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「ea娱乐澳门娱乐平台」这条狗帮助人类征服糖尿病,历史欠它一个诺贝尔奖 | 奇闻

2020-01-10 16:16:02 浏览量:2261

「ea娱乐澳门娱乐平台」这条狗帮助人类征服糖尿病,历史欠它一个诺贝尔奖 | 奇闻

ea娱乐澳门娱乐平台,作为2017-2018年度的贺岁篇,我们曾写过改变癌症研究历史的鸡。其实比起这只昙花一现的家禽,人类的亲密朋友——狗,才是更多地出现在实验室里的那个。比如著名的心理学实验“巴普洛夫的狗”,又比如常见的实验犬,可爱的比格。

今天我们要说的,是医学史上默默无名却又无比重要的一只小狗。这只名为marjorie的普通小狗,带来了糖尿病史上最大的科学进展——胰岛素的发现,并令发现者frederick banting和john macleod拿到了1923年的诺贝尔生理学和医学奖。

这张图片太有名了,banting(右),best(左)和可爱的marjorie

现在我们看来,糖尿病已不算特别严重的疾病,在多种降糖药和胰岛素的加持之下,患者还是能够过上正常人的生活,幸福终老。然而就在一百多年前,不,是人类出现直到胰岛素发明中间的这段历史,糖尿病都是一种只要确诊就等于宣判死刑立刻执行的可怕疾病。对患者来说,唯一的疗法就是极端控制饮食乃至于活活饿死,就算这样,他们也很难多活两年。

胰岛素的出现,成功将糖尿病转变为一种人类可以管控的慢性疾病,无数患者因此得救。拿下诺贝尔奖历史上从发现到获奖最快纪录,这两位研究者当之无愧。

在胰岛素的故事里,有趣的一点是,最为光辉闪耀的名字,frederick banting并不像我们想想中的诺奖大牛那样,是某一领域的顶尖学者,甚至直到登上领奖台的一刻,他也说不上对糖尿病有多么深刻的认识。

加拿大官方为了纪念banting出的邮票

为什么这么说呢?我们来看一看他的经历。

banting在1912年进入多伦多大学学习医学,随后第一次世界大战爆发,他便在1916年奔赴战场。战争结束之后他回到多伦多,试图在病童医院谋得一份外科医生的职务。然而随军医生的身份并没有给他的简历加分,求职失败的banting一气之下搬到了安大略省的伦敦镇,开设了一家私人诊所。然而这家诊所也不甚景气,开业的第一个月仅仅收入了四美元……为了生存,banting只得同时在西安大略大学做兼职讲师,讲授骨科和人类学。

这个迫于生计的选择,无意中对banting之后的科研之路产生了巨大的影响。

从军时期的banting

1920年末,banting正在为了一堂涉及胰腺功能的课程备课。在翻阅最近发表的论文时,他看到了这样一项研究——如果结扎胰管,分泌消化酶的腺泡细胞就会慢慢坏死,不过分泌胰岛素的胰岛细胞安然无恙。banting意识到,这种方法或许可以用来提取胰岛素!如果说人们一直以来找不到胰岛素的原因,就是因为它被腺泡细胞分泌的消化酶分解了,那么结扎胰管杀死腺泡细胞,不就能更好地留下胰岛素了吗?

是的,这个时候虽然科学家还没有真正找到“胰岛素”这个物质,它的名字却早就出现了。1869年,paul langerhans发现了胰岛的生理结构(所以胰岛细胞也叫langerhans细胞);1889年,oskar minkowski和joseph merning发现胰腺与糖尿病的关系,并猜测胰腺会分泌一种物质能够降低血糖。

如果banting再多查找一些文献,可能他就会发现,早在1906年,george ludwig zuelzer已经制造出了一种十分粗糙的牛胰腺提取液并用在患者身上,“似乎观察到了一点效果”;1916年,nicolae constatin paulescue则是制造出了明确能令糖尿病狗血糖下降的胰腺提取液。

估计这就是多伦多大学john macleod教授最初拒绝banting提议的原因。与banting不同,macleod当时已经功成名就,在糖代谢领域有很深的造诣,也很清楚同行们的研究进展。更何况macleod自己的研究内容是倾向于神经系统在糖代谢中的作用,对胰岛素可以说是并无兴趣。当banting站在他办公室里侃侃而谈自己的奇思妙想时,macleod可能只想把这个毫无生理学基础的毛头小子赶走吧。

真·学术大牛macleod

然而banting这个人,虽然医生当得不行,学术水平也有待探讨,但毅力真是一等一的强。macleod没有禁住他的软磨硬泡,答应在自己夏天度假的时候,可以让banting使用自己的实验室,并给他提供了十条实验狗和两个学生当助手。banting表示自己有一个助手就够了,所以这俩哥们儿扔硬币决定了去向——charles best很倒霉,他要放弃自己的暑假跟着banting做一夏天的实验;clark noble则更倒霉,他永远错失了诺贝尔奖(noble错失nobel,我的笑点……)。

