濒危的“活化石”中国鲎:蓝色血液用于医用,每年消耗数十万对

健康时报记者 王振雅
注射剂、疫苗等在出厂前,有一个重要环节——内毒素检测。而使用的检测试剂——“鲎试剂”提取于“中国鲎(hòu)”的血液。鲎血遇菌凝固的特性,可以迅速、高效检测出细菌。 
中国鲎的祖先最早在4.5亿年前就已出现,直到2亿年前不再进化,一直保持如今的面貌,被称为“活化石”。它熬过了恐龙灭绝,曾躲过五次生物大灭绝。因被发现其独特的蓝色血液具有医用价值,每年数量在锐减,已被列入“濒危”目录。 
保护中国鲎,寻找替代品,成为生物学、医药学等共同面对的问题。 
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比恐龙还古老的“活化石”
“第六次物种大灭绝,中国鲎会是灭绝的物种之一吗?” 
华侨大学环境科学与工程系系主任、福建泉州市湿地学会会长李裕红博士多年来从事研究与保护鲎的工作,她告诉健康时报记者,中国鲎的现状不容乐观,保护中国鲎迫在眉睫。 
古生物学的相关资料显示,鲎在地球的出现早于恐龙,其形态在2亿年间变化不大,是研究生物进化的重要材料,鲎具有超强的生存能力,地球上唯一存活4亿多年并仍保留其原始相貌的神奇物种,作为古老的海洋底栖动物,其最早的化石记录可追溯至奥陶纪,因此,它也被称为“活化石”。 
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在实验室中,使用鲎试剂的工作者。
 鼎盛时期,鲎有上百种,但目前全世界仅存四种鲎,即分布在北美洲东岸至墨西哥湾的美洲鲎和亚洲地区的中国鲎、南方鲎和圆尾鲎。 
李裕红介绍,中国鲎原产于中国、印度尼西亚、日本、马来西亚、菲律宾和越南的沿海地区,在我国长江口以南广大海域包括浙江、福建、广东、广西、海南等沿海地区均有分布。我国的中国鲎资源曾经占世界上中国鲎总资源量的95%以上,但如今已经到了濒临枯竭的程度。 
“因为中国鲎体形较大,约80厘米长,血液含量最高,是生产制造鲎试剂的最佳物种。”IUCN鲎专家组亚太区鲎工作组联合主席、广西北部湾海洋生物多样性养护重点实验室主任关杰耀告诉健康时报记者,圆尾鲎因体型较小,反而不被采血。 
蓝色血液具有独特医用价值
 “幼年十三载,鲎大十八变,抽血三分钟,一生命苦短”。 
中国鲎,从幼年需要经历18次蜕壳才能成年,需要至少13年的时间。成年鲎一旦被捕后,人类将其身体对折、针头插入心脏,短短几分钟,为数不多的蓝色血液被抽干,然后被抛弃。
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幼年鲎。受访者供图
 在《海上福建》纪录片中,福建厦门鲎试剂生物科技股份有限公司董事长吴尚毅介绍,蓝色的液体是鲎的血液,鲎血里面含有非常多的有价值的成分,我们真正需要的是血液里的细胞。鲎的血液里只含有一种变形细胞,一旦有细菌入侵,便会逐渐凝固,这是细胞死亡的标志。 
但对于科学工作者而言,鲎血遇菌凝固的特性,可以迅速、高效检测出细菌,利用鲎血液的这种特殊反应,1968年科学家研制出一种特殊的医用检验试剂——“鲎试剂”。 
李裕红告诉记者,鲎试剂是《中国药典》中需采用内毒素检测的300多种注射药品的检测试剂。静脉输液是现代医疗的重要手段。可与此同时,每年全球因注入含菌药液而产生不良反应的病例并不少见。鲎试剂的出现就解决了这一难题。 
“输液或者注射到人体的药品,如果含有细菌,就会造成发热,严重的会休克甚至死亡。”吴尚毅说,如果将药液样品滴入鲎试剂,只需几分钟,便可根据鲎血的形态变化判断药液是否含菌。没有凝固便没有细菌,一旦凝固便是不合格药品。 
如今,大部分注射剂与疫苗出厂前必须进行内毒素检测,这其中也包括新冠疫苗。
李裕红介绍,我国每年生产的鲎试剂达1000多万支(0.1 毫升/支),供全国2000多家大制药厂使用,为人们的生命健康提供保障,这1000万支鲎试剂必须用几十万对鲎进行抽血制备。 
我国鲎资源已经枯竭
从前在中国东部和南部沿海比比皆是的中国鲎,现在大部分海域已经难觅踪迹。 
“小时候,在海岸边经常看到鲎觅食,它就像一个坦克车一样在滩涂上滑啊滑,当时感觉它太奇妙了。”关杰耀在少年时期便对鲎产生了浓厚的兴趣,这为他成为北部湾守“鲎”人埋下了种子。   
