“我被一台制箱机给刮伤了头皮，”克里斯汀·利平科特说。她在北卡罗来纳州格林斯伯勒的一家工厂工作，注意力不集中。“机器从后面抓住我的头发，瞬间把它扯掉了，从我的后脑勺到我的眉毛。”利平科特血流不止，然后昏了过去。工人们小心翼翼地把她的头皮从制箱机里取出来，用冰块包好，然后把她和头皮一起送往当地医院。一架直升机将她送往杜克大学医学中心，在那里，整形外科医生 L. Scott Levin 在一次六小时的手术中，将她的头皮缝合回去，并仔细地重新连接了它的血液供应。
但危机并未结束。Levin 看到血液通过再连接的动脉流入利平科特被重新植入的头皮。但血液通过她的静脉流出不畅，静脉容易形成血栓和压力升高。因此，Levin 做了许多现代外科医生会做的事情：他使用了水蛭。“我脖子和后脑勺上都有，”25岁的利平科特说。“我房间里有一桶水蛭。一个星期，我头皮每天 24 小时都在出血。”但这正是关键。吸血的蠕虫维持了她的血液循环，并可能挽救了她的头皮。“这是一种经过时间考验的方法，在合适的病人、合适临床情况、合适应用下效果极佳。这是一种活体药物疗法，”杜克大学医学中心整形外科主任、整形外科和骨科教授 Levin 说。当然，水蛭不是外科医生的首选。通常会先尝试其他方法——尝试连接尽可能多的小静脉，重新进行手术，如果涉及手指或脚趾，会拔掉指甲，用手术刀划破甲床，并给患者服用抗凝剂肝素。但有时只有水蛭才行。利平科特就是这种情况。“如果我们不这么做，”Levin 说，“她的移植头皮可能会因为静脉流出不足而失败。”水蛭的特殊才能是造成伤口数小时出血。它唾液中的物质会麻痹伤口，防止凝血，并扩张血管以增加血流量。在手术中使用它们很简单：用针刺破温暖、发蓝、肿胀、充血的皮肤，以开始诱人的、凝血黑色的血液流动。然后，放上一只水蛭，这只贪婪的蠕虫（因为它没有喂食，所以被储存起来）会用它三叶形下颌的 300 颗牙齿切割皮肤。它的吸盘会吸出充血的血液，并维持血液循环，直到患者身体产生新的血流通道。当水蛭吸食 20 分钟到一小时，吸食了 15 到 30 毫升血液并吸饱掉落后，它的抗凝剂会确保伤口在 10 小时内继续渗血。在利平科特的情况下，Levin 在六天内使用了 30 到 40 只水蛭。医蛭（Hirudo medicinalis），一种欧洲药用水蛭，是一种四英寸长的食肉、雌雄同体、环节动物，两端都有吸盘，有五对眼睛，中间有 32 个神经束，也就是“大脑”。它是 650 种水蛭中的一种，主要生活在池塘和沼泽中。有些种类高度特化——一种实际上只以蚯蚓为食。另一种则以冰封极海中的鱼类为食。一种寄生在撒哈拉骆驼的鼻孔里，另一种寄生在非洲河马的直肠里。另一种生活在新几内亚的洞穴中，吸食蝙蝠的血液。还有一种，被称为水蛭中的巨蟒，栖息在亚马逊盆地，体长可达 18 英寸。两千多年来，人类一直使用医蛭进行放血，这种做法被认为可以恢复体内体液的平衡，治疗从头痛到痔疮的各种疾病。水蛭与医学如此紧密相连，以至于在古英语中，“水蛭”和“医生”是同义词，到了 19 世纪中叶，它们就像当时的阿司匹林一样——服两只水蛭，明天早上再联系我。据说，一位 19 世纪初的法国医生 François-Joseph-Victor Broussais，在见到病人之前就开出多达 30 只水蛭的处方。
水蛭交配时，会分泌一个卵囊来容纳受精卵。在两到四周内，大约 15 到 20 只一英寸长的小水蛭会扭动着爬出来寻找血液。在威尔士斯旺西的 Biopharm 水蛭养殖场，研究人员以猪血饲养水蛭。大约六个月后，水蛭被储存在一个冷却到 45 华氏度（约 7 摄氏度）的房间里。它们可以在那里存放一年，不进食且生长受抑制，直到医院订购一批饥饿的水蛭。 随着医学科学的进步，放血疗法逐渐消失，但随着微血管手术和组织移植的出现，外科医生重新发现了这种生物的价值。20 世纪 60 年代，两位斯洛文尼亚外科医生开创了现代医学水蛭疗法，描述了水蛭如何帮助他们进行组织瓣移植。然后，在 1985 年，哈佛大学整形外科医生 Joseph Upton 被召去照顾一个 5 岁的男孩，他的耳朵被狗咬掉了。耳朵的血管非常细小，从未成功移植过。Upton 在男孩的动脉方面没有遇到问题，但在他整夜努力重新连接静脉时，血栓开始形成。Upton 在军队服役期间曾用蛆虫清理严重的感染，因此自然疗法的想法对他来说很自然。