*胰岛素发现者拜廷博士踪迹追击

2011年2月7日 | 分类: 教育 (全局), 安大略走透透, | 作者: 走走聊聊 | 3,771 浏览
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拜廷Banting:他点亮了生命希望之火(加拿大历史名人踪迹追击)

开头话

Banting拜廷是谁?你可能不知道。非常惭愧,作为生物医学的不孝子孙,我在很长一段时间里,也是“笑问客从何处来”。

记得刚登陆,住处附近有个小学叫Banting and Best:

觉得外国人取名就是特别,有and,又有best。后来,为糊口浏览UofT网页,才羞从心底来:这可是祖师爷,望尘莫及的诺奖得主,最主要的他是大家耳闻能详的胰岛素的发现人。

2007年去Point Pelee国家公园(点击)游玩,经London时,专程去他那个诞生诺奖火花的故居追忆了片刻。后来,竟产生了追击他的踪迹的想法;于是,就有了这篇追击游记。

                  

在这里呱呱坠地(Alliston,Ontario)

Banting出生地在安省的Alliston。非常容易到达,400高速北上,再转89号公路西行即可。

用山明水秀,恬静如画,纯朴清新…..来形容这小镇小镇,一点都不为过。加拿大的乡野本就如此。

在进入Alliston时,可以见到清楚地路标:

Banting出生于农民家庭,是五兄妹最小的。1891年11月14日,他出生于这屋的一楼前卧室:

这是大门口的铭牌:

在Alliston读完中小学后,Banting本想当兵,可惜视力太差,被拒了。于是进入多伦多大学读神学,后来又改读医科。

1997年,Banting出生地被列为国家历史纪念地。2003年后,关于Banting出生地的保护,在代表公益的当地政府与唯利是图的房地产开发商之间展开的斗智斗勇的故事,宛如同时期中国大地上频频发生的那些事件,在此就暂且不表了。

确实,故乡人民拿Banting引以为豪的。这是故乡为他立的纪念碑:

故乡以他名字命名的纪念中学:

      

清晨激灵的诞生地(London,Ontario)

1916年,Banting获得M.B.学位后,加入加拿大军医队,开赴一战前线。1918年,他在Cambrai战役中受伤,但继续带伤帮助救助其他伤员达16小时。1919年,他因战争中的英雄行为被授予Military Cross,当时150,000候选人中仅2877人获奖。

战争结束,回国退役后,Banting来到安省西南的London开设私人诊所,悬壶济世。其实,他本想到多伦多病童医院做住院外科医生,但几乎没有机会,因为一战后外科医师过剩。于是,Banting在朋友兼老师Dr.  Starr 的开导和介绍下,为了生计来到安省London。额外的原因是,他于1916年在家乡订婚的姑娘Edith Roach在伦敦附近的一所高中教书。这样,恋人们可以离得近些。

一来到伦敦,为了开业,Banting就花了7800元买了这屋(后面的博物馆是扩建的):

原屋主是当地有名的鞋商。由于新房还没完工,于是鞋商一家就租了旧房,在原处继续居住,除了房租外,还约定了要支付水电气费。

1920年7月1日,诊所正式开张,位于住宅一楼的前屋:

大门上的铜牌刻着: Frederick G. Banting M.D.。Banting一周看病6天,一天4小时:下午2至4点,晚上7至9点。可是,新人新地,直到第28天,才迎来第一个病人。病人是为了买酒而来开酒处方的。第一月,Banting的诊所收入共计4元。不仅旗开不利,后来也不很乐观。

10月,西安大略大学医学院外科及生理系主任,聘用他为外科学讲师。然而每周也只有8至10元的收入。生活还是非常拮据。然而,这次机会开启了他从临床治病进入基础研究的大门。

西安大略大学(点击):

