随便问一个我们中国人,最熟悉的加拿大人是谁?那肯定得是白求恩啊,伟大的国际主义战士。也许会有人故意,说是遥遥领先的公主也没准,但其实她没加拿大国籍,拿的是永久居留身份,可以享受加拿大的各种社会福利,除了选举权与被选举权之外。

要是逮一外国人问他最熟悉的加拿大人是谁,有八九得是班廷,弗雷德里克·班廷。因为班廷的一个错误思维,人类得以发现胰岛素,从而让糖尿病不再是不治之症。

人类很早就发现了有种病人先是尿液不正常,甜,蚂蚁爱扎堆聚集在病人的小便处。跟着几乎所有的身体系统:血管,神经,骨骼,皮肤,眼睛,肾脏,包括性功能,都出现这样那样的毛病,还是治不好的那种。医生都不知哪里出了问题,谁影响了谁,谁才是祸根。历史上不分中外,面对糖尿病无药可用。

要明白糖尿病是怎么回事,得先从胰腺说起。

胰腺非常低调,紧贴着腹腔后壁,颜色性状跟肌肉差不多,人们一般不会意识到这是一个独立的器官。公元100年左右,古希腊人给它起了个名字,叫做pancreas(胰腺),但是没人知道它有什么用。

一千多年过去,显微镜出现了,人类有了新玩具,满心好奇,啥都要拿过来仔细瞧瞧。1869年,德国人朗格罕把胰腺放在显微镜下,发现胰腺有点奇怪,除了胰腺细胞,还分布着一些细胞团,明显跟那些胰腺主体细胞不一样。就像大洋里散落的小岛,所以他就把这些细胞团叫做胰岛细胞。

19世纪时候的医学家但凡要研究哪一个器官有什么功能,就拿动物开刀,把动物的这个器官切除,然后看它有什么异常表现,生什么病,从而推测这个器官的功能,为此动物们没少遭罪。

通过这样的方法,人们知道了胰腺能分泌一种液体(胰液) ,从胰管进入十二指肠,帮助分解脂肪和蛋白质(其实是胰液里的胰蛋白酶起作用)。

1889年,德国人明可斯基给一条狗切除了胰腺。等狗基本恢复后,明可斯基发现这条狗不知道怎么了,尿特别的多,都不需要靠着树了,有时抬腿就撒。

给狗查个小便,发现尿糖显著增高。明可斯基虎躯一震,觉得很可能是揭示糖尿机制的关键。

他又切除了其他动物的胰腺,从猪到青蛙,都能造成糖尿。

这是历史上首次有确凿的证据,证明糖尿病的根源在于胰腺。

1901年,美国病理学家欧佩发现了,原来是胰腺里的胰岛细胞控制着糖代谢。(现在我们知道,胰岛细胞负责分泌胰岛素。血液里糖分增加的时候,比如吃饭之后,胰岛细胞就分泌出适量的胰岛素,帮助糖分进入细胞,作为能量,或者转化成糖原,储存在肝脏里。如果血糖降低(比如肚子饿的时候),胰岛细胞就会启动胰高血糖素(胰腺分泌的另一种激素),把肝脏里的糖原转化成葡萄糖,为身体提供应急能量。所以糖尿病人很辛苦,因为胰岛素故障,血糖高的时候糖分没法进入细胞被利用,血糖低的时候又没法利用肝脏的储备糖原,弄得脸色苍白虚汗淋漓头晕眼花,赶紧要吃几口饼干压压惊。)

人们不禁要想,既然胰岛细胞不正常能导致糖尿病,那么能不能从正常的胰岛细胞里弄出些啥物质来治疗糖尿病呢?

从1906年起,已经有些人在想法提取动物胰腺里的某种物质了。就是把胰腺研磨成片,用溶液浸泡,然后把这种溶液滤除杂质,希望经过这样处理后得到的液体里含有调节血糖的那种物质。那时候已经懂得,口服会破坏蛋白质的结构,走肌肉注射的渠道,能避开胃肠道的分解作用。

但毒性反应(发热)太大,文献只提到这些胰腺的提取液“不能用于人类”。

那时认为,既然胰腺分泌的胰液,作用是分解蛋白质的。然后,那种特效物质(胰岛素,下文就直接用胰岛素来指这种当时人们还不知道是什么的物质)就是一种蛋白质。那么,把胰腺碾碎,从里面提取活性物质的时候,很可能胰腺里的胰液就把胰岛素给分解破坏了。

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1920年,关于胰腺的功能,医学界已经比较了解了。虽然知道胰岛细胞才是血糖代谢的关键,但是没法单独提取胰岛细胞里的胰岛素。如何能在胰岛素被分解破坏之前就提取出来?弗雷德里克·班廷来了。

班廷是个普通的医生,但是爱看书。1920年10月31日是“班廷产生那个伟大念头的日子”,对狗来说是一个霉上加霉的日子。班廷看一本外科期刊,讲到有个病人因为胰腺管得了结石堵死,导致胰腺萎缩,分泌胰液的腺泡细胞坏死了,但是这个病人血糖却正常,这表示胰岛细胞并没有受到影响。

班廷睡到半夜,突然爬起来,一个念头让他怎么也睡不着:结扎狗胰腺导管,让狗存活,等待胰腺萎缩,腺泡细胞坏死,只剩下胰岛细胞。这样就不会有胰液了,也就不会破坏胰岛素了,这时候可以从容把它分离出来。搞定。