他打电话给 Biopharm，一家位于威尔士斯旺西的公司，由动物学家 Roy T. Sawyer 拥有，他在这里饲养医蛭，这是世界上唯一的商业水蛭养殖场。一箱水蛭连夜送达，男孩的耳朵得救了。当 Upton 在《整形与重建外科》杂志上发表他的研究结果时，水蛭的销量飙升。九年后，在一个令人难忘的离奇案例中，水蛭挽救了一条生命。在一次先天性面部畸形手术中，一名 8 岁的荷兰男孩出现严重的肿胀，以至于他的舌头充满了血液并从口中突出，阻塞了他的气道。类固醇和抗生素无效。但六小时后，27 只水蛭被用上，男孩脱离了危险，水蛭作为良好的医疗科学被牢固地重新确立。没有人知道它们拯救了多少生命、肢体和附肢，但医学文献描述了水蛭在手指、脚趾、耳朵和头皮移植术后、阴茎手术后、皮肤瓣整形手术后，以及丰胸或缩胸手术后乳头肿胀时，用于缓解严重的术后静脉充血。而且这些生物已经成为了微型制药厂——研究人员从水蛭唾液中分离出十几种化合物，用于预防血栓、治疗炎症、扩张血管、杀死细菌和缓解疼痛。Biopharm 的水蛭生长技术员 Carl Peters 移开了塑料桶上的穆斯林盖子，水蛭爬了出来。他戳了一下其中一只。它用头部和脚部的吸盘爬过访客的手，像万圣节的猫一样弓着背。这种生物摸起来湿湿凉凉的，就像一缕冰镇的意大利宽面条。每隔几秒钟，它就会用后部的吸盘站起来，不祥地挥舞着头部，仿佛在寻找什么，而这正是它正在做的事情。它渴望血液。“它看起来就像一只黏糊糊的蛞蝓和一条魔术贴梭子鱼的结合体，”Peters 笑着说，同时瞥了一眼墙上电影《非洲女王》的海报。在电影中，亨弗莱·鲍嘉扮演的角色说：“如果这世上有什么东西我讨厌，那就是水蛭。哦，这些该死的卑鄙的小东西！” Peters 和它们打交道九年了，被咬过五次。他说：“这不疼，但我估计我也不想被水蛭敷满全身。”
在自然界中，药用水蛭栖息在欧洲西部和南部的湿润环境中。感知到可能的猎物的温暖、运动或阴影，水蛭会靠近，用它的吸盘附着，注射麻醉剂，使其不被察觉，然后开始工作。它的头部吸盘的三只颚骨会变硬，突出，并以锯割的方式切入猎物的皮肤。幼年的水蛭以两栖动物和幼鱼的薄皮身体为食；成年的水蛭可以转向更大的猎物，如牛、马、鸭子和人类。水蛭的天然抗凝剂 hirudin（水蛭素）能够保持血液在 20 到 40 分钟的吸食时间内流动，期间水蛭的体重可能会增加 10 倍，达到 60 克（约 2 盎司）。一只水蛭的分泌物可以阻止高达半杯血液凝结。吸入其消化道的血液可能需要 18 个月才能消化。在此期间，水蛭几乎不做任何事情，只是昏昏欲睡地躺着，只在繁殖时才苏醒。雌雄同体的水蛭在陆地上交配，用一种黏液包裹住伴侣，之后分泌一个卵囊，将其产在岸边潮湿的土壤中。在两到四周内，大约有 15 到 25 只小水蛭孵化。在适当的条件下，一只水蛭在一生的五年中可以产下多达 1200 只幼崽。在 Biopharm，水蛭以倒在模拟天然猎物皮肤的人工膜上的猪血为食。在 80 华氏度（约 27 摄氏度）下饲养水蛭六个月后，Peters 将它们转移到一个冷却到减缓生长的 45 华氏度（约 7 摄氏度）的房间里。它们可以在那里一年不进食。当水蛭离开 Biopharm 时——每年数千只——它们被装在小纸盒里，就像中式外卖一样。它们被送到北卡罗来纳州伯灵顿的 Carolina Biological Supply 等地方，那里的工人将它们储存在冰镇的泉水桶中，直到像 Levin 这样的外科医生打来电话。该公司活体生物产品总监 Lawrence Wallace 说：“我们维护它们，以便当外科医生得到一只时，它是一只干净、饥饿的水蛭。”它们确实很饿；但它们并非无菌。每只水蛭的肠道中，即使是那些在无菌条件下饲养的，都生活着嗜水气单胞菌 (Aeromonas hydrophila)，这是一种细菌，可以防止水蛭的血餐腐烂，并提供对其消化至关重要的酶。研究发现，高达 20% 的接受水蛭治疗的患者会被这种细菌感染，这会增加严重伤口感染的风险。因此，免疫系统较弱的患者会接受预防性抗生素治疗。嗜水气单胞菌也能杀死其他细菌。瑞士伯尔尼传染病研究所的 Joerg Graf 认为，更深入地了解嗜水气单胞菌可能有助于研究人员找到对抗金黄色葡萄球菌等细菌的方法，这些细菌对越来越难以治疗的抗生素产生抗药性。出于某种原因，金黄色葡萄球菌无法在水蛭体内生长。Graf 说，这可能是由于水蛭体内不适宜的条件造成的，但也有可能是嗜水气单胞菌产生抑制金黄色葡萄球菌生长的物质。