一天,Miller教授让他准备糖代谢的讲义。于是,Banting去医学图书馆尽力收集文献,全力以赴。

读了一些有关胰腺的论文后,Banting对糖尿病有了极大兴趣。这些论文表明,Langerhans小岛分泌的蛋白类激素的缺乏会导致糖尿病。这激素被Schafer命名为胰岛素。也就是说胰岛素调控糖代谢,当其缺乏,血糖就升高,尿糖就增加。然而,任何试图通过给糖尿病人喂食新鲜胰腺或其抽提物来弥补胰岛素的流失都失败了,可能是胰腺内的蛋白水解酶破坏了胰岛素的结构。所以,问题就是如何在胰岛素结构遭破坏前,把它完整地提取出来。要注意的是,至此,胰岛素还只是一个概念,具体究竟有没有,有的话是什么东东,都是未知的。

1920年10月30日,入睡前,Banting读了新出版的医学刊物Surgery, Gynaecology and Obstetrics上的一篇论文,题目是:‘The Relation of the Islets of Langerhans to Diabetes with Special Reference to Cases of Pancreatic Lithiasis.’论文指出当胰腺管被实验性结扎阻断, 分泌胰蛋白酶的胰腺细胞会退化, 但Langerhans小岛仍保持完整。

谁知研读以后,Banting一直不能入睡,文章的内容一直在脑海里浮现。这启示Banting,是否胰腺管结扎将破坏分泌胰蛋白酶的细胞,从而避免胰岛素结构的破坏。这样,在胰蛋白酶分泌细胞完全退化萎缩后,就可以从完整的Langerhans小岛中提取胰岛素。

请记住这个特殊的日子和时间:1920年10月31日凌晨两点,夜不能寐的Banting灵光一现,在纸上写下这25个字:

Diabetus Ligate pancreatic ducts of dogs. Keep dogs alive till acini degenerate leaving Islets. Try to isolate the internal secretion of these to relieve glycosurea.(结扎狗的胰导管,待其腺泡萎缩只余胰岛后,试图分离其内分泌以治疗糖尿。)

现在看来,这激灵并不对,因为胰腺分泌的消化酶类,正常情况下,须进入肠道内激活才有生理活性。但是,Banting认为这激灵是他的成功之源,没有它,就不会不自量力地想去研究胰岛素,Macleod也不会给他机会去尝试。这与居里夫人提取镭有异曲同工之处。所以正是这凌晨的激灵,导致了伟大的发现。

自然,这激灵小屋,就成了一个有意义的地方,也成了糖尿病学的圣地。这是加拿大糖尿病学会建造的Banting广场:

这是为全世界糖尿病人点燃的Flame of Hope,将一直燃烧至糖尿病可以治愈:

这是于1989年7月7日,由英国王太后亲临揭幕的Banting立像:

再回来,自从灵光一现以后,Banting与许多人讨论了研究思路的可行性,其中包括多大生理学教授 J. Macleod。

11月17日,他来到了多伦多大学医学院求见大名鼎鼎的生理系Macleod教授。也许是校友的原因,教授会见了这位名不经传,从未谋面的后生,还耐心地听完了这位说话吞吞吐吐,毫无生物医学研究经验,所有思路都来自书本的年轻人的陈述。随后,闭上眼睛,背靠椅子,重复了三遍:这个研究值得进行,即使是阴性结果也有生理学价值。于是,同意为他提供了实验室及仪器设备,但须等到来年暑假。

到1921年4月,离开伦敦前往多伦多,Banting在这间屋里总共才居住了10个月。然而,正是在这里产生了科学的火花。

离开时,他变卖薄产,并对朋友说:I would rather take a chance of starving in Toronto, than staying and starving in London.看来他已经不打算回头,准备破釜沉舟了。

胰岛素的诞生(University of Toronto, Toronto)

1921年4月30日,Banting来到了多伦多大学:

在这个地方的老医学楼中(这是在老医学楼上重建的新医学楼),Macleod给Banting提供了一个实验室:

现在,实验室复原后陈列在Ontario Science Center的人体馆:

Banting就是在这里做出了举世闻名的发明。

Macleod还叫来了两个医学生,但是因为经费问题,只有一人可安排给Banting做助手。于是古老的方法决定了去留:掷硬币。结果Charles Best赢了。这一赢,也改变了Best的一生。看来,人真是要靠点运气的。

当时的计划是:切除狗胰脏,做糖尿病动物模型;结扎胰管使胰外分泌腺萎缩,以提取胰岛内可能的降糖物质;给病犬注射提取液,观察其降血或尿糖的效果.

