科学名人 揭秘胰岛素被发现的传奇历程

一场突如其来的世界大战让新旧大陆的胰岛素研发工作戛然而止。欧美的科学精英要么坚决参军，要么放弃实验室，要么根据国家需要改变研究方向。虽然战争最终在1918年结束，但这个满目疮痍的古老大陆显然需要时间来愈合战争的创伤。在一段时间内，科学研究只能是旧大陆生物学家的奢侈梦想。

因此，似乎伟大时代的大风是偶然的，让发现胰岛素的机会穿越海洋，在远离战争的新大陆着陆。

小人物与大时代的相遇

1920年11月8日。一位名叫弗雷德里克·坎廷的年轻医生走进了多伦多大学医学院生理学系主任约翰·麦克里德的办公室。

“教授，我有一个新想法，可能有助于我们纯化胰岛素，一种从胰腺中提取的可以快速降低血糖的物质。”

当万津、贝斯特和克里普克也完成了他们提纯胰岛素的工作时，麦克劳德的实验室就在这栋大楼里。

一个小家伙走进了那个辉煌的时代。

亲爱的读者，在下面的故事中，你会看到，虽然人类世界中最精英的头脑看起来像伟大时代洪流中漩涡中的树叶一样无助，但一个真正的小人物，如果他有极其坚定的决心和勇气，也有可能在这个时代站起来，成为整个时代的象征。

请原谅我把伟大的弗雷德里克·万津爵士——胰岛素的发现者、诺贝尔奖获得者、加拿大民族英雄和无数糖尿病患者的救星——描述为“小人物”。事实上，在1920年的那个重要时刻，在对抗胰岛素的斗争中，他确实是一个无名之辈。

你为什么这么说？

让我们首先回顾一下1920年以前科学家在寻找胰岛素方面的成就。1889年，冯梅林和闵可夫斯基的开创性工作明确指出，动物胰腺可以产生一种物质(即人们想象中的胰岛素)来有效控制血糖。他们的工作还建立了第一个糖尿病动物模型(切除胰腺的狗)。1901年，尤金·欧宝的工作在解剖学上明确区分了胰腺的两种功能:分泌消化酶的腺泡和分泌胰岛素的胰岛。战前和战后，美国和欧洲的几个实验室已经初步证明粗胰腺提取物可以降低血糖。在此基础上，从粗胰腺提取物中纯化真正胰岛素的尝试在成功之前就被战争破坏了。

基于这些成就和失败，如果一个年轻人想要进入净化胰岛素的伟大事业，他/她的理想状态应该是:他/她应该对动物内分泌学和解剖学的基础知识有深刻的研究；应熟悉犬的外科手术和糖尿病模型；他/她应该具有优秀的生物化学知识，以便他/她能够进一步纯化胰岛素分子。同时，他/她还应该熟悉他/她的同行在该领域取得的进展，并在此基础上构想自己的研究方向。

同时，此时站在麦克劳德教授办公室的万津博士不具备上述任何基本素质。不仅如此，这个出生于1913年的小个子男人，在他的前世似乎没有任何科学训练和成就可夸耀:他于1913年进入多伦多大学学习医学，在战争时期接受快速教育后，他很快于1916年底毕业，并加入英国军队参加了欧洲的第一次世界大战(当时加拿大仍是英国的领土)。很难说如此短暂的医学速成教育是否给万津留下了什么好印象。例如，在整个1916年，万津没有好好学习任何课程，他的笔记本只用了五页，这对于强调记忆和背诵的医学教育来说是难以想象的。战后，万津的医学界也步履蹒跚，没能在多伦多著名的儿童医院找到工作。一气之下，他放下工作，去了200公里外的小镇伦敦行医。然而，他的小诊所生意极其萧条:直到开业后的第28天，万津才迎来了它的第一位顾客，一位前来购买医用酒精并对酒精上瘾的醉酒老兵。他整个月的收入只有四美元！

事实上，没有迹象表明万津在1920年前的30年里对胰腺功能、胰岛素和糖尿病的研究有任何交集或表示任何兴趣。迫于生计，他在诊所附近的一所大学找到了一份兼职讲师的工作。1920年10月30日晚，当万津开始准备一场关于糖尿病的演讲时，这个小家伙的人生轨迹与这个与人类健康有关的重大谜团发生了碰撞。

