在許多人的心目中，以色列是一個充滿神奇色彩的創新之國。這個國土面積與北京差不多大，人口只有 830 萬，自然資源極度匱乏，政治環境不容樂觀的國度，竟能多次進入“創新國家”排名的前五，甚至是前三。其背後的原因，在於以色列人“不走尋常路”的創新思維模式。
在最新一期的《科學》雜誌上，以色列的科學家用一篇精彩的論文，向我們完美地詮釋了什麼叫做創新。這篇論文的正文一共只有 4 頁，卻有望用一種簡單的技術，大幅降低新藥副作用，為醫藥行業帶來革新。
我們知道，化學上有一個叫做“手性”的概念，這是指兩個分子有一模一樣的分子式，有一模一樣的外觀，但在結構上卻左右對稱。這就好像是我們的左右手一樣。這個概念雖然簡單，但對生命有著極為重要的意義。絕大多數生物活性分子是有手性的，譬如大部分氨基酸為左旋分子，大部分糖是右旋分子。如果搞錯了左右，就可能對人體帶來巨大危害。
分子的手性對生命極為重要（圖片來源：Palitel and Naaman）
上世紀 50 年代到 60 年代之間的“反應停”事件，就是手性分子給人類帶來的慘痛教訓。“反應停”的主要成分是沙利度胺（thalidomide），能用於緩解孕婦的嘔吐現象，但人們沒有意識到，能起藥效的僅僅是這款分子的一個形態，而它的另一個形態會引起嚴重的嬰兒畸形！這也讓新藥研發人員們意識到區分藥物分子手性的重要性。
錯誤的手性分子，會讓好藥變毒藥（圖片來源：By Not specified at the source. Uploaded to flickr by Otis Historical Archives National Museum of Health and Medicine. (NCP14053) [CC BY 2.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0)], via Wikimedia Commons）
儘管分子的手性對於藥物的安全至關重要，我們目前卻缺乏一種簡便的區分技術。我們前面提到，手性分子的原子組成完全一致。因此許多研究人員將精力集中在了這些分子空間構象的不同上，期望通過空間效應來區分不同的手性分子。這種方法行之有效，但成本不菲。
以色列魏茲曼科學研究院（Weizmann Institute of Science）與耶路撒冷希伯來大學（Hebrew University）的研究人員們則跳出了這一思維定勢。他們指出，最近的一些研究表明手性分子上的電荷再分配，會在兩種對映體上展現出不同的電子自旋取向（electron spin orientation）。這有助於我們將左旋與右旋的分子區分開來。
本研究的兩位通訊作者 Ron Naaman 教授（左）與 Yossi Paltiel 教授（右）（圖片來源：兩位教授的實驗室官網）
具體來說，這一技術需要用到特殊的“磁鐵”。由於手性的不同，這些分子上的電荷分佈微小差異，能被敏銳地識別出來——左旋分子會靠近“磁鐵”的一端，而“右旋”分子會靠近另一端。這一簡潔的流程，有望讓化學合成家快速獲得想要的分子，也能讓新藥製造者保留自己想要的一種對映體，丟棄可能會帶來副作用的另一種對映體。這樣一來，化學合成的效率會得到進一步提高。
“我們的發現有重要的應用價值，”該研究的通訊作者之一 Ron Naaman 教授說道：“它能帶來更好、更安全的藥物。”
“我們正在將科學轉化為實踐，”另一名通訊作者 Yossi Paltiel 教授說道：“生產出更好的藥物，或是更環保的產品，對於產業和病患來說是一個雙贏。”
值得一提的是，儘管美國 FDA 建議所有手性藥物都應該分離出有效的對映體，但目前只有 13% 的手性藥物得到了良好的區分。考慮到這一數據，這項《科學》重磅研究有望給未來新藥合成帶來重要改變。
本文題圖來自 Pixabay。
[1] Separation of enantiomers by their enantiospecific interaction with achiral magnetic substrates
[2] Divide and conquer: Israeli researchers find key to creating better medicines with fewer side effects
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