(一)
1895年克里斯琴 · 爱杰克曼(Christian Eijk-man1858—1930)接到荷兰政府送来的委任状,被派往荷兰在东印度的殖民地,去查清脚气病——一种当地居民跛足的病的起因。由于那时巴斯德(Pasteur)的疾病的细菌理论得到广泛的普及,派去探寻一种引起脚气病的细菌是自然的。但是这项工作进行了两年没有成功。于是爱杰克曼研究这种疾病发生的另一些可能的因素:食用的稻米的生长期、品种和出产地以及脚气病患者居住的房屋的空气是否充足、人口的稠密度和房屋的新旧程度的影响。但是,在所有这些情况中都得到了否定的结果。最后,他把这种病同食物中影响人体的主要因素联系起来,发现在吃全部用磨光的稻米(即谷粒外面的包皮完全脱掉)做成的食物的人当中脚气病发生率最大。
爱杰克曼偶然注意到,养在医院的院子里的许多家禽出现了脚气病患者的症状。他联想到,病人吃剩下的米饭通常是用来喂家禽的,一种细菌就由此从脚气病人传染给家禽。以后,医院的主管人反对用昂贵的磨光稻米作为家禽的饲料,而用比较廉价的未磨光的稻米来代替。这个变化引起了害脚气病的家禽的昆著痊愈,并且使爱杰克曼有必要修正他原先的假定。他现在断定磨光的稻米包含着一种引起脚气病的毒素,这种毒素由于包含在谷粒外面包皮的一种物质而成为无效。
弗雷德里克· G. 霍普金斯(Frederick G. Hogkins1861 ~ 1947)是最早认识存在于食物中的我们现在称为维生素的物质、1906年他给鼠喂一种用有机物的混合物做成的食物,并观察到它们变得不健康和产生营养缺乏症的疾病。而在食物中增加少量白脱则对这种病症具有一种疗效。尽管白脱在提供蛋白质、脂肪或油的方面的数量小得微不足道,但是霍普金斯认识到白脱包含着有益于鼠的健康的物质,他认为这些物质是“附加的食物因素”。
卡斯米·芬克(Casimir Funk 1884~1967)1910年在伦敦进入李斯特预防医学研究所,在那里他开始研究脚气病的原因。他发现有一种重要的营养物质存在于稻米的外面表皮,而不存在于磨光的稻米本身之中。这种物质是不易发现的,因为磨一吨稻米只能获得16盎司这种物质。最后,芬克分离出一小点可以治愈家禽脚气病的结晶状的稻米外皮。这就是现在大家知道的维生素或维生素B。
1912年芬克发表了一篇论文《营养缺乏症疾病的病因学》,这篇论文阐明那种称为“维生素”(“Vitamines”)的物质对于生命是必不可少的。他给这种物质起的名字是根据拉丁语中生命(“Vita”)的词和表示含氮化合物意思的“amine”这个词杜撰而成的。当人们发现不是所有维生素都含有氮,“amine”这个词中的“e”字母就被省略了。
芬克发现一种明确的化学物质可以预防一种疾病,改变了那个时代的思想。当时,巴斯德集中在细菌作用上的工作在医学上占支配地位。芬克在证实维生素营养缺乏症作为像坏血病、脚气病和软骨病那样的疾病的原因方面,起了促进作用。
1916年,糙皮病(蜀黍红斑)在美国南部是一种普遍的疾病。这种病被认为是由一种昆虫携带的寄生菌引起的。约瑟夫· 戈尔德贝格(Joseph Goldbergor 1874~1929)在访问了这种病流行的医院和孤儿院后,注意到护理人员和保育员没被感染。这引起了他对饮食与疾病的关系的怀疑。为了弄清这种关系,他只给十二名志愿参加试验的囚犯吃一种规定的食物,几个星期后七人生了糙皮病。而更皞饮食就能使他们的病全都治愈。戈尔德贝格称这种预防糙皮病的有效因素为“P-P”。在他死后,人们以他的名誉称这种有效因素为维生素G,今天它被认为是抗癞皮病维生素。
1934年汉里克 · 丹姆(Henrik Dam1895~1976)报告了第一个关于维生素K在凝结的血中作用的情况。他已经观察到他用于实验室做实验的小鸡,当用某一种食物饲养时,出现内部出血的趋向。丹姆做了实验,发现了能恢复正常的血液凝结的食物成分。他根据德语的词“Koagulation”把这种成分叫做维生素K。之后,丹姆把他的研究又运用到其他动物的试验。1944年,他报告患出血症的人临床试验证明维生素K有助于制止流血。
(二)
1872年克劳德 · 伯纳德(Claude Bernard 1813~1878)提出存在于肠里的物质对胰腺有一种刺激作用,他把这种刺激归因于神经的机制。
