말굽 게는 4 억 5 천만년 이상 동안 어떤 형태로든 존재했기 때문에 “살아있는 화석”이라고도합니다.이시기에 지구는 여러 주요 빙하기, 그레이트 다 이잉, 판게아의 형성과 그에 따른 분열, 그리고 지구상의 공룡과 대부분의 생명체를 다시 죽인 소행성 충돌을 겪었습니다. 다시 말하면 말굽 게는 정말로 똥을 보았습니다.
그렇지만, 그들의 가장 이상한 경험 중 일부는 지난 수십 년 사이에 왔을 것입니다. 공룡이 말굽 게를 바다에서 한꺼번에 퍼 내기 위해 손을 사용하기 시작한 이후에 왔습니다. 현대인들은 말굽 게를 고의적으로 죽이지 않습니다. 이전 세기의 농부들이 비료를 얻기 위해 그들을 잡았거나 어부들이 그들을 미끼로 사용했던 것처럼, 대신 그들은 그들을 문지릅니다. 게는 따개비를 깨끗이 닦고 경첩이 달린 갑각을 접은 다음 스테인리스 스틸을 붙입니다. 피를 뽑기 위해 엘 바늘을 부드럽고 약한 부분에 넣습니다. 말굽 게의 피는 우유와 섞인 부동액처럼 파란색이고 불투명합니다.
그리고 정확히 인간에게 살아있는 화석의 피가 필요한 것은 무엇일까요? 말 그대로 사람들을 살리기 때문에 일종의 요술이라고 말할 수 있습니다. 말굽 게 혈액은 박테리아의 독소에 매우 민감합니다. 모든 주사, 모든 IV 드립 및 이식 된 모든 의료 기기 등 인체 내부로 들어갈 수있는 모든 것을 제조하는 동안 오염을 테스트하는 데 사용됩니다.
이 피에 의존하는 현대 생물 의학 산업은 말굽 게가 사라지면 즉시 마비 될 것입니다. 그리고 최근 몇 년 동안 특히 아시아에서 말굽 게는 여러 가지 위협에 직면 해 있습니다. 방조제가 산란하는 해변을 대체함에 따른 서식지 손실, 오염, 음식과 미끼로 사용하기위한 남획. 미국에서 생의학 용도로 피를 흘린 말굽 게는 바다로 반환되지만 매년 약 50,000 마리가 그 과정에서 사망합니다.
하지만 현대 의학이 고대 동물의 피보다는 현대 기술을 사용하십시오. 말굽 게 혈액의 합성 대체물은 15 년 동안 사용 가능했습니다. 이것은 과학자들이 수백만 년의 진화를 조용히 능가하는 방법과 다른 나라가 따라 잡는 데 오랜 시간이 걸렸던 이유에 대한 이야기입니다.
추가 이야기
Jeak Ling Ding은 그녀가 “항상 실험용 쥐”라고 말합니다. 진흙에 빠진 종류가 아닌 흰색 코트를 입은 생물 학자 였지만 1980 년대 중반 그녀는 말굽 게를 찾아 진흙을 꽥꽥 거 렸습니다. 그들이 살았던 하구는 절제된 방식으로 회상하며 “전혀 달콤한 냄새가 나지 않았습니다.”
남편과 함께 딩 및 연구 파트너 Bow Ho는 말굽 게에 순회 적으로 왔으며 궁극적 인 목표는 동물이 더 이상 생물 의학 연구에 필요하지 않게 만드는 것이 었습니다. 당시 그녀는 싱가포르 국립 대학교의 분자 생물 학자였으며 병원의 체외 수정 부서가 Ding and Ho에 문제를 안고 왔었습니다. 배아는 박테리아 오염 때문일 수도 있습니다. ?
당시와 현재의 표준 테스트는 Limulus amebocyte lysate를 나타내는 LAL입니다. Limulus는 북미 대서양 연안에 서식하는 말굽 게의 종인 Limulus polyphemus를 말합니다. Amebocyte는 게의 혈액에있는 세포를 말합니다. 그리고 lysate는 세포가 “용해”되거나 부서지면 세포에서 해방되는 물질입니다. 이것은 박테리아 독소에 매우 민감한 물질입니다.