年轻的万津医生对糖尿病仅有肤浅的了解，医学院课堂上的一些知识可能早已被战场上的人遗忘。然而，为了备课，万津研究了一篇新发表的学术论文。在这篇文章中，明尼苏达大学的研究人员报告说，如果胰管被外科结扎，最初通过胰管向小肠输送消化酶的腺泡细胞将慢慢萎缩并死亡。同时，负责调节血糖的胰岛细胞是安全和健康的。

这个结果让万津极度兴奋。由于熬夜导致恍惚，万津兴奋地留下了一张纸条，上面写满了拼错的单词。纸条上写满了“糖尿病、胰岛结扎、内分泌液分离、糖尿排泄”等关键词。

如果让作者试着恢复，万津当时想可能是这样的。

万津知道胰腺有两种功能:腺泡细胞分泌消化酶，胰岛分泌传说中的胰岛素。人们一直无法制造胰岛素，可能是因为消化酶会破坏胰岛素(事实上，早在战争之前，欧洲的科学家就能够提取粗胰腺提取物)。然后结扎胰管杀死腺泡细胞可能只会在胰腺中留下胰岛素。因为没有消化酶，胰岛素不会轻易被破坏。因此，从胰腺中纯化胰岛素应该容易得多。

一周后，这位无知的年轻人带着突然发现“天才”想法的巨大喜悦，赶到多伦多大学麦克莱德教授的办公室，希望得到世界著名内分泌和代谢权威科学家的支持，实现他净化胰岛素的梦想。

不屈不挠

麦克莱德自然拒绝了万津的请求。不像万津，他看上去有些落魄，44岁的麦克莱德已经闻名于世。他在内分泌学、糖代谢、生理学等许多领域都取得了巨大的成就。他是一个学术巨人，所有新大陆的主要医学院都在争夺他。此外，与一周前刚刚接触到糖尿病概念的万津不同，麦克莱德在十多年前就开始了一项关于糖尿病的严肃研究。他熟悉他的同事在这个领域的所有成就和失败。

因此，当“值班搭讪”兴奋地抛出结扎胰管来帮助净化胰岛素的想法时，麦克劳德已经在考虑如何礼貌地邀请这个疯狂的年轻人出去。麦克劳德知道欧洲的同事在提纯胰岛素方面取得了很大的进步。万津结扎胰管的想法，如果不是荒谬的话，至少会锦上添花。

然而，万津没有放弃。如果这个“小家伙”有什么特别的品质对他的成就有决定性的影响，那应该是他的勇气和毅力。从童年开始，万津就一直是一个设定目标的人，从来没有前进过:他在申请大学的第一年就失败了，在最终进入多伦多大学学习之前，他又坚持了一年。毕业前，他想参军。因为视力不好，他的第一次申请失败了。他的不断申请终于实现了。在战场上，他从未停下来营救受伤的战友。有一次，他连续工作了16个小时，最终赢得了十字勋章。紧皱的眉头，直视前方的眼睛，嘴唇的面部线条坚定...从现存的各种万津画像中，我们可以很容易地看到这个人物不屈不挠的决心和勇气。

这一次，他把这种能量应用到了麦克莱德身上。经过几个月的努力，这位苏格兰老绅士终于忍不住了。1921年夏天，麦克劳德回到了他在苏格兰的家乡度假和休养，可能是抱着一种宁为玉碎的心态。那年夏天，麦克劳德允许万津在他设备齐全的实验室里尝试胰管结扎的想法，顺便在实验室里训练了无聊的大学生。也许就在这时，老绅士心里想，如果他让这个小青年撞到墙上，他可能再也不会打扰他了。因此，这个从来没有前进过的小人物最终开始自己改变整个时代的方向。

1921年5月，万津终于开始了他计划中的实验。麦克劳德在万津起床去度假之前，把他设备齐全的动物中心的钥匙交给了他。哦，万津还需要10只狗和一个无知的金童查尔斯·贝斯特作为他的助手。

