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生命的奇迹班廷与胰岛素的发现

阴差阳错的偶然

母亲常年的卧病在床,让年幼的班廷萌生了做一名医生的念头。18岁时,他如愿以偿地以优异成绩考入了多伦多大学医学院。只可惜,母亲还是在班廷读大二的时候病重离世。班廷毕业时,一战正在如火如荼地进行着,这位热血青年随即应征入伍,成为一名军医上尉,奔赴英国和法国前线。在战场上,他拯救了无数战士的生命,自己却差点失去了胳膊。

战争结束后,班廷回到了祖国加拿大,先在多伦多儿童病院当了半年的住院医生,后来又在安大略州的小镇伦敦城里挂牌开业。不过,诊所的经营状况并不是很乐观,开业28天后班廷才等来了第一个病人。一个月下来,账本上一共才挣了4美元。为了糊口,他在安

大略医学院找了一个实验示范教员的临时工作。也是这份工作,让他偶然地走上了糖尿病的研究道路。

1920年10月的一天,班廷正在为第二天的教学备课。在准备讲解胰脏功能和糖代谢问题的时候,班廷发现教科书中对这些问题的阐述都不够全面深入,而他自己对这些问题也感到十分困惑。在当时,

生理学家们已经知道了胰腺与糖尿病有关,如果切除动物的胰腺,就会引起糖尿病。早在1899年,德国医生敏考斯基就做过相关的实验,他把狗的胰脏彻底切除,然后仔细地缝合伤口,日后进行观察。后来,那只狗迅速消瘦,干渴,饥饿,无精打采,只剩下抬头喝水的力气,最后终于倒下,死于糖尿病。德国病理学家兰格亨斯在他的论文中也指出,胰脏中存在着一些细小的细胞团,

编撰/三寸

生命的奇迹

Mira c le of L ife:B a nting a nd the Disc ove ry of Insulin

班廷与胰岛素的发现

“大江不止渴”“病身虚俊味”“临餐吐更食”“卧久尘及履”……在用诗歌记载了一系列自己的病症之后,大诗人杜甫在一叶扁舟上溘然长逝。一时间,关于他的死因众说纷纭:食物中毒、消化不良、病死、赐死……似乎坊间民众认为,这位传奇诗人的离世也应该带有着某种传奇色彩。而在现代医学飞速发展的今天,杜甫死因更流行的说法是——糖尿病晚期。

杜甫所处的时代,糖尿病基本等同于慢性绝症。虽然随着医学的发展,人们已经有了对抗糖尿病的有效方法,但这种疾病的顽强程度也依旧让人们谈虎色变。说到糖尿病,怎么也无法绕开的一个人,就是发现胰岛素、给全世界糖尿病患者带来福音的班廷,而定于每年11月14

日的联合国糖尿病日,也是为了纪念这位伟大的加拿大生理学家。

班廷

万象

其结构不同于一般制造消化液的酶细胞,在显微镜下观察它们就像海洋中漂浮的小岛。因而这些细胞团被称为“兰格亨斯氏岛”,也就是“胰岛”。但究竟如何提取胰岛素,是人们始终无法克服的技术难关。

就在班廷为这个问题困惑的时候,他偶然间翻看了一本刚收到的新杂志,一篇名为《胰岛素与糖尿病的关系:通过胰腺结石案例所作的研究》的文章引起了他的兴趣。文中指出,在胆石形成中,如果阻塞了胰腺通向十二指肠的导管,就有可能引起胰腺萎缩。作者在动物实验中也观察到,结扎胰导管也能引起胰腺萎缩。班廷反复读了这篇文章,感到十分兴奋。他立即产生了一个设想,并写在了笔记本上:“糖尿病狗胰管结扎,令狗存活,直到病变腺泡从胰岛中去除。试图分离它们的内分泌液,以排泄糖尿。”就这样,一个偶然的灵感造就了一个划时代的生命奇迹。

纪念一只狗

为了验证自己的想法,班廷找到了他的主任米勒教授,希望能在学校的实验室开展研究工作。米勒是一个神经生理学家,对于这个问题没有经验,他听后虽然表示支持,但认为自己的实验室既无这类技术,也无这类设备,无法在本校开展。他建议班廷去找麦克劳德教授,他是一个有名的糖代谢权威,如果得到他的指导,事情就好办了。就这样,班廷不顾老师、亲友的劝阻,关闭了诊所,辞掉了临时教师的工作,决定一心搞研究。他专程去找麦克劳德请教。然而,事情并不顺利。

