛更像。如果我們吸入了外來物質后，那這種物質就會在我們身體內穿行，進入血液系統(tǒng)中，白細胞要與之抗爭。

細菌一旦進入鱟的外骨骼里面，它同樣能保持自己免受傷害。在介紹鱟的歷史時，美國伍茲霍爾海洋生物實驗室（the Woods Hole Marine Biological Laboratory）的研究人員解釋說：“鱟的體內有大靜脈竇，能讓血液與身體組織直接接觸。竇內有許多開放的空間，從外骨骼縫隙中鉆進的細菌可輕松地進入鱟體內的組織中，這是潛在的致命威脅。”而凝固蛋白原改變了鱟循環(huán)系統(tǒng)中的開放模式。當鱟的血細胞覺察到有侵入者時，它會釋放出化學物質顆粒，形成一種黏稠的物理屏障以阻止細菌運動，從而防止了進一步傳播。最好的比喻或許是《X戰(zhàn)警》里的冰人，不過鱟不是用冰塊來包裹敵人，而是運用自己那了不起的化學反應。我們人類的身體可沒有這種神奇的能力。

放血擾亂鱟的行為

生物醫(yī)藥公司的收集者把鱟捉回實驗室后，便將鱟心臟附近的組織切開，放出這種動物近30%的血液。LAL是從這種血液里提取出來的，每夸脫（946毫升）可賣15000美元。現(xiàn)在只有五家公司在放鱟的血。取過血的鱟會重新放回大海，但放回點與原先捉捕點相距甚遠，以防它們再被放血。整個過程要花上24至72個小時。盡管業(yè)內人員稱，放血后鱟的死亡率不會很高，但根據(jù)不同研究預計，約10%至30%的鱟放血后就死了，后果就像我們人類在放這么多血一樣。當然，鱟在放血后會得到一些蘋果汁和動物餅干，以促其盡早恢復。

有些人意識到了這個過程中出現(xiàn)的問題。在以生物制藥名義來大量捕獲鱟的區(qū)域——比如馬薩諸塞州的歡樂灣（Pleasant Bay），產卵的雌性鱟越來越少，即使只是對它們進行放血，但這種行動正在擾亂鱟的行為。

新罕布什爾大學和普利茅斯州立大學的研究者們打算驗證一下這個假設。他們將記錄鱟游泳速度的加速計安裝在放過血的雌性鱟身上，結果發(fā)現(xiàn)，放過血的鱟行動遲緩，更容易昏睡。相關研究發(fā)表在《生物學通報》（The Biological Bulletin）雜志上。

“我們在鱟的活動程度、行動速度以及應對浪潮節(jié)律的表達方面，都觀察到了變化，這可能會干擾鱟的日常活動，對鱟的產卵季節(jié)影響尤為明顯。”研究人員寫道，“產卵時，鱟需要進行幾次特別耗費精力的旅程，它們會游到潮間帶去產卵，體型較大的雌性鱟還傾向于進行更多次‘旅行’，它們經常會在一周時間內來回好幾趟。活動力欠缺（比如由醫(yī)學性的放血造成），會對它們的旅程距離以及時間節(jié)律造成影響。假如是后者，雌性鱟在恢復期間便會延誤產卵行為，這就會降低其產卵量。”

尋找鱟血替代物

簡單來說，對一只雌性鱟進行放血，雖然不會殺死它，但仍會減少它的交配幾率。（在這些被追蹤的鱟中，約有18%的鱟死亡。） 盡管比起過去那令人發(fā)指的捕獲，現(xiàn)在的放血過程很明顯有了緩和跡象，但上述研究顯示，鱟血提取完全無損害是根本不存在的，那么為何還沒有開發(fā)出一種人工合成的產品來替代LAL？我們仍從豬身上生產治療糖尿病的胰島素，可畢竟這兩者是不同的。我們正利用編碼胰島素的DNA序列，通過酵母來生產該化學物質。如今，制藥公司都在研究這一解決方案。他們可不想讓未來產品的先驅（鱟）成為《漁業(yè)管理計劃》的管制對象，他們都有能力避免這一情況的發(fā)生。

特別要提及來自新加坡國立大學的丁·吉克·玲（Ding Jeak Ling），她已經從酵母中成功生產出關鍵性的細菌偵測酶，即所謂的Factor C，并將這一生產過程許可給了龍沙集團（Lonza），而龍沙集團已將該種酶推向了市場，其市場名為PyroGene。一家名為Hyglos的德國公司正在研發(fā)另一種人工合成的內毒素檢測物質。其他一些更為先進的技術同樣正在研究之中。

這些對鱟來說真是好消息！但這也產生了一個宇宙性笑話：過去30年里，鱟一直是新生物技術經濟中的高價值原材料，但未來，它們將重新變?yōu)闈O民用來捕捉肉食性螺的誘餌。顯然擁有活體價值在某些方面?zhèn)α索c，但沒有任何經濟價值對它們來說只會更糟糕。

鱟是一種古老的生物，已有超過5億年的歷史。它們的生存方式很特別，而我們對其特殊的生存方式加以開發(fā)也有幾十年的時間了。那它們藍色的血液從何而來呢？答案是，鱟血液中的銅元素在起作用，正如我們血液里存在的鐵元素。我們的血液運輸氧氣，是基于鐵元素的血紅蛋白分子，它們使血液呈現(xiàn)出紅色；而鱟血液運輸氧氣，是基于銅元素的血藍蛋白，它們使其血液呈現(xiàn)出淡藍色。

我們人類在最近的紀元中進化了1000多次，在幾十萬年前才進化出如今的解剖學結構。希望在我們成功復制鱟族古老的化學智慧之后，我們不會置鱟族于滅絕的境地。