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抛硬币分享的若贝尔奖—发现胰岛素的故事

上一篇 / 下一篇  2010-12-07 15:38:21

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  抛硬币分享的若贝尔奖—发现胰岛素的故事

  小炉匠

  胰岛素是支配动物体细胞吸收葡萄糖的重要激素。葡萄糖作为许多细胞的主要营养成分,胰岛素不足的时候细胞就得挨饿,就象快要饿死的人守着丰盛的宴席却吃不进嘴。同时,消化食物产生的葡萄糖大量堆积在血液里,并从肾脏中溢出,形成所谓糖尿病。

  胰岛素从发现到开始大规模临床应用只经历了短短的几十年。 1869年,年仅22 岁的德国医学生朗格汉发现胰脏的腺体组织之间分散着一小堆一小堆的细胞,之后这些细胞堆就被命名为“朗格汉岛”, 就是我们现在汉译所称的“胰岛”。

  十几年后,波兰裔德国科学家敏可斯基将狗的胰腺切除以研究胰腺的消化功能。可是为他们管理动物的技术员发现这些狗的尿吸引了大批的苍蝇。由此发现尿中有糖并建立的糖尿病与胰腺的关系。 又十年后,1901年,又是一位才26岁的医学生发现糖尿病患者的胰腺中的胰岛有明显变化,进一步确立的糖尿病和胰岛之间的关系。

  此后的二十多年中有很多位科学家都试图用胰脏提取物治疗糖尿病。虽然效果是有的,但结果却很不稳定,甚至不能说服同行。

  这时候,我们故事的主角终于出现了:加拿大医生班庭。 班庭是五个孩子中的老小。 本来想去参军却又于眼睛不好作罢,只好到多伦多大学上神学院,不久转为学医。1916年去打第一次世界大战,到1919年才回来到到多伦多儿童医院做外科医生。

  1920 年,班庭在读敏可斯基的文章时忽然灵感一动, 认为用胰脏提取物治疗糖尿病效果不稳定的原因是由于胰脏分泌很多消化酶,在提取胰岛素的过程中这些消化酶会把胰岛素和其他组织一起消化掉。他拿起笔来草草记下了一个想法:把动物的胰腺管结扎后等几个星期,让产生消化酶的细胞都死掉,然后再检查剩余的组织对糖尿病的疗效。当外科医生的班庭深信他可以用手术方法让产生消化酶的那部分胰腺死掉,而保留部分胰岛细胞。

  这时的班庭是人微言轻,还没有拿到医学博士学位。他与好几位教授谈了这些想法并希望可以在他们的实验室里做做。 最后一位叫麦克里欧的教授虽然不太相信,却同意让班庭在他1921年暑期休假的时候用他的实验室,给他提供实验动物和耗材,并让两位医学生给他打下手。 这两位同学,一个叫查里-最好(Charles Best)另一个叫克拉克-若贝尔(Clark Noble ),两个名字都是科研中可遇不可求的大吉大利。但是班庭只需要一个助手,只好让两人靠扔硬币抽签,谁赢了谁干前半个夏天,输的干后半个夏天。若贝尔同学输了,认为自己没运气,就转身撤了。 查里-最好同学于是留下干了整个一个夏天。

  班庭和查里-最好同学成功了。在接扎胰腺管后存活的动物中,萎缩后的胰腺组织里存在着成千上万的胰岛细胞。麦克里欧教授休假回来后帮他们总结重复了实验把结果发表。可是,当时的方法需要很复杂的手术和照顾术后虚弱的动物,最少要六个星期的时间才能提取到胰岛素,远远不能满足临床需要。这时班庭又想到用牛胚胎的胰脏,因在胚胎时期胰脏还没有分泌消化酶却已经能分泌胰岛素。这个绝顶聪明的方法不但使提取方法大大简化,还提供了丰富的胰脏来源以满足临床的需要。1921年12月,麦克里欧教授请来一位生物化学家詹姆斯-克林普来帮助提纯胰岛素。克林普果然好马快刀,一个月后,他们就达到临床试验的水平了。

  1922年一月十一日,第一位因糖尿病而垂死的14岁儿童接受了胰岛素注射。可是,由于提取物不纯,孩子出现了强烈的过敏反应而不得不停止接下去的注射。克林普随之夜以继日地改善提取工作,到了一月二十三日,改进后的第二针注射给了儿童。这次是出乎意料的成功,不但没有过敏而且完全消灭了尿糖。

  那时医院里因糖尿病而垂死的儿童集中在一些大病房里,每房常有50多个患者,多数处于临终的酮症昏迷之中。而家长们则聚在一旁措泣,等待着最后的恶耗。班庭他们三人一床挨一床地注射着他们最新的提取物,常常还没轮到最后一孩子,前面接受过注射的孩子已经从昏迷中苏醒,伴随着家长们的欢呼。谓之医学史上之一大奇迹。

  剩下的故事就没有多少悬念了, 他们的专利以一元钱的价格卖给了多伦多大学,当年埃里-理礼公司(Eli Lilly and Company)已经可以大批生产高纯度的牛胰岛素。1923年,若贝尔奖委员会决定授予班庭和麦克里欧当年的医学及生理学奖。

  悬念来了:按理说查里-最好同学在整个工作中贡献巨大,而得奖的人却不是他而是麦克里欧教授。 显然若尔奖委员会考虑到麦克里欧教授是整个团队的老板,为班庭,最好和克林普提供了工资,实验室和从事研究的一切条件。 这个事件至今还是若贝尔奖中的大争议之一。班庭因为获奖没有查里-最好同学的份而大怒,主动把钱分一半给当时才24岁的查里-最好同学。麦克里欧教授呢,当然也不好意思了,把钱分给克林普一半。

  詹姆斯-克林普当时才27岁,在埃尔博塔大学当讲师,请了六个月学术休假到麦克里欧教授试验室做研究。本来他的工作是要到海洋生物站去干的,可是当时班庭和查里-最好同学在提纯胰岛素时遇到了困难。麦克里欧教授就让生物化学出身的克林普来帮助,竟然撞上了若贝尔奖。

  这里面最倒霉的自然是克拉克-若贝尔同学,若贝尔和若贝尔奖失之交臂,只因为抛硬币时运气差了点。

  后记

  我第一次听胰岛素的故事是20多年前听北医王志均教授在生理课上讲的,他提到主角班庭是个年轻的医学生,借以鼓励教室里坐满的20多岁的医学生。我今天查了一下,发现其它几位都很年轻,特意写出来鼓励年轻的研究生。2010年12月5日于美国马里兰。恰逢王教授诞辰百周年和逝世十周年纪念日.


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