卡尔 · 福尔克斯(Karl Folkers)因对化学作出贡献而被选定为1986年普利斯特莱奖(Priestley Medal)获得者。普利斯特莱奖是美国化学会的最高荣誉。这将成为福尔克斯在其卓越的科研生涯中所接受的一系列荣誉和奖赏中的最高奖励。

福尔克斯现任美国得克萨斯大学生物医学研究所教授兼所长。在其长达半个世纪的研究生涯中,按照一位同行的话来讲:“福尔克斯对我们关于生命过程的基本的了解作出了巨大的贡献。”这位同行接着说:“从现实的意义上讲,福尔克斯的工作已成为科学在每个富有责任感的公民心目中的缩影——什么是科学;科学应该是什么以及科学是干什么的;好的科学最终是有益于人类的。”

福尔克斯1906年出生在美国伊利诺斯州的迪凯特。1928年在伊利诺斯大学取得理学学士学位。1931年获得威斯康星大学有机化学博士。随后来到耶鲁大学在特里特 · 鲍德温 · 约翰逊(Treat Baldwin Johnson)的指导下从事博士后研究。福尔克斯谈到,约翰逊教他如何把化学和医学结合起来。成功地将这两门学科衔接在一起是福尔克斯整个科学生涯中的一块试金石。

福尔克斯指出,实际上他有过三段不同的经历。第一段开始于1934年。当时他离开耶鲁进入梅克公司(Merck & CO.)的纯研究实验室。在梅克的二十九年当中,福尔克斯从事的是许多种重要的维生素、抗菌素以及激素的分离和鉴定、合成等工作。后来成为该实验室负责开发性研究的副主任。

福尔克斯一生中的光辉业绩是有许许多多的。1936年福尔克斯和其合作者首次阐明了维生素B6的结构,同时还合成了这一化合物。福尔克斯称这次合成是“在我科学生涯中真正重要的第一个。”

后来在梅克从事的几项研究工作使他完成了用兰尼镍(Raney nickel,一种用作氢化反应的含镍催化剂一一译注)对含硫天然产物的氢解。这是一种研究人员用来证实生物素结构的技术。青霉素中硫键的氢化裂解为这种抗菌素的β-内酰胺结构提供了第一个证据。

福尔克斯回忆说:“这是一件大事。”“我让25名到30名化学家从事青霉素的研究,这在当时是项重大课题。”福尔克斯的研究小组研究了多种抗生素并首次分离和鉴定出了链霉素。

福尔克斯在梅克工作期间最杰出的成就要算是维生素B12的分离和鉴定。他为此奋斗了八年的时间。福尔克斯谈到,在别人纷纷失败的情况下,他自己却成功了。原因主要在于他得到了一种当时算是新式的但并非人人都知道的技术和他对这种技术的偏爱。这就是液相色谱法。认识用新技术来处理老问题的重要性是贯穿于福尔克斯整个生涯的另一条主导线。

福尔克斯说梅克的掌权者不大乐意让他用大量的原料来提取用来治疗一种罕见病——恶性贫血——的维生素。然而他和他的一位上司伦道夫 · T · 马约耳(Randolph T. Major)深信对这个生命必需的维生素的基础研究是具有不可估量的作用的。事实正是如此。因为维生素B12和所谓的动物蛋白因子最终被证明是同一种化合物。维生素B12的使用使得家畜家禽的饲养发生了革命性的变化。B12成为畜牧业的一项主要产品。

基础研究不是得到某项单一的成果,而是导致一门美好的科学的产生。这方面的一个典范便是火落酸(mevalonic acid)的首次提取和鉴定。福尔克斯指出:“我们追逐着一种未知的维生素,但结果证明它并不存在,”“我们得到的是火落酸。这在生物化学上算是一个相当美好的报答。”对火落酶生物化学的研究是了解异戊二烯类天然产物生物合成过程的重大的进步。同时亦是其他化学家努力研究的重要的课题。

福尔克斯认识到在化学和医学研究之间有一条鸿沟。他在二十五年当中花费了相当长的时间来力求把这条鸿沟填起来。他指出他的梅克的研究组曾研制出一些在生物学上极为有用的新产品,但医学部不愿意进行使得这些产品能够打入市场所必需的临床试验。

