在浩瀚的分子世界中，存在着一个现象：相同的一个分子式，却如同镜中的影像，产生着截然不同的生物学效应。这种现象被称为分子手性（chirality），这在药物治疗中扮演着至关重要的角色。

一．分子的镜像世界

想象一下你的双手：虽然它们看起来是一模一样，但左手永远无法与右手完全重合。这就是自然界中普遍存在的手性现象。在药物的分子中，这种"左手"和"右手"的不同会带来惊人的效果差异。

我们知道，在医学中，药物的效果主要取决于其含有的活性成分，也就是它所包含的化学分子。这些化学分子在进入体内后，会通过与特定的生物靶点（如细胞表面受体）结合发挥作用。然而，虽然写出来的分子式相同，但在这同一个分子式的基础上，分子的空间结构却可以有着显著的不同。

这类分子式相同，但结构和形式上的变化就被称为“同分异构体”。它们虽具有相同的分子式，但其排列或镜像不同，进而影响了药物的药效甚至安全性。

这就是分子手性，分子的镜像世界，即同分异构体或对映体。分子手性是指分子具有镜像异构体的特性，这些异构体虽然化学组成相同，但在空间结构上是镜像关系，无法通过旋转或翻转重合。这些镜像异构体就被称为对映体或同分异构体。

以我们常用的退烧止痛药布洛芬为例，布洛芬作为一种消炎镇痛的常见药，其主要成分布洛芬分子具有着左旋和右旋的两种同分异构体。然而，只有其中的一种异构体具备着有效的药理作用，另一种异构体则没有药效，甚至还会影响药物的代谢。这种不同的异构体可能意味着药效的增减，或是副作用的产生。

二．一个改变医药史的事件

1957年的深秋，联邦德国一家制药公司推出了一款名为沙利度胺的药物。这款药物很快就在全球40多个国家广泛的使用，特别用于缓解孕吐。然而，在当时的技术下，没有人能预测到，药物引发了堪称20世纪最严重的药物灾难之一。

1.分子手性的警示

1961年，德国汉堡的儿科医生Widukind Lenz首次发现了沙利度胺与新生儿畸形之间的关联。超过10,000名婴儿出生时出现了海豹肢症（四肢发育不全）等严重畸形。这一发现震惊了当时的整个医学界。

2.真相大白：分子的致命镜像

深入研究发现，沙利度胺分子存在着分子手性，即两种同分异构体：其中右旋R-同分异构体具有预期的镇静效果而左旋S-同分异构体却具有致畸的作用。这个发现彻底改变了人们对药物分子结构--同分异构体的认识。

3.悲剧产生后的历史性转折

对于同分异构体的认识直接推动了：FDA修订《药品管理法》并建立了现代药物的安全评价体系，设立药物研发中必须进行系统的致畸性研究，还建立了妊娠期用药的分级系统。

4.分子异构体的深入研究和制药技术的进步

分子异构体的发现让科学家们发现了药物的不同异构体，并研究其各自的药理作用。这使得药物的使用更加精准，并减少了副作用。

在提纯设备和技术上的改良让现代制药技术的进步使得沙利度胺在内的很多药物的生产更加纯净，减少了有害异构体的存在。这大大提高了药物的安全性和有效性。

严格的监管和监控让全球药品监管机构加强了对新药的审批和监控，以确保类似事件不再发生。

就像我们的左右手一样，许多分子都存在着镜像关系。这种现象在化学中被称为"分子手性"（Chirality）。《自然》杂志的研究表明，生命系统对分子的手性异常敏感。

三．药物分子的“镜像”-分子手性

分子手性是药物治疗中关键的化学特性之一。这种化学分子在空间结构上的“镜像”关系：如同人的左右手，尽管手掌形状相同，但彼此为镜像，无法重叠。

手性分子有时被称作“同分异构体”或“对映体”，尤其是在药理学中，其被认为是影响药效的重要因素之一。

现在，我们知道，手性分子可以有着不同的药理作用。在药物开发过程中，左旋（S-）和右旋（R-）的对映体常常展示出不同的生物活性。例如，右旋体的沙丁胺醇用于支气管扩张治疗哮喘，而其左旋体则可能无此功效。同样地，著名的止痛药布洛芬，其中只有一种对映体有效，而另一种则无效且可能产生不良反应也是这个原因。

四．“镜像”-分子手性识别的精妙机制

如果说我们的身体就像一个极其精密的锁和钥匙，受体蛋白就像把特制的锁，而药物分子则是不同的钥匙，只有完全匹配的异构体才能"开启"正确的生物学反应，完成开锁解锁。

例如，在最新的研究中，《柳叶刀》也报道了左氧氟沙星的立体异构体纯度与临床疗效的关系：纯度越高，抗菌效果越好，副作用发生率更低，耐药性风险降低。

五．从历史中汲取智慧

历史让我们深刻认识到药物分子结构的重要性。理解这一点，不仅能帮助我们更好地认识药物，也提醒我们在追求科技进步时始终要保持谨慎和敬畏。

药物的手性纯度对药效至关重要，而这一点正好突显了药物提纯工艺的关键性。在药物提纯过程中能够精确区分对映体，以确保最终药物中含有的同分异构体比例合适，最有利于药效发挥且最大限度避免副作用。然而，手性药物的提纯往往需要精密的分离技术，如超高效液相色谱、手性催化以及其他高端制造的分离设备。对于有高度纯度要求的手性药物，这种分离技术不仅增加了研发成本，也对设备的精密度提出了更高要求。

在我国，药物精密提纯的设备生产和研发也在快速发展阶段，特别是对于高纯度的手性药物分离设备。尽管国内研发已在提升，但对于一些关键的高端精密提纯设备的贸易限制也影响了部分药品的生产能力。在面对限制时，高校和企业则加速提升自主研发水平，创新提纯技术，并努力寻求替代性方案以保障高纯度药物的生产。

现在，为解决这些难题，中国的科研机构正继续相关研究，推动着药物提纯设备的国产化。通过更高效的设备和更优质的提纯工艺，药物的手性纯度将逐渐得到更稳定的保证，这也有助于保障我们与国际高纯度药物的疗效一致性。

最后：同分异构体对药物效果的启示

药物的“同分异构体效应”为我们揭示了同样的分子式可能拥有完全不同的生物活性。现代药物的研发方向也正在从简单的化学合成向更精确的结构优化转变。了解药物的分子结构和异构体特性，不仅能够帮助医生在治疗中更加精准用药，也能让患者获得更好的疗效。

参考资料：

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来源: 紫龙科传