有了实验室,有了实验动物,banting与best摩拳擦掌开始了实验。按照banting的实验设计,这些小狗们将被分成两组,一组结扎胰管用来提取胰岛素,一组切除胰腺模拟糖尿病。

这里再吐槽一句banting的业务能力。macleod给两人示范了一下手术流程之后,便欣欣然度假去了,剩下banting和best两个愣头青自己折腾。事实证明,做实验唯手熟尔,两个毫无手术经验的人很快就搞死了这十条可怜的小狗,全是因为各种各样的实验事故……出师未捷身先死怎么可以,两人又自掏腰包从市场上买来了更多的小狗。

虐狗狂人班廷,薛定谔终于不寂寞了

更多地小狗死去了……直到实验编号92的那只小狗,它在注射了胰腺提取物之后,血糖降低,恢复了精神焕发的样子,而且最后足足活了70多天!banting兴奋地给这只小狗取名叫做majorie。他俩还甚至偷偷给自己以及同学注射提取物,来验证降血糖的效果。

这时已经是1921年的秋天了,macleod度假回来,看到两个年轻人还真的做出了点成绩,首先表示了对结果的怀疑,这埋下了猜忌的种子。一顿争吵之后,macloed决定参与到实验中来。他提供了更好的实验设备,帮助进行实验设计,同时从自己的研究经费中给banting拨出了一笔薪水。进一步的实验也很成功,他们面临的唯一问题是,狗胰腺不够用了。

毕竟狗的数量有限,所以三人转向使用牛胰腺提取胰岛素,并开发出了提取效率更高的酸化酒精处理法(这里也证实,banting的奇思妙想结扎胰管也是多此一举)。为了提到更纯的胰岛素,macleod还拉着当时刚好来到多伦多进行游学的、精于蛋白提取的年轻生化学家james collip加入研究队伍。此时是1921年末,团队的四大金刚终于集齐了。

存在感有点薄弱的collip

1922年春天,团队迎来了真正的挑战。多伦多综合病院有一名14岁的糖尿病患者leonard thompson,这孩子已经因病痛的折磨而奄奄一息,如果没有新的治疗办法,那么他就会和所有的糖尿病患者一样,在诊断后几周到几个月内死去。

1月11日,banting为thompson进行了第一次注射。不幸的是,thompson出现了严重的过敏反应!几人认为这是注射液中杂质导致的,于是collip大显身手,对提取液进行了进一步的优化,1月23日便进行了第二次注射。

所幸,这次注射效果良好,thompson恢复了正常的血糖水平,并在持续注射几天之后找回了健康和活力。在胰岛素注射剂的帮助下,他又健康地活了13年,最终因肺炎去世。

在得到胰岛素治疗之前,thompson已经濒临死亡,这个14岁的孩子体重还不到60斤,骨瘦如柴,大部分时间都活在昏迷中。得到治疗之后,他很快好转,并像个健康少年一样成长。

世界震惊!研究结果于5月公布以后,满世界的研究者都为他们的成就赞叹,无数患病者家属将病人送往多伦多,等待那救命的一针。

事情到了这个地步,实验室的生产力已经不够了。资本的嗅觉永远比科学要更灵敏,早在学者们还对这项研究进行观望的时候,礼来公司已经开始了积极的洽谈。最终,胰岛素的专利以研究者每人一美元的象征性价格转让给了多伦多大学,后者则把授权的收入拿来支持新的研究。

资本入场之后,胰岛素的商业化飞速进行,1922年11月,礼来的首席生化学家george wolden开发了胰岛素的等电点沉淀法。当年年底,礼来的胰岛素产量已达到每周10万单位。这就是世界上第一个商业化胰岛素产品,因苏林(iletin)。之后桑格完成了对牛胰岛素的测序,在此基础上利用新技术又开发出了各种各样不同效果的胰岛素,这都是后话了。

第一款商业化胰岛素药物因苏林

让我们的视角回到几位研究者身上。自从macleod亲自参与实验,并把collip带入团队,几人之间便产生了一些摩擦。macleod的身份和学术地位,直接导致他在后续工作中占了主导,这让banting感到自己被排挤出了团队。研究未竟时,几位还可以勉强共事,等到诺奖颁布,矛盾一口气爆发了。

毕竟发挥重要作用的有四个人,banting、macloed、best、collip,诺奖却只颁给了banting与macleod两人。颁奖当日,banting便表示了不满,声称荣誉应属于他与best,macleod“除了把实验室钥匙留下来之外毫无贡献”,随即将奖金与best平分。同样,macleod也看不起banting的学术水平,认为他在研究中没起到什么作用,于是将奖金分给了collip一半。

在整个过程中,banting与macleod之间充满了猜忌、妄想与不信任,伴随舆论与市场的推波助澜,事情的真相仿佛罗生门般不断发酵,并掩藏在了各种版本的传说中。我们只知道,这两位改变了糖尿病历史的伟大人物,从此再也没有联系。