班廷没有条件做这样的实验,他跑去找安大略大学的米勒教授,说我有这么个想法,我能在你的实验室试试看吗?米勒教授想了会儿,说我建议你去找多伦多大学的麦克劳德教授,他是大拿。

约翰·詹姆斯·理查德·麦克劳德,他是当时加拿大糖尿病研究的头牌专家。班廷说的这种实验,最近这几十年里,已经有几十个专家做过四百多次尝试,没有效果(现在知道是因为杂质太多纯度远远不够的缘故)。班廷成名之后说,如果他当时知道有那么多人失败,他可能根本不敢迈出这一步。要不是当时的无知,他就不会来找麦克劳德,也就不会有那个让全球为之震撼的发现。

麦克劳德同意在1921年的暑假里,把自己的实验室借给班廷,让他试试他的那个想法。麦克劳德为什么会同意?他自己从来没有公开解释原因。

麦克劳德无偿提供10条实验狗,还知道班廷不懂实验室研究方法,叫来个研究助理,查尔斯·贝斯特,要他在暑假期间帮助班廷先生做一个动物实验,贝斯特的经验足可以当班廷的师傅。

首先要给狗做胰腺切除手术,好让它得糖尿病。再给另外一只狗做胰腺结扎手术(让胰腺腺泡细胞坏死)。这两个手术就用了7条狗,狗真惨。第八条开始才成功,最后得到了两条得了糖尿病的和一条胰腺萎缩的狗。

他们取出萎缩的胰腺,冷冻,磨碎,用氯化钠溶液浸泡之后过滤,这就是胰岛细胞的提取液。把4毫升提取液注射进得了糖尿病狗的体内,一个小时之后血糖从0.2%下降到0.12%,这个是最早的“胰腺提取液能够降低血糖”的有效证据。效果不算特别明显,但是血糖确实降低了。

麦克劳德9月21日返回多伦多,作为老练的科学家,他安排了更多的实验,为的是排除所有可能的误差。

能想到的证伪方法都做过之后,麦克劳德又建议让班廷和贝斯特做持久实验,看看靠提取液能让切除胰腺的狗存活多久。这也是很有远见的做法,有些药物,疗效似乎不错,但是有慢性的器官损害。所以需要持续用药一段时间,才能发现这样的远期损害。

最后他们摸索出一套方法,能相当可靠地重复那种降糖效果。这是个令人鼓舞的进展,但是这也带来一个很严峻的问题:产量。必须另找办法,能大量生产这种提取液。

萎缩的胰腺哪里弄得到这么多?12月,他们抱着姑妄一试的心态,到屠宰场要来几个牛的完整胰腺,用来制作提取液,然后静脉注射给糖尿病狗,结果3个小时里,狗的血糖从0.46%降至0.18%。

这就是说,他们其实不需要结扎动物胰腺等待几个星期让胰腺萎缩,他们完全可以直接到屠宰场收集牛的胰腺。在加拿大,动物内脏都是作为垃圾抛弃的,所以屠宰场有的是免费的胰腺。

到这时,麦克劳德意识到,胰液不会破坏胰岛素,没有萎缩的胰腺里也可以提取胰岛素。

当时麦克劳德并不知道这里面的机理。今天我们知道,这个原理在于:为了防止这种酶把胰腺自己也消化掉(胰腺组织的主要成分也是蛋白质),胰蛋白酶从腺泡细胞里刚刚分泌出来的时候,并没有消化蛋白质的能力。它需要进入小肠之后,与小肠里肠肽酶相遇,才会被激活成为胰蛋白酶,才能消化脂肪和蛋白质。

(我们大吃大喝以后,肚子难免会不舒服,这里痛那里痛的。这个时候我们最怕的就是胰腺炎发作了。胰腺平时他分泌一些消化液的,这个消化液流到消化道里面,帮助我们消化食物。当我们大吃大喝以后胰腺就接到了大脑司令部发来的命令,兄弟,加班加点分泌一些消化液吧。胰腺马上就开工了,可是分泌了太多的消化液,没有办法顺利地及时用光,被肠道的酶激发后,难免有部分可能由于种种原因跑到了胰腺的内部。这一下麻烦事来了,这些消化液可不管三七二十一,没有食物消化就消化胰腺组织,胰腺就被破坏了,这个就是胰腺炎,胰腺炎的死亡率挺高的。所以我们平时吃大餐的时候要注意,鲍鱼龙虾啥的适当就好,别贪吃。)

所以,早先班廷忙乎的那些结扎工作,其实是多余的,思路是错误的。

胰腺提取液的疗效已经肯定,材料来源也有了保障,现在最大问题是提取液里有杂质。给实验狗注射后,虽然确实能降糖,但也频繁伴随发热,或是注射部位的肿胀溃烂,甚至发生败血症死亡,这就无法进入临床用于人体。

要剔除杂质,需要有精深的生物化学知识。麦克劳德给研究组增加了一个非常重要的成员:詹姆斯·克里普。而这个克里普,正好是生物化学专家。

克里普参与这个项目之后,很快就开始怀疑这个研究里的一个费劲又费时的步骤:人工制造糖尿病动物。