如果今晚你去参观瑞士和德国的制药公司,你会发现规模最大、最有名望的制药公司都分布在莱茵河两岸。诺华、拜耳、默克(Merck KGaA)、罗氏(Hoffmann-La Roche)、勃林格殷格翰(Boehringer Ingelheim)、赫斯特(Hoechst)的总部都分布在莱茵河沿岸,这条河穿越德国的心脏流向北海。20世纪90年代,我得知了欧洲的制药公司都集中在河的沿岸的原因。
当时我所在的美国氰胺公司正在和拜耳洽谈一项合作,拜耳想对美国氰胺的化学品仓库开展生物测试,也就是说氰胺将对拜耳开放其搜集的所有化学品。我去拜访时,接待人员带我参观了拜耳的档案馆,我看到了化学家奥古斯特·凯库勒(August Kekulé)的原始手稿,凯库勒是历史上最著名的化学家之一,他最知名的成就是发现了苯分子的六边形结构。开完会后,司机开车送我回郊区的宾馆。车子以130英里的时速在高速路上飞驰,我非常担心会出什么事故,为了转移注意力只能没话找话说,我发现汽车正沿着莱茵河行驶,于是我向司机打听为什么欧洲最知名的制药公司都分布在这条河两岸。那位司机告诉我,这与某些颜色的发明有关,比如萘酚黄、藏红花橙和甲基紫。
几千年来,人类一直用从植物和动物体内获取的染料来给布料染色。最亮眼的颜色是非常昂贵的,比如紫色(来自食肉海螺) 和深红色(来自介壳虫),染了这些颜色的布料成为贵族和皇族的身份象征。到了19世纪初期,英国科学家约翰·道尔顿(John Dalton)提出原子学说,认为原子是不可分割的化学微粒,原子之间通过严密的数学规律互相组合在一起。原子学说为解释化学物质的组成提供了理论基础,也加快了化学学科的飞速发展。道尔顿提出该理论之后,科学家意识到每一种化合物都是由一系列特定分子组成的。
在这一理论的帮助下,药物研发人员终于能够分析出许多古老配方的构成,能够测算出每个配方的精确纯度。在化学学科发展以前,花草树木的具体成分都是深不可测、无法鉴别的,很多科学家甚至认为有一种神秘的生命活力,赋予每种植物不同的灵魂。过去也无法解释为什么有些花有毒,有些花却对人类健康有益。尽管药剂师掌握了多种从植物中提取药物的方法,但他们往往并不知道究竟哪些才是有效成分。一旦有了原子学说,化学家终于能够确定药物的精确分子组成以及哪些分子才是有效成分。不久,化学对于药物研发的贡献又进了一步。
19世纪30年代,化学学科的新分支——合成化学诞生了,合成化学能将单一的化学元素组合成复杂的化合物,就如同把两块积木拼接到一起。首先利用合成化学技术获得巨大利润的是染色行业。
1856年,英国少年威廉·亨利·普尔金(William Henry Perkin)正在他的小公寓里测试新兴的合成化学技术,他的举动就跟现在的高中生利用工具包在家做简单的化学实验一样。在尝试合成奎宁时,他意外地发现实验生成的产物之一是亮紫色的。他把这种之前从未见过的颜色称为苯胺紫(ani line purple),法国人最终将其命名为木槿紫。这是世界上第一种合成染料,在几年时间里,木槿紫的诞生开创了合成染料行业。
人们再也不用依靠植物或动物来生产昂贵的天然染料,在实验室里就能制造出化学合成染料。染料公司很快便发现,只要稍微改变一下某种颜色的化学配方,马上就能得到另一种颜色,如此一来便能轻松获得不计其数的颜色。在红色染料里加入一些原子就能变出靛蓝、深红或紫色。工厂能够大规模、高效地生产合成染料,因此其成本远低于传统的植物染料。合成染料也变革了时尚界的风潮。史上第一次,中产阶级甚至穷人也能买得起颜色亮丽的衣服,每个人看上去都像贵族。
尽管合成染料是由普尔金在伦敦首次发现的,但19世纪的德国资本主义文化盛行,而且科研团队也非常强大,在化学领域拥有多家世界一流的研究机构。因此,染料行业在德国迅速崛起,德国很快成为合成染料的主要产地。(到1913年,德国出口的染料达到13.5万吨,而英国的出口量只有5000吨。)现在,让我们回到莱茵河。大部分的德国染料工厂都分布在莱茵河两岸,因为那里交通便利,方便运输原材料,也方便将成品通过北海运往中欧、北欧和世界各地。
莱茵河两岸的染料公司不仅在合成染料领域一枝独秀,而且在合成化学领域的先进技术也无可匹敌。其中,最成功的公司之一当属拜耳。19世纪80年代,拜耳除向布料生产商销售几百种染料外,还希望利用合成化学技术生产其他产品。其中一位高管:卡尔·杜伊斯堡(Carl Duisberg)将目光投向了制药行业。
杜伊斯堡拥有化学博士学位,于1883年加入拜耳。在慕尼黑服役时,他曾在德国著名化学家阿道夫·冯·拜尔(Adolf von Baeyer)的实验室工作过。拜尔在1905年因合成靛蓝而获得诺贝尔化学奖(拜尔和拜耳公司的创始人没有关系)。拜耳的管理委员会主席希望找一位富有才华的年轻化学家,能用合成化学技术创造发明出新的产品,从而给拜耳带来新的利润,最终,主席找到了杜伊斯堡。1888年,杜伊斯堡创建了拜耳制药研究小组,旨在研发新药。
(本文摘自《猎药师:发现新药的人》,中信出版社2019年6月版)