胰岛素是如何发现的


胰岛素是如何发现的

文章插图
贝斯特(左)、班廷(右)和编号为406的狗 。
1921年8月1日,加拿大小镇医生班廷和他的学生贝斯特,给一只编号为406的狗,注射了8毫升从胰腺中制备的提取物 。1小时后,此前已处于昏迷状态,看上去奄奄一息的406站了起来并能在地上行走 。406是他们仅剩的一只实验用狗,虽然几小时后还是死亡了,但这种提取物被证明有效,最终被命名为——胰岛素 。
今年,是胰岛素发现的一百周年 。
一个在动物胰腺内合成分泌的激素,被发现后无需任何修饰就能直接成药,把糖尿病由绝症转化为可以控制的慢性疾病,这无疑是人类医学史上罕见的奇迹 。
黑暗中的探索
糖尿病大概是历史上最早被发现的疾病之一 。
古希腊、古埃及、古印度和古代中国,四大文明古国在不同历史时期都独立发现了糖尿病 。早在一千五百年前,古埃及就出现了对糖尿病患者“体重快速下降和频繁小便”的症状描述 。我国东汉名医张机在《金匮要略》中,也以“消渴症”描述糖尿病的相关症状,该名称一直沿用到近代 。
虽然以前记载比较简略,但有两条是比较明确的:患者“尿多”“尿甜” 。很多古籍都写到糖尿病患者的尿能够吸引蚂蚁,但招蚂蚁和甜具体怎么画上等号的,也只有留给后人想象了 。
真正有文献记载的是1776年英国医生马修·多布森,他真的尝了好多糖尿病人的尿,同时进行研究,证明其中的甜分来自于葡萄糖 。另外马修尝后发现:糖尿病人的血也是甜的 。
很长一段时间以来,糖尿病都是不治之症,直到1889年,德国两位生物学家发现:狗的胰腺里含有一种维持血糖浓度的正常物质 。很多科学家都想把这种物质从胰腺里提炼出来,但均以失败告终,提取物里包含大量杂质,引发严重副作用 。
故事的转折点发生在1920年 。年仅30岁的外科医生弗雷德思克·班廷在加拿大安大略省开设私人诊所,这年的10月30日,他来到医学院图书馆查阅资料,无意间被一篇发表于《外科、妇科和产科》杂志上的文章深深吸引 。
那是明尼苏达大学摩西·巴伦教授撰写的一份“胰腺结石的死亡案例” 。巴伦在进行尸检时发现:结扎胰导管可以使分泌胰酶的细胞萎缩,而胰岛细胞却不受影响 。
这篇文章给了班廷很大的启发,他有了一个大胆的想法:“结扎狗的胰导管,6到8个星期后胰腺萎缩,然后切下胰腺进行抽提 。”
班廷向他的母校多伦多大学求助,当时糖代谢领域的权威麦克劳德教授资助了他 。1921年暑假期间,班廷与贝斯特一起,用8个星期时间成功在胰腺中获得提取物 。他们称这种溶液为“胰岛蛋白”,后统一更名为“胰岛素”,并沿用至今 。
共同的荣誉
有一点需要特别指出,用在动物身上的胰腺抽提液纯度不高时,问题还不大,但若要把胰腺抽提液用到糖尿病人的临床试验,对胰岛素的纯度要求就很高 。
虽然班廷和他的学生贝斯特的实验是成功的,但他所用的胰岛素纯化方法不切实际 。麦克劳德指派生物化学家科利普找到一种从胰腺中获得胰岛素的实用方法 。
科利普开发了一种基于酒精的纯化方法 。这个概念很简单:他将肉店里现成的新鲜猪胰腺捣碎,与酒精和水的溶液混合,然后逐渐增加溶液中酒精的百分比 。他发现胰岛素起初一直溶解在溶液中,直到酒精达到一种临界浓度,胰岛素就会突然从溶液中“掉出来”,不再溶解在液体中 。通过在烧瓶底部收集的固体沉淀物,他得到了一种纯化的胰岛素 。
1922年1月23日上午11点,医生给14岁糖尿病男孩汤普森注射了5毫升由科利普纯化的抽提液,下午5点又注射了20毫升,第二天先后又注射了两次10毫升,奇迹般的结果很快出现了 。整个疗程进行了一个多月后,医学史上首个糖尿病人的胰岛素疗法临床试验正式宣告成功 。
1923年,班廷和麦克劳德因发现胰岛素,共同获得了当年的诺贝尔生理学或医学奖 。当时年仅32岁的班廷也成为历史上最年轻的诺贝尔生理学或医学奖得主 。
班廷决定把他的一半奖金与贝斯特平分,作为回应,麦克劳德把他的一半与科利普平分 。这种特殊的分配方式,最终拍成了一部电影,该片有一个皆大欢喜的名字:《共同的荣誉》(Glory Enough for All) 。
从1.3年到59年
糖尿病又称“富贵病”,随着经济水平的提高,全球患者人数逐年上升,从1980年的1.08亿增加到2014年的4.22亿 。


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