LAL에 대해 이것을 알아 낸 첫 번째 사람은 Frederik Bang입니다. 30 Ding이 있기 몇 년 전에 (그리고 Cape Cod에서 9,000 마일 떨어진 곳에있는) 그도 해안에서 말굽 게를 수집하고있었습니다. (완전히 이해되지 않은 이유로 말굽 게는 북미와 아시아의 동부 해안에서만 발견됩니다.) 병리학 자 Bang, 그 생물의 원시 면역 체계에 관심이있었습니다. 그는 바닷물에서 나온 박테리아를 말굽 게에 직접 주입하여 혈액이 “끈끈한 덩어리”로 뭉치도록하는 프로토콜을 정했습니다.
Bang은이 응고에 목적이 있다고 의심했습니다. 그것은 박테리아를 고정시켜 침입하는 병원체로부터 말굽 게의 나머지 몸을 봉쇄했습니다. 흥미롭게도, 그가 먼저 5 ~ 10 분 동안 박테리아 주사를 끓여도 그들의 혈액은 젤로 변했다. 이것은 박테리아를 죽이고 주입 된 용액을 살균했을 것입니다. Bang은 혈액이 살아있는 박테리아뿐만 아니라 살균 후에도 지속되는 박테리아 독소에 민감하다는 것을 깨달았습니다.
인간 면역 체계는 말굽 게보다 훨씬 더 정교 할 수 있지만 이러한 독소에도 반응합니다. 의사들은 이것을 19 세기 후반에 처음 깨달았는데, 무균 주사를 맞은 환자들은 그럼에도 불구하고 “주사 열”또는 “식염수”로 떨어졌습니다. 최악의 경우 독소는 패 혈성 쇼크를 일으키고 심지어 사망까지 초래할 수 있습니다.
1950 년대에 Bang이이 연구를 수행 할 당시 박테리아 독소를 검사하는 표준 방법은 토끼에게 샘플을 주입하는 것이 었습니다. 누군가가 30 분마다 3 시간 동안 토끼의 체온을 확인하여 열이 있는지 확인해야했으며, 이는 박테리아 오염을 암시합니다.
토끼의 혈액 세포는 또한 독소 주위에 뭉치는 경향이 있었는데, Bang은 말굽 게의 혈액에 대한 1956 년 논문에서 유사성을 지적했습니다. 그 후 10 년 반 동안 그와 Jack Levin이라는 젊은 병리학자는 LAL을 추출하는 표준화 된 방법을 고안했습니다. 그러나 1977 년이 되어서야 식품의 약국 (FDA)은 제약 회사가 대형 토끼 군집을 LAL 키트로 교체 할 수 있도록 허용했습니다. 이제 테스트 된 재료에 LAL을 추가하고 바이알을 뒤집어 단단하게 변했는지 확인했습니다. 훨씬 빠르고 편리합니다. LAL 테스트에는 여전히 동물의 사용이 필요했지만 바늘을 동물에 붙이는 소름 끼치는 과정이 숨겨져 공급망의 다른 부분으로 아웃소싱되었습니다.
Ding이 싱가포르에서 말굽 게를 찾고있을 무렵에는 , LAL은 수백만 달러 규모의 산업이되었습니다. 말굽 게 피 1 쿼트는 15,000 달러의 가치가있는 것으로 알려졌다. 그리고 그녀가 IVF 배아의 오염을 테스트하는 데 필요한 LAL 키트는 너무 비쌌습니다. 그녀는 한 키트에 싱가포르에서 1,000 달러의 비용이 들었다고 회상합니다.
그래서 그녀가 직접 용 해물을 만드는 것을 고려했습니다. 그러나 그녀가 싱가포르에서 공부하고 있던 말굽 게 종인 Carcinoscorpius rotundicauda는 대서양 말굽 게보다 훨씬 작으며 죽지 않고는 많이 피를 흘릴 수 없었습니다. 그래서 Ding은 결국 말굽 게를 전혀 필요로하지 않는 LAL의 대안을 만들기 시작했습니다.
필요한 것은 DNA 조작이었습니다. 그녀의 아이디어는 LAL의 독소 사냥 능력을 담당하는 말굽 게 유전자를 효모처럼 실험실에서 쉽게 자라는 세포에 결합하는 것이 었습니다. 한 분야로서의 생명 공학은 이미 한 종의 DNA를 가져와 다른 종에 넣는 재조합 DNA의 방향으로 움직이고있었습니다. 몇 년 전 1982 년에 Eli Lilly는 박테리아 통에서 자란 인간 인슐린을 판매하기 시작했습니다.