在讲述他们的故事之前，让我们从科学的角度恢复万津博士的实验。

我们已经谈到了万津的想法。他希望首先结扎狗的胰管，然后等待狗的胰腺腺泡细胞(即分泌消化酶的细胞)完全死亡，然后解剖和切割狗的胰腺，切割，捣碎，浸泡，提取粗提取物，并期望从粗提取物中一步一步地去除杂质和浓缩精华，最后从其中纯化出传奇的“胰岛素分子”。

但是等一下，因为“胰岛素分子”到目前为止只是一个传说，没有人知道它是什么样子。万津是如何知道胰岛素是否仍然存在，以及在切割、粉碎、浸泡和提纯的过程中，胰岛素是否已经被这一系列的“厨师功夫”破坏了？

换句话说，万津仍然需要一种检查方法。在逐步纯化的过程中，不断检查溶液中的胰岛素含量是否逐渐增加，杂质是否确实减少。然而，由于人们仍然不知道胰岛素是什么，万津唯一能做的就是将纯化过程中的溶液一次又一次地注射到糖尿病狗体内，看看血糖浓度是否会下降，并据此间接判断它们的提取物中有多少胰岛素。

看到这里，读者应该能够想象万津将要做的实验！

首先，这些可怜的狗将被分成两组。其中一组将被切除胰腺，并被改造成一只垂死的糖尿病狗。第一组先结扎胰管。在伤口恢复和胰腺腺泡细胞凋亡发生后，杀死狗并提取胰腺以制备粗提取物。然后将粗提取物注射到糖尿病狗体内，看它是否能降低它们的血糖水平。如果没有，那么所有的实验都必须从头开始。如果是这样，那么万津可以继续使用“厨师的方法”来处理这些粗提取物，并在每一步将它们注射到糖尿病狗体内，以确定其降血糖效果。这个过程将持续到找到真正的胰岛素。

在整个实验过程中，万津可能唯一熟悉的就是胰管结扎。糟糕的“熟悉度”听起来很可疑:他只从明尼苏达大学的报纸上听说过这样的手术。幸运的是，被他说服的麦克劳德是这些必要技术的大师:麦克劳德本人精通胰腺切除和糖尿病狗模型的建立(别忘了他已经研究糖尿病十多年了)；麦克劳德装备精良的实验室也引进了当时最先进的血糖测量方法(谢弗-哈特曼法)。与此同时，麦克克莱德本人并不擅长蛋白质纯化(即那些“厨师的工作”)，但当时碰巧有这样一个人。詹姆斯·跛子，一位年轻而著名的生物化学家，当时正在多伦多大学参观。

奇迹还是奇迹

也许这是一场完美的比赛。1920年夏天，在多伦多，胰岛素纯化的所有准备工作都已准备就绪:尖端和先进的技术平台，世界顶尖的专业团队(哦，这里主要是麦克克莱德和克里普)，美国和欧洲科学家在过去十年的知识积累，以及不屈不挠和坚强的万津。

当然，实验并没有顺利开始。别忘了，在麦克克莱德离开后，万津和贝斯特对狗的手术完全陌生，尽管他们有勇气和魄力(事实上，麦克克莱德在离开前亲自演示了最早的胰腺切除手术)。

不出所料，麦克劳德留下的十只小狗不久就相继死在了手术台上。所有的原因都是由于手术事故:失血过多、麻醉和术后感染。两人很快不得不从市场上自己掏钱买更多的狗。直到今天，在多伦多大学医学院的学生中，仍然有一个关于宠物狗在黑夜中神秘失踪的传说。

直到夏天过去了，这两个人才成功:一只92岁的糖尿病牧羊犬(也就是91只牺牲的小狗)在接受了万津和贝斯特准备的胰腺提取物注射后精神焕发地回来了，并且健康地活了半个月。在他短暂的一生中，万津总是把这一刻视为他科学生涯的最高峰。他终于如愿以偿地亲眼看到了胰岛素的神奇效果。

值得一提的是，在整个实验中，万津的最终目标是找到可以用来治疗糖尿病的物质。为此，他和Best甚至在极其粗糙的纯化实验的早期阶段就秘密地将粗提取物注射给一位患有糖尿病的同学。他们两人还向自己注射了几次粗提取物，观察他们对人体的反应。

