那些改变世界的狗狗们(二)

——拯救小脚趾
作者:赵言昌来源:蝌蚪五线谱发布时间:2018-04-11

狗狗对糖尿病的贡献!

那是1920年10月30号,十二岁的伦纳德·汤普森(Leonard Thompson),躺在自己的床上,专心致志地忍受着饥饿。

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汤普森(图片来源:sciencemuseum.org)

自从被诊断出I型糖尿病以后,他就只有两个选择:要么,由着性子来,照常吃喝,直到高血糖搞垮自己的身体,失明、足底坏死,最终死去;[1]要么,尝试饥饿疗法。当时的研究表明,如果他能把每天的热量摄入限制在400大卡以下,那么……他可以多活几个月,或者几周。

班廷

与此同时,弗雷德里克·班廷(Frederick Banting),正在刨土。

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班廷(图片来源:wikipedia)

一周前,他把订婚戒指埋在了土里。因为他的恋人,已经两次退回了这枚戒指,而他担心自己会忍不住,再一次求婚。[2]实际上,他一直在做这种事——上大学的时候,第一次世界大战爆发,他报名参军,因为视力过差被拒;随后,他又试了一次,不出意外再次被拒;不过,这没有影响他第三次去报名,成功通过筛选、成为一名军医。

都过去了。军队生涯给了他荣誉,却没有给他太多金钱。挖出戒指以后,班廷忽然想到,第二天还有一个关于糖尿病的课。为了贴补家用,他设法在西安大略大学找到了一份兼职教职,教授外科和内分泌。

糖尿病的症状,他是熟悉的;但是,内分泌,实非他之所长。他反复咀嚼着备课用的材料,有两段话在他心头挥之不去。一段话出自斯塔教授的论文,“影响糖代谢的,不是胰腺,而是胰脏上的一小部分组织,也就是胰岛”;另一段话则是美国病理学家巴伦说的,他曾经遇到一个特殊的病人,患者的胰腺大部坏死,但是胰岛尚算完好。[2]

在辗转反侧之间,班廷似乎抓到了什么,于是,他匆忙在笔记上写下:

“Diabetus(笔误)……狗胰管结扎,令狗存活,指导病变的腺泡从胰岛中消失……尝试分离这些内分泌液,以减轻glycosurea(笔误)…… ”[3]

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班廷的笔记(图片来源:thenewspaper)

麦克莱德

给学生上完课以后,班廷迫不及待地找到了生理学系主任,弗雷德里克·米勒。米勒教授是个大好人,班廷的工作是他介绍的,班廷的想法他也很是支持,不过,除此之外,他也没有什么可以提供的了——他既不是生物化学方面的专家,又缺乏足够的资金。

思来想去,米勒推荐班廷去找J·J·R·麦克莱德。麦克莱德是糖尿病研究领域的“大牛”,既有“面子”,出过糖尿病教科书,又有“里子”,掌管着大量的科研资金。

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麦克莱德(图片来源:wikipedia)

于是,在兜兜转转了一大圈之后,班廷又回到了自己的母校,多伦多大学,向麦克莱德说明了自己的想法。

这次会面想必是不愉快的。

作为一直奋斗在科研第一线的人,麦克莱德知道,胰岛的说法并不新鲜,通过结扎胰管获取胰岛素的思路,也早就有人尝试过了。正是因为每一次尝试都以失败告终,他们这些人,才把目光,从狗身上转移到了鱼身上。金枪鱼等鱼类的胰岛组织,更为清晰、突出,似乎是一个不错的突破口。[2]

初生牛犊不怕虎,但是提纯胰岛素的难度,不会因为你是初学者就降低啊!

麦克莱德注视着班廷,他可以帮班廷,也可以不帮班廷。帮他多半没有什么好处,但是他那一身的狂热,不知道是从哪里来的——帮他,似乎也没有什么坏处?

