百科知识 医学历程:攻克糖尿病,胰岛素惊世震动

医学历程:攻克糖尿病,胰岛素惊世震动

时间:2024-02-23 百科知识 版权反馈
【摘要】:在此以前,生理学家们曾经怀疑胰腺可能与糖尿病有关,但一直未能证明。明科夫斯基立刻领悟到给狗摘除胰腺引起的糖尿病与尿中含糖之间的关系。因此班廷和贝斯特的任务就是要设法提取出尽可能比较纯的兰格罕氏小岛的激素,将它用于患糖尿病的人。之后,发现胰岛素的消息立即轰动了全世界,世界各地的糖尿病人纷纷来信求药或前来求医。

医学历程:攻克糖尿病,胰岛素惊世震动

三、攻克糖尿病

糖尿病,在胰岛素尚未发现之前是相当可怕的。患者严重地衰弱下去,不管怎样控制食物,都会无可挽回地死去,尤其是幼童死得更快。虚弱的病人很容易遭受各种感染,而且很容易死于无法控制的并发症;任何外科手术对于他们都有危险,病妇生孩子更会危及母子,医生们对此一筹莫展。德国60岁的贝尔纳·瑙宁医师在斯特拉斯堡开的诊所当时成了研究此病的圣地。在此以前,生理学家们曾经怀疑胰腺可能与糖尿病有关,但一直未能证明。1889年,根据瑙宁的建议,他的助手、两名年轻的医科学生约瑟夫·梅林(Joseph Mehring)和奥斯卡·明科夫斯基(Oskar Minkowsky)将几只狗的胰腺摘除,果然使这些实验动物引起糖尿病,这猜测终于得到证实。在他们摘除胰腺的手术中,有一只狗排了尿,只是由于偶然的原因,在实验后没有及时将这尿揩掉。第二天早晨,明科夫斯基的助手进实验室时,意外看到实验桌上有少许白色的粉末。为了弄清这粉末是什么东西,他就用最简单的研究方法,即将微量的粉末放到舌尖上尝一尝,此时他发现,这粉末无疑是糖。可是这实验桌上面怎么会有糖呢?于是,才想起昨天解剖时,狗排了尿。明科夫斯基立刻领悟到给狗摘除胰腺引起的糖尿病与尿中含糖之间的关系。

具有历史性的突破是在20世纪20年代。发现胰岛素的几位不朽人物中最值得一提的便是年轻的加拿大医生弗雷德思克·格兰特·班廷(Frederick Grant Banting),当时他年仅30岁,当1923年他为此获得诺贝尔奖时才32岁,成了当代最年轻的诺贝尔生理学或医学奖获奖者。

班廷1894年生于加拿大安大略省的阿里斯顿,在多伦多大学获得博士学位后,参加第一次世界大战,以矫形外科医生的身份去海外加拿大军队服役。1920年回祖国后,在安大略省的伦敦市开业行医,三个月后在安大略大学谋得一个生理学实验示教的职位,示教的课目是生理、解剖和临床外科。一次,班廷准备好有关胰腺和糖尿病的关系的讲稿之后,在图书馆里偶然读到一篇摩西·巴伦写的这方面的论文,说到结扎胰导管发生的坏变与被结石堵塞所发生的情况一样。此文启发了班廷,使他怀疑胰小岛是否会有看不见的分泌物与糖尿病有关,以致兴奋得深夜都无法入睡,便起来在笔记簿子上写下这么几个字:

结扎狗的胰导管,等六至八个星期,待其腺泡萎缩只剩胰岛后割下,提取它的液汁。

当日,班廷把自己的想法告诉几位教授,希望借助医学院的实验室来验证他的想法。教授们劝他去他的母校多伦多大学,找在糖代谢的研究方面已经有所成就的生理学教授、生理实验室主任、英国生理学家约翰·詹姆斯·理查德·麦克劳德(John James Rickard Macleod)。麦克劳德最后总算答应了班廷的要求,但他竟这样对班廷说:“世界上最好的生理学专家都不能证明到底胰腺有无内分泌,你想怎么样?”但这并没有挫伤班廷的积极性。麦克劳德根据班廷的请求,供给他十只狗做实验,并且指定20岁的医科大学生查尔斯·赫伯特·贝斯特(Charles Herbert Best)和E.C.诺布尔做他的助手,后来诺布尔生病,由贝斯特一人继续。(www.daowen.com)

