一个本科生,只用了两年就拿下诺贝尔奖,拯救了无数糖尿病患者

2021
06/22

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生物世界
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1992年世界糖尿病联盟为了纪念这位医学史、糖尿病学史上的伟人,这位拯救了无数糖尿病患者的救命恩人,决定以班廷的生日11月4日为每年的世界糖尿病日。


撰文 | 
编辑 | nagashi
排版 | 水成文

今年(2021年)是胰岛素发现100周年,胰岛素的发现和应用,让困扰人类几千年的糖尿病不再恐怖,挽救了无数糖尿病患者的生命。《生物世界》将陆续报道糖尿病治疗史上的里程碑及最新突破。


早在三千五百年前,古埃及就已经有对糖尿病的描述,两千多年前,古希腊医生亚的阿勒特奥斯把这种主要症状为“排泄多且甜的尿液”的疾病命名为“Diabetes”,也就是糖尿病。


几千年来,人类对糖尿病始终束手无策,一旦患上糖尿病就只能坐以待毙。直到一个年轻人的出现,他就是班廷


弗雷德里克·格兰特·班廷 爵士 (Sir Frederick Grant Banting,1891年11月14日-1941年2月21日) 他因发现胰岛素而挽救了千千万万的糖尿病患者,并因此获得1923年诺贝尔生理学或医学奖 。此时的班廷年仅32岁,成为了史上最年轻的诺贝尔生理学或医学奖得主,这一纪录至今仍未被打破。

班廷从开始研究到获得诺奖仅仅两年时间,不能不说是一种传奇。


传奇的前夜

1869年,年仅22岁的德国医学院学生 Paul Langerhans (1848-1888) 在博士论文里描述了在显微镜下可以观察到的胰脏周围组织不同的岛状细胞团,可这个天才的发现并没有受到重视,评委认为他的论文毫无新意,认为那些所谓的“岛状细胞团”其实不过是一些淋巴结。Langerhans的发现就这样被埋没了,不到二十年之后,在他41岁时死于尿毒症。许多年后,人们为了纪念他,将“胰岛”也称为“Langerhans岛”。

Paul Langerhans

1889年,两个德国科学家 Josef von Mering (1849-1908 ) Oskar Minkowski (1858-1931) 偶然发现了胰脏被切除的狗“患”上了糖尿病。胰脏与糖尿病有直接的关系,无数人前仆后继,几十年过去了,却始终不知道不知道二者有什么关联。

当时美国糖尿病专家 Frederick Allen 提出用“饥饿疗法”来降低血糖及尿糖。应用绝食和低卡饮食 (300—800千卡) 的“饥饿疗法”确实减少了酮症酸中毒昏迷的次数,挽救了一些患者的生命,但这些患者只是在毫无生趣的悲惨无望的生活中延续生命,平均只有两年的存活时间。

传奇的开端

1891年11月14日,班廷出生于加拿大Ontario省的一个农民家庭。1912年秋,21岁的班廷考入多伦多大学主修艺术,然而没有艺术天分,又志不在此的班廷连续挂科,最后他申请进入医学院就读。

青年时期的班廷

1914年,第一次世界大战爆发,身为医学生的班廷主动申请加入军队,但因视力不佳被拒。第二年他再次申请终于通过,成为一名军医。在前线救治伤员过程中他自己也负伤了,差点截肢。

作为军医的班廷

1919年退役后,班廷希望进入多伦多儿童医院当一名外科住院医师。然而一战后外科医师过剩,班廷未能进入医院工作。

为了生计,他到多伦多以西110英里的小城开了一家诊所。1920年7月1日,诊所正式开业,第一个月只有一个病人,总收入4 元。他不得不在 London 的 Western 大学做生理系兼职助教来挣钱。正是这个不得已的决定改变了他的一生,甚至改变了世界。

1920年10月31日,班廷正准备给生理系学生上一堂关于糖代谢的辅导课。他对这个领域非常生疏,学医以来只在见习时看到过一个糖尿病患者,但是他认真地准备着。手头正好有一本新出版的《外科与妇产科学杂志》,上面有一篇关于胰腺结石患者合并糖尿病情况的论 文:论文中的病例因结石阻塞胰管导致了胰脏萎缩,但胰岛却意外地留存了下来,并且没有引发糖尿病。

一个念头突然 “闪现 ” : 胰腺内的胰岛中是否有防止发生糖尿病的物质 ?只要将动物的胰管结扎让胰脏萎缩,摘除后提取关键物质注射到糖尿病动物体内就能验证自己的猜想了!

