胰岛素药物的发现

南方周末特约撰稿　汤波

弗雷德里克·班廷（FrederickBanting）。

★一位学历不高、没有受过特定专业训练的年轻人完成了一项很多知名科学家都未能完成的壮举，并于次年获得诺贝尔奖。至今他仍然保持着最年轻诺贝尔生理学或医学奖得主的纪录。

大约在三千五百多年前，古埃及的文献里就有关于糖尿病症状的记载，不过一直没有办法治疗。成书于两千多年前、中国最早的医学巨著《黄帝内经》中也有糖尿病症状的记载，不过当时这些糖尿病症状被称为“消渴症”，该名称一直延用到近代。1889年，德国两名医生将一只健康狗的胰切除，不久观察到狗的尿液中糖分显著增加，断定糖尿病与胰损伤有关。之后30年间，美国、德国、罗马尼亚等国的多位科学家对胰中胰岛细胞的分泌物进行了研究，发现胰岛细胞分泌物对狗的糖尿病有疗效，并将其命名为“胰岛素”。

1920年冬季，刚刚独立行医半年的29岁加拿大外科医生弗雷德里克·班廷（Frederick Banting）发现开私人诊所并不能养家糊口，于是跑到西安大略大学谋得一份兼职工作，给大学生讲授自己擅长的外科手术课程。其中有一堂课是关于胰的，备课时，班廷查阅了大量关于胰的文献。当他看到德国医生的狗胰切除实验和其他人的研究论文时，突然对胰岛素的纯化产生了浓厚兴趣。

当时很多人试图从胰岛细胞分泌物中纯化胰岛素，但是都没有成功，这是因为胰岛素容易被胰分泌的另一种酶——胰蛋白酶分解。凭借其外科医生的直觉，班廷认为如果破坏分泌胰蛋白酶的胰组织，将有希望保持胰岛细胞的完整，为纯化胰岛素创造条件。

他找到母校多伦多大学生理学系主任约翰·麦克劳德教授（John Macleod），把自己的想法告诉了这

位糖代谢领域的权威专家，并希望能在他的指导下纯化胰岛素。麦克劳德教授最初对班廷的想法并不感兴趣，因为班廷没有受过这方面的专业训练，学历也不高，况且那么多知名科学家都没能取得胰岛素纯化的成功，因此拒绝了班廷。不久，对自己的想法深信不疑的班廷再次去拜访麦克劳德教授，教授最终答应让班廷留在自己的实验室，还派了两名实习的学生协助他开展胰岛素纯化研究。班廷觉得胰岛素纯化实验并不需要3个人，就让两名学生用猜硬币的方式决定谁先来，结果一名叫查尔斯·贝斯特（Charles Best）的年轻人成为幸运儿。

在麦克劳德教授的指导下，经过1年多的无数次失败，班廷和贝斯特最终从狗的胰中分离出微量的胰岛素。当他们将胰岛素注射到去除胰的狗身上，狗的血糖浓度在一个小时内出现了显著下降，但是好景不长，这只狗的血糖很快又升了上去，第二天狗死于感染。这次失败并没有让班廷等人灰心，他们改进了纯化方法，进一步去除一些可能引起毒副作用的成分。为了解决狗的胰来源有限的问题，班廷想到了从屠宰场收集牛的胰，并从中纯化出牛胰岛素。班廷将纯化出来的牛胰岛素注射到患有糖尿病的狗和兔体内，发现它们的血糖很快降低了，动物实验的成功使得班廷希望尽快进行人体临床试验。

几经波折，胰岛素的首次临床试验于1921年12月开展，患者是一名14岁的男孩，患有严重糖尿病，但是注射胰岛素一天之后，男孩的血糖和尿糖浓度只是轻微地降低，完全没有临床疗效，所幸没有发生严重的副作用。

分析这次临床试验失败的原因，大家认为还是纯度的问题，于是麦克劳德教授邀请他的同事詹姆斯·科利普（James Collip）加入，后者擅长生物活性成分的分离纯化。科利普发现了胰岛素的一个关键特性，即在90%浓度的酒精中才能沉淀，而绝大多数其他蛋白在更低浓度的酒精中就会沉淀。根据这个发现，科利普利用高浓度酒精沉淀法得到了高纯度的胰岛素。

1922年1月，临床试验再次重启，患者还是那个男孩，这次取得了空前的成功，一天后男孩的糖尿病指标得到显著改善。1923年，班廷和麦克劳德获得了诺贝尔生理学或医学奖，这也许是获得诺贝尔奖最快的研究成果，而32岁的班廷至今仍然保持着最年轻诺贝尔生理学或医学奖得主的纪录。为了感谢贝斯特和科利普的贡献，班廷和麦克劳德分别将各自分得的诺贝尔奖金平分给了他们俩。