但是,最初的十周并不顺利.BANTING和BEST都是科研新手,不仅没有经验,就是基本的训练也没有接受过.就拿血糖测定来说,现在很简单,在那时可是高精尖技术,不仅要配试剂,而且有时要提纯制备试剂.做狗胰脏结扎手术,BANTING以前也没做过.除了研究之外,BANTING还面临着其他一系列问题,如他在多大既无职位,又无薪水,而积蓄也不多了,最主要的是,与未婚妻的关系也处于风雨危机之中.他极度沮丧。

在面临山穷水尽之时,BANTING继续着实验,即使MACLEOD休假,BEST军训.终于,他们成功得到了2只胰腺萎缩犬,并将其中一只的胰腺取出制成了第一份抽提液.

1921年7月30日上午10:15,他们开始给胰糖尿病犬注射了4毫升抽提液,一小时后血糖明显下降.他们继续定时注射,定时测量,效果达到预期.

稍后,他们发现无须结扎胰腺管,用酒精就可以提取其中的有效降糖物质.他们称其为ISLETIN,后改为INSULIN,即胰岛素.为了提高其纯度,Macleod教授邀请Alberta大学生物化学家COLLIP教授加入了有关研究,不仅使得方法得到改进,而且纯度也大大提高了.

从此,提取液对胰糖尿病犬的治疗都是阳性有效的.为此,BANTING报告MACLEOD:胰腺提取液对降低血糖是肯定有效的,而且对犬模型的治疗有用.同时,他提出了以后的16项研究计划,其中第6条就是治疗糖尿病患者.

这时候,世界上许多糖尿病专家已经认识到他们发现的重要性,尤其在1921年12月30日美国生理学会上报告并于1922年初在《实验及临床医学杂志》发表了他们的研究成果后.

为了安全性,Banting他们又进行了牛胚胎胰岛的提取,因为它与人的相似度更高。

1922年1月,他们用牛胚胎提取液治疗了第一个DM患者,名字叫Leonard Thompson。治疗前,一直接受饥饿疗法的患者非常瘦,因为糖尿病人不能吃东西,如果吃东西,生命即有死亡危险。真是,吃是病死,不吃是饿死,这就是当时糖尿病人的命运。接受Banting他们提供的牛胚胰腺提取液治疗后,Thompson的血和尿糖都得到了控制,可以正常饮食,未几又可以工作了。真是非常成功.

时任美国国务卿Charles Evans Hughes的女儿Elizabeth Hughes也是治疗者之一.她每天给妈妈的信,详细而生动地记录了当时用胰岛素成功治疗的情景.她说,胰岛素使得她的体重和体力每小时都在增长,把她从死神处夺了回来,使她享受人生的梦想得以实现.她于1981年死于心脏病,享年74岁.

后来,他们为了造福更多的患者,又开始从屠宰场的牛和猪胰腺中抽提,以得到更多的产量。这使得这项伟大的发明让那些在饥饿疗法下挣扎的糖尿病人看到了无限的希望。

随着研究的成功,Banting被任命为多伦多大学Senior Demonstrator in Medicine,并获得了1922年度多伦多大学Reeve奖,同时获多伦多大学M.D.。

好事接连不断。1923年,安省议会通过The Banting and Best Medical Research Act法案,并成立Banting and Best Research Fund,Banting被选为由安省政府资助的the Banting and Best Chair of Medical Research的第一个研究教授。1930年,此机构改为Banting and Best Department of Medical Research,即Banting and Best Institute, 从事矽肺,癌症和酣睡的机理等研究。同时,他还在多伦多总医院,病童医院,多伦多西区医院挂职。