四位发现者同样重要

在随后的人生中,banting被媒体和公众不断追问研究方向,期望再来一个胰岛素这样的大新闻,后来他出于航空医学的兴趣加入了加拿大皇家空军,并在二战中死于一场飞行事故;macleod没有继续胰岛素的研究,他回到了专注的中枢神经领域,并且最终证实了自己关于中枢神经系统在维持糖代谢平衡方面作用的猜想;best和collip继续了科研工作,分别在肝素和甲状旁腺激素方面做出了卓越的贡献;我们前文带过一笔的clark noble,实际上后来也参与了胰岛素的发现工作,并成为了一名踏实的科学工作者。

现在回忆起来,banting、macleod、best、collip都为胰岛素的发现做出了巨大的贡献,缺失了他们任何一个人,胰岛素都不可能这样快地与患者们见面。

这里还有一个很巧的题外话。有一名叫做george minot的医学家,他在1921年被诊断为糖尿病。为了活下去,他采取了极端的饮食控制,每天只能摄入530卡路里食物。时年35岁的minot,身高185,体重只有不到125斤,如果没有胰岛素的出现,他必然会在一年内死亡,也就不会有1934年的诺贝尔奖了(恶性贫血相关)。

好了,胰岛素的故事我们就说到这里了。很多读者可能要有疑问,狗呢?今天的主题不是说狗吗?狗的存在感有点弱吧!确实是这样,在绝大多数医学和生物学的重大发现背后,都离不开实验动物的支持,但是这些动物无论何时也不会成为站在台面上的那个。

其实,从线虫、果蝇、蟾蜍,到小鼠、兔子、猴子,多种多样的生灵在实验室中大放异彩。有能帮助人类消灭传染疾病的“好”蚊子,有不怕禽流感的转基因鸡,有奶中带药的山羊,有会发光的斑马鱼……

《动物世界奇遇记》这本书,讲的就是这些神奇动物的故事。本书的作者汤波老师是一位杰出的科学家,同时也是一位8岁小姑娘的爸爸。平时与孩子互动,汤波就会把科学研究中一些神奇动物的故事,讲给这位爱科学又爱动物的小姑娘听。

在这本书中,汤波整理了这些故事,试图用通俗易懂的方式告诉读者,我们为什么要培育这些神奇动物,它们是怎样诞生的,以及这些动物究竟会给人类带来怎样的未来。

科学并不艰涩、距离我们的生活也并不遥远,这些故事从大朋友到小朋友都可以看得懂,对于8-16岁的青少年来说,恐怕没有比这更有趣的礼物了!

还在带孩子们看动画片嘛?同样是来自动物世界,喜羊羊虽好,可真的比不上多莉呀!

就让我们随着汤波老师的故事,一起去看看这些科学家身后,神奇动物的故事吧~

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汤波

主要从事动物生物技术研究,在国际学术期刊发表论文近20篇,参编著作7部,获得发明专利20多项,荣获国家科学技术进步奖二等奖等科技奖项4项。热心科普创作,已在《南方周末》、《北京日报》、“知识分子”、《科学画报》等媒体发表科普文章和科技报道50多篇。

参考资料:

[1] https://en.wikipedia.org/wiki/frederick_banting

[2] "frederick g. banting - facts". nobelprize.org. nobel media ab. retrieved september 26, 2013.

[3] bliss, michael (1992) [1984]. banting: a biography. toronto, ontario: university of toronto press. isbn 0-8020-7387-5.

[4] barron, moses, "the relation of the islets of langerhans to diabetes,"surgery, gynecology and obstetrics, volume 31, no. 5, november, 1920. retrieved 8 august 2014.

[5]https://en.wikipedia.org/wiki/charles_best_(medical_scientist)

[6] bliss, michael (1992) [1984]. banting: a biography. toronto, ontario: university of toronto press. isbn 0-8020-7387-5.

[7] "frederick g. banting – biography". nobelprize.org. nobel media ab. retrieved december 31, 2011.

[8] joseph von mering, oskar minkowski: diabetes mellitus nach pankreasextirpation. centralblatt für klinische medicin, leipzig, 1889, 10 (23): 393–394. archiv für experimentelle patholgie und pharmakologie, leipzig, 1890, 26: 37.

[9] https://en.wikipedia.org/wiki/insulin#history_of_study

[10] sakula, a (july 1988). "paul langerhans (1847–1888): a centenary tribute". journal of the royal society of medicine. 81 (7): 414–5. pmc 1291675 freely accessible. pmid 3045317.

[11]https://en.wikipedia.org/wiki/john_macleod_(physiologist)

[12] http://clinchem.aaccjnls.org/content/48/12/2270.full

[13] https://en.wikipedia.org/wiki/george_minot

[14]https://www.nobelprize.org/educational/medicine/insulin/discovery-insulin.html

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