时任多伦多大学医学院副院长的麦克劳德,是当时糖尿病领域久负盛名的权威。面对班廷这个门外汉的喋喋不休,他显得十分不耐烦。自己的伟大创意被如此蔑视,年轻的班廷也十分愤怒,但他还是不停地给麦克劳德写信,阐述自己的想法。经过几个月的交涉后,麦克劳德终于勉强答应给班廷提供帮助。两个学生研究助理,一个实验室,10条狗,两个月的时间——就这样,班廷开始了自己的研究。

1921年炎夏,班廷和助理贝斯特在实验室中进行着紧张的实验。本以为会取得重大发现的班廷却面临着来自各方面的困难。由于缺乏经验,加之实验环境恶劣,用于实验的狗因为麻醉过度、失血过多、感染等各种原因一个个死去。7个星期后,除了一堆狗的尸体外,班廷几乎一无所获。麦克劳德安排的第二个研究助理因为看不到希望,只在研究室待了一小段时间就离开了,班廷的未婚妻也在这个时候离他而去。

眼看着暑假就要结束,如果麦克劳德回来后发现研究一无所获,他肯定会收回实验室。无奈之下,班廷决定破釜沉舟,他卖掉了从父亲那儿借钱买来的房子,又卖掉了那辆旧福特。此时的班廷不但一无所获,而且一无所有。为了节约研究经费,班廷

和贝斯特只好走街串巷去买便宜的狗。再到后来,

班廷(右)与贝斯特(左)正式进入工作状态。

麦克劳德

贝斯特

班廷和贝斯特使用的最早的胰岛素蒸馏器。

就经常有居民反映,自家的狗会在某个夜晚过后,突然消失不见。

1921年8月20日,班廷为一只奄奄一息的牧羊犬注

射了胰腺提取液,结果实验效果十分显著。第二天上午,这条狗就活蹦乱跳,摇着尾巴跟着班廷在实验室里跑来跑去了。但由于提取液的质量并不稳定,9天后,这只牧羊犬还是死去了。这只狗的死去给班廷带来了很大的打击。他躲着贝斯特,偷偷地在一边哭得很伤心。

后来在回忆这段往事的时候,班廷写道:“只要我一息尚存,我永远不会忘记那条狗。我见过病人死去,但从没有掉过一滴眼泪。但是当这条狗死去的时候,我只想一个人待着,因为眼泪止不住地流,无论我做什么都止不住。”

“横刀夺奖”

在实验遭遇瓶颈和低谷的时期,班廷和贝斯特互相鼓励,在他们的努力下,实验终于有了突破性的成果。班廷和贝斯特在10只糖尿病狗身上,共注射了75次以上的提取液,收到了降低血糖和尿糖的效果,特别是其中的两只狗,一只活了20天,一只活了70天,在反复注射提取液时,狗的状态维持得

很好,提取液的治疗效力是确凿无疑的了。

虽然实验取得了初步成果,但仍然有很多难题需要解决。用他们的方法制备胰岛素,手续实在太复杂,有时提取液用尽了,只有看着狗陷入昏迷最后死亡;同时,他们获得的提取液还很不纯净,必须大力改进,以进一步应用于临床病人。不久,他们发现用酸化酒精可直接提取正常胰腺的胰岛

素,因酸化可抑制胰蛋白酶的活性,酒精提取胰岛素效果好。这就保证了胰岛素的足量供应。

当麦克劳德教授从苏格兰休假归来后,发现班廷的工作有了很大进展,于是也开始为班廷提供帮助。他请来了非常有经验的生物化学专家科利普,负责提取液的提纯。科力普的到来为发现胰岛素做了最后的推动工作。多年以后,科利普回忆说:“在那个时刻,在那个病理学老教学楼的顶楼,我独自一人,感受到的那种激动的战栗是前所未有的。”