划时代的工作是1921年5月16日开始的,班廷结扎几只狗的胰导管,割掉另外几只狗的胰腺。可是在短短的两周之内,10条狗中就有7条狗在切除胰脏和结扎胰导管的手术中死亡。往后的实验进展也不顺利,重新买进的十多条实验狗因为感染及手术创伤等原因又死亡了7条。实验的进展很不理想,班廷的钱也快要花光了。他没日没夜地工作,食无定时,居无定处,连已经与他订婚的女朋友也与他分了手。但这些都没能动摇班廷的信心,他和贝斯特互相鼓励,决心从头开始。经过不懈的努力,实验有了重大的进展,7月27日,实验终于成功了。这天,班廷和贝斯特将一只狗的被结扎的胰腺割下,切成细块,冻结在碱水中,然后将其碾碎,加上100毫升生理盐水。随后,他们取出5毫升的这种溶液,通过颈动脉,注入另一只由于被切除胰腺患了糖尿病、正陷入昏迷状态的狗的血液里。两个小时后,贝斯特在检验这只动物的血糖时兴奋得叫了起来:“血液中的血糖下降了,我们做对了!”实验动物的病得到明显的好转。后来,班廷和贝斯特又多次将狗的胰腺割去,使它患上糖尿病,然后给它注射萎缩的胰腺的提取物,使它获得治疗,证明这是一个有效的办法。班廷的第一位病人是他少年时代的挚友和在医学院念书时的同班同学吉尔克里斯脱(J.Gilchrist),后者患了严重的糖尿病,自愿让班廷在自己的身上进行临床试验。[3]吉尔克里斯脱顺利地经受住了第一次注射试验,以后他又在试验标准的注射剂量的时候扮演了“人兔”(兔是医学上和生理学上常用的试验动物)的角色,是第一位用班廷的新方法治愈的糖尿病人。从此,班廷开始进入一个非常活跃的科学研究领域,他发现了胰岛素(insulin)是胰脏内兰氏小岛的细胞分泌的一种激素(内分泌腺),它能控制糖类的新陈代谢作用,使糖分充分地燃烧并转化成二氧化碳和水,为人体提供必需的能量,所以胰岛素是人体利用碳水化合物所必需的一种激素。

实验虽然取得了初步的成功,但他们还面临着一个重要的问题:提取液的制备手续太复杂,而且还很不纯净,胰岛素的含量太少,无法应用于临床。因此班廷和贝斯特的任务就是要设法提取出尽可能比较纯的兰格罕氏小岛的激素,将它用于患糖尿病的人。很快他们就发现,酸化酒精能够抑制胰蛋白酶的活性,可以用来直接提取正常胰脏的胰岛素,保证胰岛素的足量供应。此时麦克劳德教授也改变了他的态度,不仅本人直接参与班廷的实验,还动员他的助手以及生化学家柯立普参加到这项令人兴奋的工作中来。柯立普对于胰岛素提取液的纯化作出了重大的贡献。[4]

六个星期后,他们实现了这个愿望。第一个接受这种胰岛素治疗的是一位14岁的患糖尿病的少年,他在被认为属于疾病终期的昏迷状态中被送进多伦多医院,接受注射后终于得到拯救,重新开始新生命。之后,发现胰岛素的消息立即轰动了全世界,世界各地的糖尿病人纷纷来信求药或前来求医。这使得班廷和他的合作者们很快就研制出在酸性和冷冻(冷冻也可使胰蛋白酶失去活性)的条件下,用酒精直接从动物(主要是牛)胰腺里提取胰岛素的方法,并在美国的伊来·礼里制药公司进行大规模的工业生产。据估计,从那时起以后的50年中,胰岛素至少拯救了3000万糖尿病人的生命,直到今天,它仍然是治疗糖尿病的特效药。到目前为止,胰岛素仍是人们研究最多的一种含氮激素。1923年,诺贝尔奖金委员会决定授予班廷和麦克劳德生理学和医学奖,以表彰他们对人类战胜疾病所作出的巨大贡献。贝斯特后来也成为一名著名的生理学家。1926年阿贝尔(J.Abel)从天然的物质中分离出了结晶状态的胰岛素,进一步推动了这一课题的研究。

班廷工作的实验室

在此之后,在侦察这些看不见的腺体和它们分泌激素的历史中,还有许多生理学家通过他们各自的工作,又查明了胸腺、垂体、下丘脑、肾上腺、松果体、甲状旁腺等内分泌系统的腺体和组织。但是,他们同时指出,很难说人体中所有的内分泌腺体和组织器官都已经找到,更不能说对这些腺体和组织器官已经获得足够的研究和认识。例如,有人怀疑像心脏、脾脏、肝脏这类组织,也许都是激素的供应者;又有人说,像组织胺这类具有促进胃液分泌功能的活性物质也可能是腺体,等等。因此,他们不认为这个时代已经结束,无疑,在侦察看不见的腺体这项工作中,还有许多事情等待着生理学家们去做。

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