该研究机构原在老医学大楼,现在在Queen’s Park东,这雕塑后:

这是Banting Institute:

这是Best Institute:

                           

诺奖风波

1922年5月22日,Banting研究组,在美国首都华盛顿举行的美国内科医师学会会议上,宣读了题为“胰腺提取物对糖尿病的效果”论文后,与会者立即鼓掌,称赞这一研究是划时代的医学发现。

1923年10月15日,胰岛素以商品名Isletin正式上市。该药上市的当年,就有7500位医师对25000 例糖尿病患者使用了胰岛素。

糖尿病是与生命引擎相关的一种疾病,它耗尽身体能量,扰乱身体糖代谢机制,从而引起失明,衰竭,心脏病发作,以及死亡.毫无疑问,胰岛素的发现,不仅是科学史上的重大成就,也广泛造福于人类,完全符合诺贝尔先生的遗言。

1923年10月26日,瑞典Karolinska研究院诺贝尔奖委员会宣布,Banting和Macleod荣获该年度诺贝尔生理医学奖。科学研究成果能在如此短时间内获得诺贝尔奖,迄今仍是史无前例的。

本是大喜事,可是Banting却很生气,认为应该是Best而不是Macleod获奖,是Macleod抢走了Best应得的荣誉,因为Macleod除提供实验室和很少的经费外,没有任何贡献,所有的思路和研究都由他和Best完成;甚至想抵制授奖典礼。最后,事情以Banting分一半奖金给Bast,Macleod分一半给Collip而完美了结。

确实,人世间,名利之事总免不了纷争。Banting的那些前辈们,又认为胰岛素的发现权归他们。最后还是裁定Banting他们发现了胰岛素,因为此前并不知道胰岛素是何物,是Banting他们分离提取了胰岛素,并确定胰岛素为蛋白质,最后还成功用于治疗糖尿病。

虽然Banting是加拿大第一个诺奖获得者,也是胰岛素专利的拥有者,但是他并没有据此来发财暴富。他没有把专利转让给出价最高的投标人,而是以低廉的价格转给了一家同意以3分钱卖1单位胰岛素的厂家,因为他觉得自己的发现应该造福于人类,而不是增加自己的财富。正是如此,Banting被视为加拿大的英雄和荣耀。

也许正是Banting对待财物的态度,使得Macleod没有因Banting的有关言辞而为自己在胰岛素研究中的贡献进行任何申辩。后来,有人在多伦多大学档案馆中发现了他撰写的一份报告。在报告中,Macleod向校长详细叙述了胰岛素发现的过程,自己的作用,并附上了开支发票。写到这里,我不禁想到李政道杨振宁交恶之事。

与胰岛素相关的研究曾5次获得诺奖。第一次是俄国著名生理学家巴浦洛夫因用人工瘘的方法研究胰腺分泌而获1904年医学奖;第二次是Banting发现胰岛素;第三次是阿根延著名医学家豪塞,因发现垂体对胰腺胰岛素作用有重要影响,而获得1947年医学奖;第四次是美国化学家Sanger因测定胰岛素一级结构于1958年获奖;第五次是美国物理学家Yalow因研究血清胰岛素抗体而发明放射免疫测定法,并于1977年获医学奖。胰岛素是迄今为止研究的最多的生物蛋白分子,可是人们仍只知其皮毛,由此可知人体是如何复杂,人类是如何渺小。

1923年加拿大政府给予他终生薪俸,每年7500元。

1934年,英国国王乔治五世授予他爵士头衔,虽然1919年以后加拿大人已经不可以接受英国的头衔,但当时联邦总理还是做出了破例。

                               

英年早逝(纽芬兰)

二战发生后,Banting于1938年对航空医学发生了极大兴趣,因此加入加拿大空军,主持皇家空军Clinical Investigation Unit (CIU)第一组,同时进行或参与了晕厥和生化武器等军事医学研究。G-suit是他的一个军事发明。在二战中,所有加拿大皇家空军机师都穿过这种保护外套。