但是班廷当时空有猜想,却没有实验室来验证。1920年11月7日,班廷到多伦多大学生理系求见著名的约翰·麦克劳德 (John Macleod) 教授。念于班廷是校友,麦克劳德同意给这位从未谋面、名不见经传的年轻人几分钟的见面时间。站在麦克劳德面前的是个在生理学研究上毫无经验,说话吞吞吐吐的外科医师。但是麦克劳德还是耐心地听完了班廷的陈述 ,他说道:“这个研究值得进行,即使是阴性结果亦有生理学价值”。麦克劳德允许班廷利用次年暑假的空闲时间来实验室做实验。

麦克劳德教授

1921年4月30日,班廷来到多伦多大学做实验准备。班廷请求麦克劳德给他一个实验助手测 血糖。麦克劳德叫来两个生理系学生。麦克劳德对学生说,这个研究可能是阴性结果,但是能从研究中学到实验技术,更重要的是在阴性结果的研究中可以学到如何做一个好的科学家。

因为经费和安排问题,两个学生只能轮流着来。两个学生用掷硬币正反面的方式决定谁先来, 结果是查尔斯·贝斯特 (Charles Best) 先来。年仅21岁的贝斯特做梦也不会想到就是这次掷硬币改变了他一生的命运。

贝斯特(左),班廷(右)

班廷设计的实验里最重要的一步就是结扎狗的胰管,使其顺利萎缩只留下最关键的胰岛组织。但是班廷和贝斯特二人的实验技术都不行,麦克劳德教授提供的10条狗没多久就死的差不多了。

第一批的实验狗死的差不多了,实验却毫无进展,此时的班廷铁了心要将研究进行下去,他转让了诊所,甚至变卖了一些家产,又买回来了10条狗,开始了新一轮的实验。破釜沉舟的班廷终于结扎成功只有2只狗,这两只历经劫难幸存的狗狗为了实验又不得不取下它们的胰脏进行下一步研究。

班廷将狗的萎缩胰脏切片,再冰冻状态下研磨成糜,加入生理盐水制成了提取液。随后将提取液注射到摘除了胰脏的糖尿病狗体内,观察其血糖和尿糖的变化。10只病狗在注射提取液后都得到了令人欣喜的结果,血糖恢复到了正常的水平,停止注射后又再次发病。

班廷、贝斯特,以及第一只试验成功的狗

班廷的实验成功的证明胰岛分泌的物质的确在糖代谢机制中起到了关键的作用,这种物质正是我们熟知的胰岛素。

为了提高纯度、加快研究速度,班廷请对内分泌腺研究专家詹姆斯·克里普 (James Collip) 加入研究组。1921年12月,克里普的加入开大大改进了他们提取胰岛素的纯度和速度。

传奇的

1922年,第一批糖尿病人接受了胰岛素的注射治疗,效果非常好,几乎所有患者都从病态的消瘦恢复了健康。其中最知名的一位患者名叫 Elizabeth Hughes,她是时任美国国务卿 Charles Evans Hughes 的女儿,饥饿疗法让她骨瘦如柴。接受胰岛素治疗之后,她迅速恢复了健康。这个特殊的病例也成为了胰岛素最好的宣传,全世界都为班廷的发现发出赞叹。

治疗前后的Elizabeth Hughes

为胰岛素做出重要贡献的四位科学家,从左到右一次是:班廷、麦克劳德、贝斯特、克里普

1923年,诺贝尔生理学或医学奖颁给胰岛素这一伟大的研究,这距离当初班廷与贝斯特开始实验仅仅两年。但获奖者只有班廷和麦克劳德。

班廷认为是麦克劳德抢走了贝斯特的功劳,多次在公开场合强调贝斯特在研究中的重要性。为了弥补贝斯特,班廷将诺贝尔奖金的一半赠予他。随后麦克劳德也将奖金的一半赠予克里普。

贝斯特后来成了一位著名的生理学家 ,并接替麦克劳德担任多伦多大学医学院的生理学教授和继班廷担任班廷和贝斯特医学研究所所长。

名垂千古

二战开始后,  班廷积极参加军事医学问题的研究而东奔西走。1941年2月20日,在飞往英国途中飞机失事,班廷不幸遇难,年仅50岁。

1992年世界糖尿病联盟为了纪念这位医学史、糖尿病学史上的伟人,这位拯救了无数糖尿病患者的救命恩人,决定以班廷的生日11月4日为每年的世界糖尿病日。

一个本科医科毕业生,凭着一闪而过的灵感改变了世界。从此,困扰人类几千年的糖尿病变得不再恐怖。

或许有人觉得他只是走运而已,班廷确实是幸运的。科学发现也从来不排除运气的成分,但是成为一个领域的开创者靠的绝不仅仅是运气。班廷的成果源于当时的灵光一闪,但是更重要的是他对工作的认真以及与生俱来的探究精神,这让他抓住了这个闪光并最终取得巨大的成功。
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关键词:
诺贝尔奖,糖尿病,胰岛素,胰脏,血糖

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