经过科利普的努力,提取液已经相对较纯,在动物实验中,其有效性也得到了验证。但当班廷要求科利普把提纯方法告诉他时,却遭到了科利普的拒绝,班廷因此还将科利普打了一顿。后来,在多伦多大学校董事会的调解下,几个人才终于达成和解。

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”。大会的第二天,全世界的报纸都在

头版刊登了发现胰岛素的消息。

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。但本该为此高兴的班廷却大发雷霆并拒绝领奖,因为没有参加任何胰岛素相关实验的麦克劳德“窃取”了诺贝尔奖的荣誉,而一直从事这项工作、并做出突出贡献的

贝斯特却被排除在外。此举令麦克劳德十分尴尬,

20世纪20年代胰岛素的海报女孩伊丽莎白

休斯(时任美国国务卿查尔斯

埃文斯

斯的女儿,12岁患糖尿病。)

万象

班廷、贝斯特与408号糖尿病牧羊犬合影。

最后他也没好意思前往领奖。虽然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。最终,麦克劳德也只好将自己的一半奖金分给了科利普。直至今日,麦克劳德获得诺贝尔奖一事也依旧备受争议,而贝斯特没有获得诺奖,也被称为是诺贝尔奖的一大遗憾。

划时代的贡献

在胰岛素没有出现以前,医生只能用“饥饿疗法”,来遏制糖尿病的发展势头。然而,严格限量患者日常饮食这样的做法有很多弊端。很多病人因低血糖休克猝死,或者死于慢性煎熬、营养不良等。成千上万的病人在饱受糖尿病折磨后,最终失去生命。

班廷、贝斯特等人成功提取了胰岛素后,糖尿病一夜之间从极难控制的顽疾变成了一个可以控制的疾病,因而拯救了成千上万糖尿病患者的生命。他们不但改变了糖尿病患者的命运,同时也改变了糖尿病学史。

胰岛素问世后不久,多伦多大学便立刻与美国的礼来(Lil ly )药厂签订了合约,开始制造胰岛素药品,方法几经改良之后,终于大批量地投入生产和使用,救治了无数的糖尿病患者。随着医学的发展,胰岛素制剂也不断改进。最原始的胰岛素来自于牛或猪的胰脏组织,因为属于异体蛋白,制剂粗糙,注射后会致使部分病人发生过敏反应,或者药物耐受性,

且作用持续的时间也较短暂,一日之内至少得打三次针,十分麻烦。20世纪40年代后,人们开发出了添加鱼精蛋白的胰岛素,可以延缓其在体内的吸收速度,长效型制剂从此问世,大大减少了患者注射的次数。50

年代中期,英国的桑格(F.S ange r )完善了胰岛素的结构分析和纯化,使得胰岛素“精制至极”,他也因此获得了诺贝尔化学奖。

60年代中期,中国在世界上第一次人工合成结晶牛胰岛素。及至70年代末,制药技术发生了革命性进步,应用分子生物学高科技,将人类胰岛素基因植入细菌的DNA 当中,靠快速倍增繁殖的细菌来复制合成胰岛素,既经济快捷,又没有人体排异性,人类自此告别了动物型胰岛素时代。如今市面上应用的所有胰岛素,均已是由这种基因重组技术得出的产品了。

据统计,在1897年,1个被诊断为糖尿病的10岁男孩的平均生存期是1.3年,30岁和50岁的糖尿病患者生存期分别是4.1年和8年。而到了1945年,10岁、30岁和50岁被诊断为糖尿病的患者却可分别继续生活45年、30.5年和15.9年。有人估计,在班廷等人成功提取胰岛素后的50年中,胰岛素至少拯救了3000万糖尿病患者的生命。

第二次世界大战期间,这位热血医生再次参与到战地医疗工作当中,作为一名少校在加拿大军队服役。不幸的是,1941年,班廷在纽芬兰上空因飞机失事牺牲,时年50岁。世界糖尿病协会为了表彰这位生理学家,将“联合国糖尿病日”定在班廷生日的这一天。班廷的工作,被誉为20世纪最重要的发现之一,在2004年加拿大广播公司(C BC )举办的“最伟大的加拿大人”评选中,班廷位列第四。

而且,班廷也是加拿大第一个获得诺贝尔奖的人。

美国印第安纳波利斯的礼来制药公司。

泰德莱德,世界

上第一个活了70年的

糖尿病人。

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