弗雷德里克·班廷|胰岛素药物的发现
文章图片
弗雷德里克·班廷（Frederick Banting） 。
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 。
【弗雷德里克·班廷|胰岛素药物的发现】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 。
推荐阅读
- 马丁·罗德贝尔|医学史上的12月23日：美国生理学家艾尔弗雷德·吉尔曼逝世
- 阿尔弗雷德·诺贝尔|医学史上的11月13日：发现维生素K化学性质的化学家出生
- 弗雷德里克·班廷|胰岛素之父—班廷的9个有趣事实，曾以仅仅1美元出售胰岛素专利
- 阿尔弗雷德·诺贝尔|今年诺贝尔奖很特殊！未来几天还要颁这些奖项