发现这种物质可能有助于控制人类金黄色葡萄球菌的生长。但水蛭本身也可能成为抗生素的直接来源。法国里尔科学技术大学的 Michel Salzet 在水蛭中发现了与在昆虫和其他无脊椎动物中发现的相似的抗感染肽。在水蛭中，这些肽在细菌感染后 15 分钟内产生。“这些抗菌肽的扩散速度比抗体更快更容易，”他说，这表明这种速度和效力可能构成一种可以超越病原体的防御。“来自水蛭的抗菌肽可能治愈人类疾病，”Salzet 说。这不会让 Roy T. Sawyer 感到惊讶。这位彬彬有礼、说话温和的北卡罗来纳州人带领访客参观了他的水蛭博物馆。这是一个整洁的房间，明亮而愉快，尽管陈列着用于放血的碗和刀、带穿孔盖的水蛭罐以及病患吸着水蛭的脖子的油画。他称之为“名副其实的药房”，指的是他和他公司的研究人员发现的潜在有用的化合物。有酶 orgelase，一种“扩散因子”，可以快速将唾液中的化学物质散布到伤口周围。Sawyer 认为它可以帮助在手术前将局部麻醉剂深层输送到组织中。还有 calin，可以中和胶原蛋白（一种天然的血液凝结剂）的作用。他称之为“胶原蛋白涂层漆”，可以帮助预防血管手术后的血栓。Sawyer 等人已从医蛭和另外九种水蛭中分离出十几种活性物质。其中就包括一种局部麻醉剂，可以使水蛭叮咬无痛。其作用机制仍不清楚，Sawyer 也未能分离出这种止痛剂。“常识告诉我这里有什么东西。这是一个潜在的丰富领域，”他说。最近在医蛭中发现吗啡样化合物的 Salzet 也表示同意。从水蛭唾液中提取的抗凝剂凸显了从动物身上开发药物的困难。市场上，水蛭素与肝素竞争，肝素易于从脊椎动物的免疫细胞中提取，并与某些辅因子一起抑制凝血酶（一种产生血栓的酶）。水蛭素比肝素的作用更简单，直接与凝血酶结合，但其剂量必须精确测量以防止过度出血。尽管尚未进行水蛭素在人体上的长期研究，但一系列小型研究表明，与肝素相比，它可能会将心脏病发作的短期生存率提高高达 30%。其他研究表明，在髋关节手术后减少深静脉血栓方面，它可能比肝素更有效。
但要从水蛭中生产足够的水蛭素以实现经济化生产，“你需要一个游泳池的血液，”加拿大阿尔伯塔大学植物生物技术学教授 Maurice Moloney 说。于是他尝试了另一种方法，改变埃塞俄比亚油菜（一种芥菜）使其含有水蛭素基因。他种植了五英亩的植物，生产了 10 吨种子，从中提取了药物。另一种来自水蛭的候选药物是 hementin（血凝素），它来自 18 英寸长的亚马逊水蛭Haementaria ghilianii，Sawyer 于 1977 年从法属圭亚那带回。他想知道这种用六英寸长的口器刺穿大型哺乳动物的水蛭是否也产生抗凝剂来延长它的进食时间。它确实产生了。但是，尽管水蛭素可以防止血栓形成，血凝素却能溶解一种特定的富血小板血栓，这种血栓会导致中风和心脏病，而像链激酶和尿激酶这样的溶栓药物对此无效。Sawyer 说，一家德国公司可能会决定克隆这种化合物。其他科学家正在研究水蛭的大而易于观察的神经。弄清楚它们的工作原理可能有助于促进脊髓损伤患者的神经再生。但是，水蛭在科学中的未来，就像它的过去一样，很可能仍然紧密围绕着它的主要兴趣：血液。“吸血动物的分泌物可能对心血管疾病的作用就像青霉素对过去传染病的作用一样，”Sawyer 说。“水蛭已经适应了人类的生理机能。它们的唾液分泌物涵盖了生理机能的整个范围：血液凝结、消化、结缔组织、疾病、疼痛、酶抑制、抗炎。你想到的，水蛭都有。”网络资源：在 www.biopharm-leeches.com 查找有关水蛭生命周期、历史和药用价值的详细信息，或参阅 Roy T. Sawyer 的《血腥依恋：医学中的水蛭 2000 年》，Medical & Health Annual, Encyclopedia Britannica, 1998。有关 Michel Salzet 的工作，请参阅法国里尔科学技术大学环节动物神经免疫实验室的主页，网址为 www.univ-lille1.fr/lea/Menu_du_Site/Menu_Laboratoire%20english.htm。在 www.vims.edu/~mes/mes/leechfigs.html#other 欣赏来自不同类群的水蛭。有关水蛭的一般信息，请参阅澳大利亚博物馆的水蛭页面，网址为 www.amonline.net.au/factsheets/leeches.htm。