狗狗们

1921年3月11日,就在班廷徘徊于破产边缘的时候,麦克莱德终于给了他想要的东西:一间实验室,一些实验设备,十条狗,和一个助手,查尔斯·贝斯特(Charles Best)。

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贝斯特(图片来源:wikipedia)

近代以来的科学,建立在实证精神上。班廷的目标是,从胰岛中提取胰岛素。他从论文中得到了两个关键信息:首先,胰脏内有两种细胞,一种是腺泡,分泌消化液,一种是胰岛,分泌胰岛素;其次,堵塞胰管可以破坏前者,却不会影响后者。由此,他提出了自己的假设,即,消化液会破坏胰岛素,反过来,只要去除消化液的干扰,就有可能成功提取胰岛素。

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胰脏和胰岛(图片来源:toutiao.china)

为此,他必须准备两组狗。第一组,结扎其胰管,等腺泡完全萎缩以后,切除胰脏,进行提取;另一组,直接摘除胰脏,让它们处于胰岛素缺乏的状态,患上糖尿病,用以检验提纯物质的功效。

困难不仅是巨大的,而且是多方面的,一开始,班廷和贝斯特甚至连胰管结扎术都不太熟悉。随着实验的进行,十条狗先后死去,无奈之下,他们开始从别人那里购买狗,甚至亲自动手,偷偷摸摸地抓捕流浪狗。最艰难的时候,班廷不得不到表兄家蹭饭,或者去教堂,因为教堂提供免费的午餐。

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班廷和实验犬(图片来源:gastroendonews)

比起这些,更让他痛苦的,可能是那些狗。班廷是一个热爱动物的人,尤其喜欢狗。现在,他却不得不用这些可怜的小家伙,验证自己并不算成熟的想法。他可能问过自己,这一切究竟值不值得,如果结果证明自己错了,这些狗不就白白“牺牲”了么?

也可能,他没有,因为他一直没有放弃,把所有的精力都放在了实验上。

冥冥之中,似乎自然规律也不忍心一直无视他的付出。1921年8月3号,班廷为一只实验犬,注射了自己提取的物质。结果,就像他在无数个深夜里曾经梦到的那样,它的血糖降低了。班廷随后将这种物质命名为岛素(isletin)。[3]

随后,班廷改进了自己的提取方案。他想到了肠促胰激素,这种物质可以刺激胰脏分泌消化酶,假如用它持续刺激狗的胰脏,就能把胰脏中的消化酶 “榨干”,得到纯净的岛素。8月20日,班廷和贝斯特为92号犬注射了通过这种方法获得的胰岛素,第二天,这条黄色的牧羊犬就能跑了……

荣誉与终结

1921年12月2号,汤普森被父亲抱进了多伦多总医院。此时的他,已经14岁了,体重却不足30公斤,头发掉光了,腹部严重水肿,呼吸间,充斥着烂苹果的臭味。

在忍受了那么长时间的饥饿之后,他终于走到了生与死的边缘。恰是在这个时候,班廷的团队,终于积攒起了足够治疗用的胰岛素,却因为临床实验、提纯手段等,陷入了剧烈的争吵之中。汤普森需要一个奇迹,班廷也是。医生和患者,就这样相逢了,他们彼此都等待了太久。

1922年1月11日,汤普森接受了第一次胰岛素注射。结果是令人失望的,他的血糖只有轻微下降。不过,顽强的人,在任何事上都不会轻言放弃。1月23日,汤普森接收了第二针胰岛素,随后是第三针。这一次,胰岛素终于成功证明了自己——汤普森的食欲恢复了,尿液里的糖消失了,血糖也下降到了正常水平。[4]

班廷也成功证明了自己。在研究末期,他几近崩溃,终日酗酒,甚至一度中断了实验。同样是这段晦暗的日子里,在朋友的鼓励下,他终于实现了自己的转变,不再为个人荣辱而斗争,转而为所有患者谋取福利。他没有为胰岛素申请专利,尽管这样可以带来大量的金钱;也没有沉溺于诺贝尔奖所带来的荣耀。

他向着新目标出发了,研究起了癌症和溺水。在第二次世界大战期间,他还设计、改进飞行服,寻找芥子气的解毒剂。

一直到1941年2月21日,他死于飞机失事。

参考文献

[1] 世界卫生组织 | 糖尿病[EB/OL]. WHO, [2018-04-01]. http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs312/zh/.

[2] 西娅·库珀, 亚瑟·恩斯伯格. 突破[M]. 谢琨, 译. 上海人民出版社, 2011.

[3] TAN S Y, MERCHANT J. Frederick Banting (1891–1941): Discoverer of insulin[J]. Singapore Medical Journal, 2017, 58(1): 2–3.

[4] The Discovery of Insulin[EB/OL]. [2018-03-28]. https://www.nobelprize.org/educational/medicine/insulin/discovery-insulin.html.

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