1941年2月21日,在赴英国途中,Banting因飞机失事死于纽芬兰。至今,他去英国的真正原因仍是一个谜,但是最可能的是去说服英国科学家生产大规模生化细菌武器来抵抗纳粹德国。此时,他正处于科学研究的黄金时代。

后与太太合葬于多伦多快活山墓园:

这是他1937年的再婚太太。他的第一次婚姻始于1924年,终于1932年,并于1928年育有一子。

                           

名垂青史

Banting可以说是真正地名垂青史。不仅出生地,行医处,实验室被列为联邦历史纪念地,而且死亡地也辟为纪念公园,就是全加拿大的学校都有许多以他的名字命名。另外:

1988年,电视剧Glory Enough for All讲述了Banting和Best进行胰岛素研究的故事,由 R. H. Thomson主演Banting。

1991年,国际卫生组织和国际糖尿病联合会共同发起,每年Banting的生日,11月14日为“世界糖尿病日” 。

2004年,CBC组织全加评选,Banting被选为最伟大的加拿大人第四位。

2006年,Banting的身影又出现在历史戏剧片Above and Beyond中,由Jason Priestley饰演,记录了死亡之旅前的情形。

2007年,CBC组织全加评选,胰岛素的发现被选为十大加拿大发明第一名。

(博文发表于“北美时报”)

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13 条评论

  1. 写得太棒了!

    谢谢 路兄 鼓励。 

    路过 [ 评论 @ 2011年2月7日 10:45 # ]
  2. 学习中。 这么多取材也不容易! Ding

    谢谢 茶兄 鼓励。很粗糙,看材料到最后烦了。

    赵州茶 YesMan [ 评论 @ 2011年2月7日 10:47 # ]
  3. 写得太棒了,学习,学习,学习,学习,学习,学习……………

    谢谢 溜溜 来访。有点让我不自在。

    comedian [ 评论 @ 2011年2月7日 11:30 # ]
  4. 谢谢分享,Banting的确是加拿大的英雄和荣耀。 你的知识真丰富!

    谢谢 牌手 到访。都是看来抄来的。 

    德州扑克牌手 [ 评论 @ 2011年2月7日 13:45 # ]
  5. 很巧就在前几天看到一本跟随报纸来的volunteer杂志。

    其中一篇文章提到一位发现胰岛素的加拿大医生和他的同事无私地将他们的专利权以一元的价格卖给多伦多大学,只为了使胰岛素的价格很低,使更多的人能够受益。(说法和你这里略有一点微细差别) 当时心里很敬仰,但没时间看完整篇文,也没记下他的名字。看来就是这位Benting医生了。

    可敬,可敬! 多谢介绍。

    谢谢 启晓 的来访。我看得资料中有许多是矛盾或不一致的,就随兴取舍。不过你提及的没看到,谢谢您的信息。 

    啟曉 [ 评论 @ 2011年2月7日 14:39 # ]
  6. 新年好! 谢谢你, 托你的福,又长了见识!

    谢谢 牧童 的问候。互相交流,互长见识。新春好。 

    牧童之家 [ 评论 @ 2011年2月7日 15:47 # ]
  7. 写得好哇,行云流水,展示了伟大发现,质朴的心

    谢谢 学慈 的来访和鼓励。新年快乐。

    学慈 [ 评论 @ 2011年2月7日 17:08 # ]
  8. Great Job!

    谢谢 Peter 的来访和鼓励。新年好。

    Peter Liu [ 评论 @ 2011年2月7日 19:27 # ]
  9. 博主新年好。

    如果方便,給我一个电邮?

    rmu

    木然

    谢谢 木然 的问候。见邮件。新年好。

    木然 [ 评论 @ 2011年2月7日 21:23 # ]
  10. 拜读了!感觉您的博客信息量特别大,令人很受益。

    谢谢 枫林 的来访和鼓励。新年快乐。 

    舞在枫林 [ 评论 @ 2011年2月7日 22:53 # ]
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