1902年威廉 · M · 贝利斯(William M. Bayliss 1860~1924)和欧内斯特 · H. 斯塔林(Ernest H. Starling1866~1927)研究另一些胰腺分泌的可能的机制。他们在用狗做实验的过程中,完全切断分布于环形空肠的神经,以便让空肠只通过动脉和静脉与狗的躯体联系起来。他们用盐酸输入未受损的十二指肠和空肠的衰弱部分,并把一根插管插入胰的内分泌腺以收集胰液。他们发现酸输进十二指肠或空肠后,都引起了分泌胰液的同样结果。鉴于环形空肠与胰腺联系的神经完全被切断,他们断定是通过血液带进胰腺的化学物质刺激了胰液的分泌。接着他们把切下的一片空肠磨碎并同盐酸混合,过滤之后,把这提取物注射进一个动物的静脉,观察到它引起胰液的流出。贝利斯和斯塔林把这种提取物的活性要素叫做“分泌素”,通过他们的工作,被认为一种激素的第一批化学物质分离了出来。
关于糖尿病症的知识可以追溯到早期的罗马帝国的记载。1657年威廉 · 哈维(William Harvey)的一个亲密朋友表明他尝过糖尿病人的尿,发现这尿是甜的。这方面的知识的一个非常重大的发展发生在1869年,当保罗 · 兰格汉斯(Paul Langerhans 1847 ~ 1881)发现在胰里除了分泌消化液的细胞之外,还存在其他的细胞,这些细胞的机能他不能确定。1888年约瑟夫 · 冯 · 梅林(Josephvon Mering 1849 ~ 1908)和赫尔曼 · 明考斯基(Hermann Mikowski 1864 ~ 1909)确定胰的手术切除导致严重的和致命的糖尿病。然而直到1921年弗雷德里克· 班廷(Frederick Banting 1891 ~ 1941)和查理· 贝斯特(Charles,Best 1899 ~ )才完成了对于糖尿病与胰之间关系的性质的深入研究。他们试图配制含有他们称为胰的内分泌液的胰组织的提取物。为了达到这个目的,他们给狗延长了分泌素的注射,以便刺激胰释放出它的胰液。为了配制胰的提取物,这样做是必需的,因为靠胰的蛋白质酶是不能对胰腺发生影响的。由于注射了分泌素,胰腺不再含有胰液。他们把这样的胰腺切除下来,做了离析和过滤。当从这个过程产生的提取物注射给健康的动物时,可以观察到血糖量的减少。
像胰岛素的发现那样对于医学产生重大的直接影响的进展是很少取得的。胰岛素是班廷和贝斯特的提取物中的活性要素。这种药物有效地挽救了因节食而趋向衰亡的糖尿病患者的生命,在当时,节食是医生治疗糖尿病的唯一方法。由于接受治疗的病人被教会怎样给他们自己注射胰岛素,医疗上的习惯做法被彻底改革了。此外,另一些研究者从胰岛素的发现受到鼓舞,去发现更多的人体激素和治疗腺的机能失调的病人的新方法。
1954年弗雷德里克 · 桑格(Frederick Sanger 1918 ~ )经过十年的深入细致的研究,成功地描绘出胰岛素的分子结构,能写构成胰岛素的基本的蛋白质结构式了。
潘内澳蒂斯·B · 凯特索安尼斯(Panayotis B. Katsoyannis1924 ~ )在:1966年正确地合成777个原子构成的人的胰岛素,完成了第一个蛋白质的合成。这不是一件容易的工作,因为胰岛素由双链构成,一条链有21个氨基酸,另一条链有30个氨基酸,靠成对的硫原子保持着。接着,在1969年多罗西 · C. 霍奇金(Dorothy C. Hodgkin 1910~)用X射线结晶学解释胰岛素的三维结构。
1971年在加利福尼亚大学医学中心,由乔 · 赫· 利(Choh Hao Li 1913~)领导下的一批搞基础研究的科学家首次合成了人的发育激素。这是由科学家在实验室合成的最大的分子,这个大分子需要138个单独的氨基酸(这些氨基酸首次被鉴定)并以特有的顺序连接起来。在这合成物中,极微小的聚苯乙烯念珠是组合每个分子的基础。用化学操作法,把氨基酸链的第一个氨基酸装配到念珠上,这是可能的。当这混合物残余的化学制剂冲干净时,粘接下一个氨基酸的新过程便开始了。
〔摘译自Biology:Its Historical Development Philosophical Library New York,1978〕