然而，对读者来说，病狗92的故事可能不是那么精彩。

我们已经知道，事实上，早在十多年前，德国医生佐勒和罗马尼亚科学家帕拉兹·Ku就独立地发现，粗胰腺提取物确实可以降低血糖。换句话说，在第二次世界大战结束后，能够在遥远的新世界证明粗胰腺提取物的功效是令人欣慰的，但从科学进步的角度来看，万津和他们实际上并没有取得任何值得一提的突破。

顺便说一句，我之前说过，万津对糖尿病的不熟悉不是胡说八道。根据历史资料，万津直到获得与糖尿病相关的诺贝尔奖后才知道佐勒和帕拉伊兹·Ku的工作。我不知道是赞美新生的小牛还是嘲笑无知无畏的小牛。

就在差不多同一时间，麦克克莱德度假回来了。作为一名经验丰富的糖尿病专家，麦克劳德很快意识到了万津工作的重要性:尽管他没有在发现时间领先，但至少万津和贝斯特实际上制备了具有血糖控制作用的粗胰腺提取物。通过这种方式，多伦多大学的研究小组就坚定地站在了伟大发现的边缘:用粗提取物，他们可以继续佐勒和郭怡广的未竟事业，真正开始提纯胰岛素。

接下来的故事发展得更加自然:万津和贝斯特说服麦克莱德继续支持他们的研究，成功度过了一个暑假。然后他们放弃了用刀子从小狗身上提取粗胰腺提取物，去附近的屠宰场收集大量废弃的牛胰腺，这显然加快了他们的研究进度。到这个时候，他们也开始意识到胰管结扎是一件不必要的事情(那天晚上可怜的万津的“天才”想法，于是许多小狗死在了手术台上)。他们发现，只有用酸化酒精浸泡牛胰腺，他们才能制备具有血糖控制功能的粗胰腺提取物。

然而，麦克劳德和克里普克的进展似乎更令人惊奇:麦克劳德建议，甚至切除胰腺来制造糖尿病狗的工作也可以省下来，提取物可以直接在正常的兔子身上测试，看它是否能降低血糖。两者结合的实验被简化了很多很多次:原本用不同的刀在两组小狗身上做的困难实验现在通过跑到屠宰场养几只兔子解决了！

更重要的是，生物化学家克里普克的加入。这一点长期以来被公众所忽视，甚至被刻意描绘成一个为胰岛素的真正发现邀功的小人物。

与万津、贝斯特和麦克林不同，克里普克是一位严肃的生物化学家。他的专长不是给动物做手术，而是从一管混浊的组织液中真正分离出救命的化学物质，没有人确切知道那是什么。在2012年12月被麦克克莱德正式邀请参加胰岛素纯化工作后，克里普克凭借一项令万津和贝斯特震惊的技能，迅速找到了如何尽可能多地去除粗胰腺提取物中的杂质并制备出相对纯的胰岛素溶液的方法。

不要笑，生物化学家，尤其是早期的生物化学家，听起来并不是很高。他们只是煮沸动物组织来制造泡沫和沉淀。例如，你可能还记得高中物理课本中的一个话题:沙子和盐混合在一起，如何将它们分开？

方法是先将盐浸泡在水中，使盐溶解，沙子沉淀在容器底部，然后用滤纸过滤沙子，留下盐水，然后将水烧干，留下盐粒。在这样一个小测试问题中，使用了几种重要的分离技术:通过溶解度的差异来分离物质；通过沉淀去除杂质；蒸馏用于提纯溶液中的物质。

事实上，克里普克用同样的方法制备了相对纯的胰岛素。

多伦多大学，万津，贝斯特，克里普克和麦克莱德胰岛素纯化实验室

最后，在1922年1月，一个名叫莱昂纳尔德·汤普森的患有严重糖尿病的孩子在多伦多总医院被注射了胰岛素针。垂死的汤普森一天后血糖恢复正常，几天后又恢复了活力。就这样，万津以近乎神谕的方式宣布，糖尿病等同于死刑的时代终于结束了。

许多年后，这位客户仍然满脸欣慰地回忆起那一年的情景:来自整个新大陆的糖尿病儿童被他们的父母送往多伦多医院。医院没有这么大的病房来容纳这么多的病人，所以临时帐篷被安排来让骨瘦如柴和奄奄一息的病人一个一个地躺在长长的帐篷里。这一幕本来会让每个人都深感悲痛，但现在它变成了一幅充满希望的画面。医生开始从帐篷的一端一个接一个地给孩子们注射胰岛素针。但是在医生们能够前进足够长的时间之前，被注射的孩子们神奇地坐了起来，他们的眼睛恢复了精神。第一，第二，第三...