如今,广西北部湾是我国最大的中国鲎栖息地,也是全球最重要的产卵及育幼场所之一。 
根据广西生物多样性研究和保护协会数据分析显示,广西北部湾海域的中国鲎种群数量在近30年间下降了90%以上。20世纪90年代前,中国鲎有60万~70万对,到2010年的每年约30万对,中国鲎的数量逐年锐减。 
集美大学水产学院教授翁朝红等在《鲎的分布及生活习性》研究中提到,中国鲎在浙江舟山地区几近绝迹,福建东山湾海域每年被捕数量也仅千对。不仅上岸产卵的成鲎寥寥可数,潮间带上的幼鲎也非常少见。 
“因为,我国对鲎的研究和保护相对滞后,目前鲎到底还剩多少,仅能从各地发现情况和捕捞情况推算。”关杰耀介绍,我国中国鲎资源已经枯竭。 
2019年3月,中国鲎被国际自然保护联盟确定为“濒危生物”;2021年2月5日,新的《国家重点保护野生动物名录》公布,中国鲎升级为国家二级重点保护野生动物。 
“保护中国鲎刻不容缓。”李裕红认为,更重要的是我们要探索出鲎资源可持续发展的道路,在保护鲎和使用鲎之间,寻找到平衡。 
加速研发鲎试剂替代品
中国鲎从卵细胞受精至性成熟需要13~15年的时间,漫长的生长时间使得中国鲎资源的恢复十分困难。 
鲎血液里含有50多种活性物质,具有抗细菌、抗真菌、抗病毒、抑制肿瘤细胞生长和诱导癌细胞分化的生物活性物质。鲎在现代医学、古生物学、动物学、进化学、生态学、仿生学、民俗文化等学科或领域中发挥着重要作用。此外,作为原材料的中国鲎枯竭将直接导致鲎试剂产业的停滞不前,也将会影响到我国注射液和疫苗等药品的生产和研发。
是否可以找到鲎试剂或鲎血的替代品?加速鲎试剂替代品研发以及规范采血,也是保护鲎的重要思路,而难点在于落地执行上。
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关杰耀教授放流幼年鲎。受访者供图 
关杰耀向健康时报记者介绍,北部湾大学海洋学院“鲎丝缘”科研团队,从鲎的血液中提取出了鲎C因子,鲎C因子在家蚕丝腺的表达量170ug,活性为0.25EU/mL,符合普通鲎试剂的检测(0.5~0.125EU/mL)标准,研究突破了鲎试剂原料来源唯一性的壁垒,实现鲎C因子无害化传承。 
“但是目前处于中试水平,没有形成产业化,而且也没有达到市场推广阶段。如果替代品不能比鲎血便宜又好用,也无法改变现状。”关杰耀表示,鲎试剂替代品研发方面需要政府政策和资金的大力支持,才能让越来越多科学家和企业加入进来,尽早研发出新产品。 
没有替代品出来前,严格规范鲎血的采血方式和用量也是一种保护措施。李裕红告诉记者,根据美洲鲎保护模式,每只鲎大约采100毫升血液,保持抗凝剂与采血量体积比为1∶1.4放生。要距被捕地大约113~129公里的地方放生,防止短时间再次被捕采血。 
研究显示适量抽血不会影响鲎的生存能力,就像人类献血一样,保持一定周期和安全血量,可持续利用鲎就是没问题的。 
然而,由于监管不到位,许多企业放生的鲎要么已经死了要么濒临死亡,根本无法自行恢复与生存。李裕红认为,国家生产鲎试剂的企业并不多,应将其纳入国家统一管理,有关部门对于鲎血的使用应进行严格监管,引导企业规范采血。 
“数罟不入洿池,鱼鳖不可胜食也。”与古人生态保护理念一致,翁朝红则建议,根据目前资源衰竭的状况,必须制定禁捕期。中国鲎的生长周期长,资源恢复慢,禁捕期应该时间长些(可考虑10~15年时间)。当中国鲎的资源得到恢复,进入稳定期时,可采用颁发捕捞许可证的方式、规定捕获时间(要避开5~9 月份的产卵期)、捕获量、捕获地点、捕获规格及渔具使用规格,从而有效保护中国鲎。 
李裕红和关杰耀表示,目前,美洲鲎通过多方面保护,实现了鲎资源可持续发展,我们现在缺少的是行动和政策支持。 
参考文献:
①胡世学, 张启跃, Rodney, et al. 保存附肢及软体的云南三叠纪鲎化石[C]//中国古生物学会第十二次全国会员代表大会暨第29届学术年会, 2018: 77-78.
②李裕红:《活化石中国鲎濒危现状及抢救性保护宣言》.《湿地科学》.2018年10月
③颜明艳等:《鲎试剂产业在中国的发展现状及相关建议》.《生物杂志》.2018年4月
④翁朝红等:《福建及中国其他沿岸海域中国鲎资源分布现状调查》.《动物学杂志》.2012.47