胰岛素的故事

xq5895801 · 发表于 2022-8-2 13:58:00

胰岛素的故事

一、前言

大家都知道目前糖尿病是一个富贵病，过去70年代以前吃不了大鱼大肉，没有汽车代步基本靠走路与骑自行车的时代，很少有机会患这种病，一般都是欧美发达国家患病率高。糖尿病与遗传，肥胖，生活习惯有关，分为1型糖尿病，主要靠注射胰岛素治疗，2型糖尿病，可以口服降血糖药（二甲双胍，格列吡嗪，阿卡波糖等）严重时候也要打胰岛素。问题是胰岛素是如何被发现的，我们国家对胰岛素有何贡献。长期以来，社会上流传着一种说法，传说胰岛素是中国上海的科学家上世纪人工合成发明的，本来应该获得诺贝尔奖，因为那个年代中国对国外并不开放，而且，认为诺贝尔奖是资本主义的产物，所以就是给我们，我们也不要，而且，那个年代任何的科学成果，文学著作都是不主张个人著名，喜欢来个集体创作，这种做法与世界并不接轨，诺贝尔奖一般只奖励给主要贡献的第一，最多加一个第二作者，所以，集体创作是无法获得此奖的。

二、胰岛素的源头--转业大兵偷狗专家班廷的伟大创举
  上个世纪20年代，一个加拿大小伙班延起初的经历看起来时运相当不济：1917年他从多伦多大学毕业的时候，他就被征兵派去法国在前线做陆军军医，救过不少人，也受过伤。战争结束之后，回国的他竟然找不到像样的工作，只能到一个边远的小镇开了个诊所，生意惨淡。为了糊口，他又跑到当地一所医学院兼课。1920年10月30日，班廷备课的时候读到一份病例报告说，一个病人的胰脏导管被结石堵塞之后，胰脏中分泌消化酶的消化腺萎缩了，可是胰岛细胞却依然存活良好。班廷突发奇想：胰岛所分泌的激素之所以难以提取，就是因为胰蛋白酶的存在，要是模仿结石阻塞的状况，把狗的胰脏导管用手术结扎，等消化腺萎缩之后，再提取胰岛素不就行了么！他立即在笔记本上记下了：“结扎狗胰管：6～8周待其退化；将剩余部分取出进行提取。”这个新的设想让他十分兴奋，几经周折，班廷找到多伦多大学生理系的麦克劳德教授，以求得这位有名的糖代谢权威的支持。经过多次努力，麦克劳德教授终于允许他在大学暑假期间来自己的实验室工作两个月，并为班廷提供了10条狗，其余的材料自备。麦克劳德教授还给班廷找了一个名叫贝斯特的学生做助手。
   然而实验的进展并不顺利，仅在短短的两周时间内，由麦克劳德教授提供的10条狗中就有7条在切除胰脏和结扎胰导管的手术中死亡，而且重新买进的狗也因感染或手术创伤等原因相继死亡。一次一次的失败，并没有动摇班廷的信心，他和贝斯特互相鼓励，吸取失败的教训，决心从头开始。经过不懈的努力，实验终于有了重大的进展。他们在10条因手术而患上糖尿病的狗身上，共注射了75次以上的胰岛提取液，1921年7月，终于发现有一条狗的血液含糖量有了明显的下降，下降到了0.1。这个数字比一条健康狗血液中的含量多不了多少。在狗窝里，一只刚才分明还想喝水而抬不起头来的狗，已经抬起头，并坐了起来，1小时后，它竟站了起来。他们终于救活了一条狗，这使得两位年轻人欣喜若狂。经过反复实验，班廷和贝斯特终于发现胰岛提取物具有维持糖尿病狗生命的作用，他们给它取名为“岛素”。然而，为了维持1条狗的性命，却用了5条狗的胰脏，这就等于杀死5条狗使1条狗活命，这太不合乎人情。那么怎样才能得到更多的岛素而又不杀死狗呢?班廷想到了屠宰场。不久，他和贝斯特从屠宰场带回了9只牛的胰脏，决定从中提取可贵的岛素。他们懂得，酸化酒精能抑制对岛素有破坏作用的消化液，因此用酸化酒精来处理牛的胰脏，从而提取所需的岛素。他们用从牛胰脏中提取的岛素给第一条患糖尿病的狗注射后，狗的高血糖直线下降了。此后，他们的实验的速度加快了，一切也变得顺利起来。此时，麦克劳德教授度假归来，看到他们的实验成果，也开始为他们提供帮助，请来了生化专家科力普来帮他们做最后的提纯，科力普为胰岛素的提纯做了最后的推动作用，动物实验效果已经非常稳定，成功就在眼前了。可这时候，科力普却起了小心眼，拒绝透露提纯方法，这让班廷火冒三丈。这就好比一场战役，终于打到了城门口，突然窜出一名将军，冲上去把敌军的旗帜拔了，而且还拒不交出。