这是个奇迹，不，这是个奇迹！只是它不是来自无形的神。这是现代科学的奇迹。这是万津、贝斯特、麦克劳德和克里斯普的奇迹。

结束和谢幕

1922年5月，麦克劳德代表整个四人研究小组向世界报告说，他们已经提纯了一种高效、安全的胰岛素溶液，可以快速治疗糖尿病患者。

次年10月，瑞典皇家科学院将诺贝尔生理学或医学奖授予万津和麦克莱伦。在诺贝尔奖的整个历史上，从来没有一项发现被如此迅速地授予。也许是因为人们在黑暗中等待糖尿病这一祸根出现的时间太长了。

然而，四人小组之间的矛盾也变得公开和激烈。

由于不满诺贝尔奖忽视了他的助手贝斯特的贡献，万津在颁奖当天宣布，他将与贝斯特分享诺贝尔奖，并威胁说诺贝尔奖应该颁给他自己和贝斯特。麦克克莱德在这项研究中完全是局外人。与此同时，麦克劳德还宣布他将与克里斯普分享奖金。

胰岛素的四位发现者:万津(左上)、贝斯特(右上)、克里普克(右下)和麦克劳德(左下)

不管诺贝尔奖是如何授予的，也不管健忘的公众能记住多少个名字，是这四位人类英雄给我们带来了胰岛素。承认你可能会迟到，但你永远不应该缺席。

在过去的一百年里，几个政党，他们的后代和组织，以及好奇的公众和历史学家，围绕胰岛素发现的永恒荣耀进行了太多太多的斗争。与近日在国内科学界沸沸扬扬的“诺贝尔奖”阴谋，以及两所著名大学之间关于“诺贝尔奖级别”结果的学术争论有关，有时真的让人感慨诺贝尔奖可能实际上是这位老人对科学家的永恒诅咒？

然而，俗话说，承认你可以迟到，但你不会永远缺席。回顾一百年后，我们可以清楚地看到四人小组中的每个人都对胰岛素的发现做出了巨大贡献。

最佳协助万津初步成功制备胰腺提取物，并尝试了一种从牛胰腺中提取大量酸化酒精的方法。麦克劳德为整个研究提供了技术和资金支持，同时，他用自己的经验为项目提供了不可或缺的指导:从胰腺切除术的教学到改变兔子模型来检测血糖。另一方面，克里普克最终获得了纯胰岛素，这种胰岛素可以通过他高超的生化方法安全地用于人体。

然而，万津，一个小医生，一个半路出家的医生，坚持要提高胰岛素，因为一个“天才”，后来被证明是多余的。也许正是他的勇气和毅力把四位英雄聚集在一起，最终给整个人类带来了战胜糖尿病的第一缕曙光。他无愧于胰岛素发现者的称号。

万津一生中似乎总是与战争和军队有缘。第二次世界大战爆发后，他第二次参军，参加了一系列军事科研项目，并于1941年死于飞机失事。据信他参与了一项极其机密的军事任务。1989年，在他行医的小镇伦敦，伊丽莎白女王庄严地点燃了一支名为“希望”的火炬。火炬将在以万津命名的广场上燃烧，直到另一位万津英雄为全人类彻底治愈糖尿病。

火焰杯位于加拿大安大略省伦敦的万津广场，由英国女王伊丽莎白于1989年7月7日点燃。火炬将一直燃烧，直到人类最终找到治疗糖尿病的方法，而这种方法的发明者将自己熄灭它。这个火炬是一个纪念，提醒我们在最终战胜糖尿病和其他人类疾病的道路上还有很多工作要做。

这个火炬也将照亮所有为人类健康而努力工作的英雄们，照亮他们前方的黑暗，照亮他们坚定的眼睛。这种希望最终会给我们带来更好的生活，更健康的身体，以及更多关于自然和我们自己的奇迹。