有关糖尿病(diabetes mellitus)的记载最早可追溯至公元前1世纪,其中“diabetes”一词源于古希腊语,意指多尿。后来发现糖尿病患者的尿液带有甜味,因此添加了“mellitus”一词来描述这种疾病。在胰岛素问世之前,糖尿病被视为无法治愈的疾病,一旦确诊,几乎等同于宣判了死刑。尽管当时已有诸如饥饿疗法等治疗方法,但效果有限,并且给患者的生活带来了极大的困扰和痛苦。因此,医学界迫切地寻找一种更为有效的糖尿病治疗方法。而胰岛素的发现,无疑是医学史上的一次里程碑式的突破。它不仅彻底改变了糖尿病的治疗方式,使患者的生活质量得到了极大的提升,更为后续的医学研究开辟了新的方向。胰岛素被发现的背后,是一系列历史事件的积累、无数科学家的不懈探索与研究的突破。
第一节 诺贝尔奖的幕后故事
在19世纪,科学家们对人体中的神秘世界进行了深入的探索,特别是在了解胰脏和胰岛方面取得了重大突破。让我们回到1869年,一位名叫保罗·兰格尔翰斯(Paul Langerhans)的科学家,在仔细观察显微镜下的胰脏时,发现了胰岛的身影。不久后,兰格尔翰斯提出了一个有趣的想法:胰岛可能分泌了一种与消化有关的物质。
时间快进到19世纪80年代,奥斯卡·闵可夫斯基(Oscar Minkowski)和约瑟夫·冯·梅林(Josephvon Mering)这两位科学家在实验中发现,当犬的胰腺被切除后,它们的尿液中竟然出现了糖分。这是人们首次将胰腺与糖尿病联系起来,这一发现进一步证明了胰腺在糖代谢中的重要性。
19世纪90年代,研究者们对胰腺的兴趣日益浓厚。1892年,法国学者爱德华·赫顿(édouard Hédon)发现了一个奇妙的现象:当切除犬的胰腺后,犬会患上糖尿病,但如果把部分胰腺移植回去,糖尿病的症状就会消失。这暗示了胰腺可能具有调节血糖的神奇功能。同年,法国生理学家马塞尔·欧仁·埃米尔·格莱(Marcel Eugène émile Gley)也观察到了类似的现象,他发现切除部分胰腺并不会引发糖尿病,或者只引起短暂的症状。1893年,法国病理学家爱德华·拉盖斯(édouard Laguesse),将兰格尔翰斯发现的“小细胞团”正式命名为“兰格尔翰斯岛”(胰岛),并猜测该细胞团可能会分泌调节血糖代谢的物质。
20世纪初,美国学者尤金·林赛·奥佩(Eugene Lindsay Opie)对糖尿病患者的胰腺进行了深入研究,他发现糖尿病的发生与胰岛功能的损害有着密切的联系。这一发现为后来的胰岛素替代治疗提供了重要的理论依据。
随着对胰岛功能的了解越来越深入,许多研究者开始尝试用胰腺提取物来治疗糖尿病。虽然胰腺提取物有一定的降血糖作用,但效果并不稳定,还存在明显的副作用。尽管如此,这些研究为胰岛素的最终发现和利用奠定了坚实的基础。
一、胰岛素的发现:多伦多四人组
加拿大的班廷(图1-1)是胰岛素发现的关键人物。他在阅读一篇关于胰腺结石的论文时获得了灵感。这篇论文题为《由一例胰腺结石病例看兰格尔翰斯岛与糖尿病之间的关系》,主要描述了一例罕见的胰腺结石案例,论文作者摩西·巴伦(Moses Barron)发现结石竟然完全阻塞了主胰管,使得所有的腺泡细胞发生了变性(萎缩)并坏死了,但令人惊奇的是,大多数胰岛细胞依然完好地存活着。巴伦结合病例资料,发现这名患者虽然胰腺萎缩,但血糖完全正常,进一步证明了胰腺中的胰岛细胞能够分泌调控血糖的物质。另外,论文中还提到这些现象与结扎胰管的实验观察结果类似。这使班廷想到,如果能够通过手术制造类似胰腺结石导致的胰腺萎缩,或许可以从胰腺中提取出治疗糖尿病所需的物质。
为了验证这一设想,班廷找到多伦多大学的糖尿病专家麦克劳德,提出希望借用其实验平台及仪器开展相关实验研究。麦克劳德听完班廷的想法后,认为当前缺少足够证据证明内部分泌物的存在,并且许多杰出科学家尝试分离这种物质都以失败告终,因此他对班廷的想法表示怀疑,但最终还是同意了班廷的请求,尽心尽力地提供了必要的实验帮助,同时安排了助手(查尔斯·赫伯特·贝斯特)(图1-1)协助。 他们首先选择了犬作为实验对象。将犬分为两组,一组摘除胰腺建立糖尿病犬模型,另一组则通过结扎胰管,使腺泡细胞坏死,仅留下胰岛细胞,作为胰岛素的供体。然后,将这些胰岛细胞剪碎研磨,制成提取液后注射至糖尿病犬体内。若此研磨液能降低糖尿病犬的血糖,即可证明其中含有胰岛素。然而,提纯过程复杂且需要反复验证,稍有差错便需从头再来,直至成功提取胰岛素或证明此路不通。胰腺摘除术是建立糖尿病犬模型的第一步。尽管麦克劳德特地给两人演示了犬的胰腺摘除术,但班廷他们并没有很好地掌握这项技术。因为他们的各种失误,剩余的实验犬都没能达到实验要求。面对困难,班廷没有选择退缩,而是选择了坚持。他自掏腰包,从校外买犬继续做实验。经过无数次的尝试和失败,他们终于迎来了一次重大的突破。他们成功地得到了一只符合期望的糖尿病犬,并立即展开了实验。他们摘取了结
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