Ding은 LAL 대안을위한 좋은 출발점이되었습니다. 그때까지 과학자들은 박테리아 독소를 감지하는 LAL의 특정 분자 인 인자 C를 확인했습니다. 그래서 그녀는 인자 C를 만드는 유전자를 찾기 시작했습니다. 그녀의 연구팀은 말굽 게에서 세포를 채취하여 최소한으로 피를 흘 렸습니다. (그들은 또한 실험실에서 말굽 게를 기르고 IVF를 통해 번식을 시도했지만 실패했습니다.)
말굽 게의 박테리아 독소에 대한 민감성 불행히도 공부하는 것도 고통 스러웠습니다. 독소는 물, 시험관, 페트리 접시 등 어디에나 있습니다. “베이킹 가능한 모든 유리 제품을 200 ~ 220도에서 몇 시간 동안 구워야합니다.” Ding은 또한 박테리아 독소가없는 특수 물을 구입해야했습니다.주의하지 않으면 용액 튜브가 쉽게 젤로 변할 수 있습니다.
Ding과 Ho가 마침내 확인했을 때 인자 C의 유전자를 효모에 스 플라이 싱했습니다. 효모가 인자 C를 만드는 동안 분자를 분비하지 않았기 때문에 실패했습니다. “효모는 분해하기가 매우 어려웠습니다. 매우 불결하고 지저분했습니다.”라고 그녀는 말합니다. 그들은 다른 유형의 효모와 포유류 세포를 시도했습니다. 이것들도 실패했습니다. 1990 년대 후반에 Ding과 Ho는 미국의 한 과정에 참석하여 배큘로 바이러스 벡터 시스템에 대해 배웠습니다. 여기서 바이러스는 인자 C를 곤충 장 세포에 삽입하여 분자를위한 작은 공장으로 바꾸는 데 사용됩니다. 곤충과 말굽은 진화론 적 혈통을 공유합니다. 둘 다 절지 동물입니다. 그리고이 세포들은 놀랍게 작동했습니다.
마지막으로 그녀가 시작한 지 10 년 반이 지난 후 Ding은 더 이상 해를 끼치 지 않고 작동하는 LAL의 대안을 갖게되었습니다. 말굽 게. 그녀는 특허를 연구하기 위해 도서관에 갇히고 직접 신청서 초안을 작성했습니다. 그런 다음 그녀는 그것을 보냈고 세상이 변하기를 기다렸습니다.
세상은 적어도 말굽 게는 변하지 않았습니다. Ding의 특허를 기반으로 한 최초의 재조합 C 인자 테스트 키트가 2003 년에 출시되기까지 3 년이 걸렸지 만 그 당시에도 제약 회사는 거의 관심을 보이지 않았습니다.
회사에는 여러 가지 이유가있었습니다. 현재 스위스에 본사를 둔 화학 회사 Lonza의 일부인 회사는 키트 공급 업체는 단 한 명뿐이었습니다. 제약 회사는 제조의 중요한 부분을 단일 소스에 의존하는 것을 경계했습니다. Lonza에게 무슨 일이 일어난다면?아니면 자연 재해가 생산 공장을 강타 했습니까? 게에서 피를 흘리는 회사도 C 인자가 널리 채택되면 많은 돈을 잃을 수 있습니다. 미국에 게 출혈 시설이있는 6 개 회사 중 2 개는 인터뷰를 거부했으며 1 개는 인터뷰 요청에 응답하지 않았으며 2 개는 사실상 공개되지 않았습니다. 여섯 번째는 LAL과 재조합 인자를 모두 판매하는 Lonza입니다.
Lonza는 규제에 대한 느린 이해를 비난했습니다. 미국에서 FDA는 박테리아 독소 테스트를 수행하는 회사에 약물 표준을 제시하는 핸드북 인 미국 약전을 따르도록 지시합니다. 2012 년 지침에서 FDA는 회사가 자체 검증 테스트를 수행하면 약 전에는 나타나지 않는 재조합 인자 C를 사용할 수 있다고 말했습니다. Lonza의 대변인 Katrin Hoeck은 “당연히 위험은 FDA가 귀하의 검증을 수락하지 않을 수 있으며 귀하의 제품을 시장에 출시 할 수 없다는 것입니다.”라고 말합니다. “제약 회사는 위험을 회피합니다.” 업계도 토끼에서 LAL로 이동하는 데 수십 년이 걸렸습니다.
비즈니스의 현실은 Ding에게 진정한 실망이었습니다. “우리는 연구자로서 매우 열성적이어서 효과가있어 기뻤습니다. 그리고 재조합 인자 C가 전 세계적으로 채택되어 말굽 게가 구해질 것이라고 생각했습니다.”
