生命的奇迹班廷与胰岛素的发现[文档资料]

生命的奇迹班廷与胰岛素的发现 本文档格式为 WORD,感谢你的阅读。 “ 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。 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，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，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，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（ Lilly）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.Sanger）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，