班廷为了实验狗都能偷，当然忍不下这口气，直接把科力普揍了一顿，看来科学家里面也有鲁智深啊，不过班廷没有鲁大师的本领，并没有打死科力普，不过这已经有辱斯文了，在多伦多大学董事会的协调下，科力普交出了提纯方法，至于班廷是不是因为打架受到惩罚就不太清楚了。终于，他们决定把实验从狗身上转到人身上。可由谁来做第一次实验呢?谁能担保在人身上做这一实验没有危险呢?最后，两人同时在自己身上做了人体实验，并证实了这种能救活狗的岛素对人体无害。接下来的工作就是将这种从动物胰脏中提取得到的岛素用于糖尿病人身上，临床试验。班廷的第一位病人是他少年时代的挚友和医学院念书的同班同学吉尔克里斯特，他患了严重的糖尿病，当吉尔克里斯特得知班廷需要—位病人作临床试验时，毅然来到了实验室，让班廷为他注射了岛素，几针下来，吉尔克里斯特感觉到自己的头脑突然清醒了，两条腿也不再沉重了。班廷成功了，他用自己的新方法医治了第一位糖尿病人。1922年5月3日，在美国生理学学会大会上，麦克劳德教授代表研究小组宣读了论文《胰腺提取液对糖尿病的疗效》，并将提取液的名字正式命名为“胰岛素”。1923年10月，诺贝尔奖委员会将诺贝尔生理学或医学奖颁给了班廷和麦克劳德。麦克劳德教授自是喜不自胜，而侠义无双的偷狗大侠班廷却揭开了真相，认为麦克劳德窃取了诺贝尔奖的荣誉，这个荣誉应该颁发给他亲密的合作伙伴贝斯特，并且声称拒绝领奖。此举令麦克劳德十分尴尬，最后他也没好意思前往领奖。最终班廷还是接受了诺贝尔奖，但他还是公开表示了自己的极度不满，并宣布要将诺贝尔奖金的一半分给贝斯特。这可把麦克劳德逼上了绝路，为了挽回面子，麦克劳德也宣布将自己的一半奖金分给了科利普。这才有了一个马马虎虎的解决方案。
二、胰岛素的发展简史
  1889年两位德国研究者首次证实糖尿病与胰腺有关。
  1910年英国科学家命名胰岛素。
  1921年加拿大医生班延从动物提取胰岛素，1923年获诺贝尔奖（第一代胰岛素）。
  1955年英国科学家桑格完成牛胰岛素一级结构鉴定，1958年，桑格获得诺贝尔化学奖。
  1963年美国科学家合成了牛胰岛素，但没有解决空间结构问题。
   1965年中国科学家首次人工合成了结晶牛胰岛素。
   1978年美国科学家利用基因工程技术生产出人胰岛素（第二代胰岛素）。
  1980年获得更安全有效的胰岛素类似物（第三代胰岛素）
三、中国牛结晶胰岛素的人工合成
1958年6月，中科院上海生物化学研究所的会议室里，在所长王应睐的主持下，九位科学家一起讨论所里下一步要研究的重大课题。有人提出了一个大胆的设想——要“合成一个蛋白质”。    1958年底，人工合成胰岛素项目被列入1959年国家科研计划，并获得国家机密研究计划代号“601”,也就是“60年代第一大任务”。然而，在此之前，除了制造味精之外，我国还从未制造过任何形式的氨基酸，而氨基酸正是蛋白质合成的基本材料。在如此极端困难的条件下，一切都要从零开始。在科研基础十分薄弱、设备极其简陋的年代，历经七年的不懈攻关，这项凝聚着中科院生化所、有机所和北京大学三家单位百名科研人员心血的项目，终于获得成功。1965年11月，这一重要的科学研究成果首次在《科学通报》杂志上公开发表，被誉为“前沿研究的典范”。随后，瑞典皇家科学院诺贝尔奖评审委员会化学组主席蒂斯利尤斯专程到生化所访问，他说：你们没有这方面的专长和经验，但却成功合成了胰岛素，你们是世界第一！
中国科学家成功合成胰岛素，标志着人类在探索生命奥秘的征途中迈出了关键的一步，它开辟了人工合成蛋白质的时代，在生命科学发展史上产生了重大影响，也为我国生命科学研究奠定了基础。
1979年，杨振宁先生向诺贝尔奖委员会推荐了中国结晶牛胰岛素的成果，可遗憾的是并没有获奖，或许是诺贝尔奖委员会觉得胰岛素已经获得了两次诺贝尔奖，而人工合成不再具有独创性，但不管怎么样，这都是中国的骄傲，人类的骄傲。
  参考文献
  1、异想天开带来的惊喜，班廷与胰岛素的传奇故事
  2、「百年瞬间」我国完成人工全合成结晶牛胰岛素