그러나 최근 제약 회사의 위험 보상 계산법을 변경 한 몇 가지 사항이 있습니다. 우선, Lonza는 더 이상 유일한 공급 업체가 아닙니다. 2013 년에 Hyglos는 재조합 인자 C를 만드는 두 번째 회사가되었습니다. Hyglos의 선임 과학자 인 Kevin Williams는 오래 전부터 현대화가 늦어 졌다고 말합니다. 제약 회사는 수십 년 전에 돼지에 의존하는 것을 중단하고 효모와 박테리아 세포에서 인슐린을 만들기 시작했습니다. 인슐린이 주사에 안전한지 확인하는 데 사용되는 바로 그 테스트에 동일한 기술을 적용 할 수없는 이유는 무엇입니까?
규제 측면에서 유럽 약전은 승인 된 박테리아 독소 테스트로 재조합 인자 C를 추가했습니다. 2016 년, 미국의 변화를위한 길을 닦았습니다. 많은 제약 회사, 특히 Eli Lilly가 재조합 인자 C와 LAL의 효과를 비교했습니다.
박테리아 전문가 인 Jay Bolden Eli Lilly의 독소 검출은 Lonza가 10 년 전에 재조합 인자 C 키트를 가지고 실험실에 들어온 것을 회상합니다. 그는 당시 호기심이 많았지 만 아직 뛰어 들려고하지 않았습니다. 전환점은 2013 년 Eli Lilly가 중국에 인슐린 제조 시설을 계획하기 시작한 때였으며, 여기서 토종 말굽 게 종이 감소하고 있습니다. Bolden은 “언젠가 말굽 게가 제한 될 수 있다는 소식을 듣게 될 것입니다. 반면에 재조합 인자 C의 공급망은 공급 업체로서 Hyglos와 Lonza 모두 더 안전 해 보였습니다. LAL과 인자 C도 비용면에서 비슷합니다.” / p>
Bolden은 Eli Lilly가 “모래에 선을 그리기”로 결정했다고 말합니다. 특정 시점 이후의 모든 신제품은 재조합 인자 C로 테스트 될 것입니다.이 회사는 최근 FDA에 첫 번째 약물 신청을 제출했습니다. 갈 카네 주맙은 편두통을 예방합니다. 여기서 최종 약물은 인자 C로 품질 테스트를 받게됩니다. 또한 현재 LAL 사용의 대부분을 차지하는 물과 장비를 테스트하기 위해 제조 과정에서 재조합 인자 C를 사용하는 방법도 검토했습니다. Bolden은 Eli Lilly가 재조합 인자 C를 포함하도록 미국 약전에 로비하고 있다고 말했습니다.
목요일 Bolden은 Revive 멸종 된 종을 되살리기위한 노력으로 가장 잘 알려진 비영리 단체 Restore. Revive & Restore의 공동 창립자이자 전무 이사 인 Ryan Phelan은 “우리의 임무는 생명 공학을 보존에 사용하는 것입니다. -2017 년 생물학 컨퍼런스에서 그녀는 재조합 인자 C에 대한 그녀의 연구가 보존과 생명 공학의 교차점에 완벽하게 자리 잡고 있음을 깨달았습니다.
Revive & 복원 및 보존 파트너 인 New Jersey Audubon, American Littoral Society 및 Delaware River Keeper Network는 매년 봄에 산란을 위해 여기에 말굽 게가 오므로 Cape May 위치를 선택합니다. 더 이상 말굽을 잡을 수 없습니다. 붉은 매듭이라고 불리는 멸종 위기에 처한 철새 종에 대한 중요성 때문에 여기에 게.이 새들은 봄에도 여기에 나타납니다. 남미에서 북극으로 날아가는 새들이 캐비어와 같은 곳에서 협곡을 할 수 있도록 이동 시간이 정해져 있습니다. 말굽 게 알입니다. 해변은 게와 함께 검게 변합니다. 암컷이 알을 낳고 수컷을 비옥하게하기 위해 출렁이는 동안 딸깍 거리는 소리가납니다.붉은 매듭이 뒤섞여 먹습니다. 그들은 북극으로 여행하는 동안 체중이 거의 두 배로 늘어났습니다.
이것은 인류가 피를 위해 말굽 게를 채취하기 오래 전에 시작된 종 간의 고대 동기화이며 오래 지속될 것입니다.