福尔克斯目前研究的两种化合物维生素B6和辅酶仏。就能很清楚地说明这一问题。1957年还是在梅克的时候他就开始了有关辅酶Q10即泛醌的研究工作。这种化合物的纯品是威斯康星大学的研究者在1957年首次提取出来的。福尔克斯的小组从牛的心肌中再次分离出这种化合物,并且用当时的一种新的技术核磁共振谱确定了其结构。后来还将这种化合物合成并用发酵法进行生产。经梅克公司的许可,福尔克斯在离开梅克而进入斯坦福研究院后亦将这项工作随之带去。后来在离开斯坦福研究院走进德克萨斯的时候又做了同样的迁移。

福尔克斯深信辅酶Q10终究会被用来治疗心脏疾病。因为这种化合物是呼吸过程中酶复合物的成分之一,对于人类生命是不可缺少的。福尔克斯谈到:“我在辅酶Q10上花费的时间比在我一生中其它任何一项工作上花费的时间都多”,“二十年前我丝毫没有想到我会付出这么多的时间。然而一旦确定了一个目标,为了证实这种化合物在医学上的用途,你只得坚持下去。”

福尔克斯指出,日本在本世纪七十年代就开始用辅酶Q10治疗心脏病了。据日本的临床研究表明,70%的充血性心力衰竭患者用辅酶Q10治疗收到了疗效。如1980年日本用这种化合物对七百万心脏病患者进行了治疗。尽管有这样的记录,但欧美的心脏病学家仍未接受辅酶Q10对于心脏病的这种疗法。问题一直在于缺少一项用来证实辅酶Q10的疗效而符合食物与药物管理局要求的技术。

福尔克斯发现在生物医学研究的领域内这个问题是带有普遍性的。他指出:“无论何种疾病,都需要有一种你能够去客观地估量并且具有可靠性的药物。这并非总是容易认识的。有时我们没有去研究我们想要研究的那种疾病,而是研究了我们能够研究的疾病。”

虽然福尔克斯的观察无疑是正确的,然而其整个生涯的最显著特点是那种几乎是不可思议的对于用来解决手头上问题所需的技术的鉴赏力。有关辅酶Q10,1977年福尔克斯会见了德克萨斯大学的生理学教授李 · 贝克(Lee Baker)。贝克曾为开创一种称作阻抗心电扫描法的疗法作出了贡献。这是一种测量心脏功能的体外操作技术,福尔克斯同来自德州奥斯丁市,坦普尔市司各脱 - 赖特(Scott-Write)医院及印第安纳波里市卫理公会(Methodist)医院的合作者们用阻抗心电扫描法分别对正常人和患有严重的心脏病的病人进行了辅酶Q10疗效的试验。福尔克斯指出严重心脏病患者口服辅酶Q10后临床反响强烈,同时没有副作用。最近福尔克斯和其合作者正着手整理提交到食物与药物管理局的有关300名心脏病患者的辅酶Q10治疗结果数据。福尔克斯说,研究表明辅酶Q10“对于严重心肌病患者具有拯救生命和延年益寿的效果”。

福尔克斯认为正像色谱法在维生素B12的研究中起到的作用那样,阻抗心电扫描法已被证明是处理棘手问题的重要手段。

福尔克斯指出:“有时我这样想,辅酶Q10对于健康和疾病具有如此广泛的重要性,从这个意义上讲它将是我所从事的研究当中最重要的一个。”他还指出大量的事实已经证明辅酶Q10与免疫功能亦有联系。他的实验室目前的研究旨在对这一作用作一了解。

另一个例子是福尔克斯关于维生素B6生物化学的研究。福尔克斯谈到:“当我第一次确定了维生素的结构并将它合成之后,好长一段时间我竟把它忘记了。”直到七十年代中期欧洲的一位科学界的朋友才使得他重新注意起这种维生素来。福尔克斯用一种分析维生素活性的而很少有人了解的所谓差异酶分析法来处理维生素B6缺乏病。

这种可靠的方法发展起来之后,福尔克斯便用它来检查腕管综合症患者的维生素B6缺乏病。前者是一种较常见的神经紊乱疾病,其最明显的症状是双手无知觉且僵硬。这经常是不堪忍受的。病情发展到极端程度时,许多病人就得进行整形手术以减轻痛苦。后来经研究确证:这种综合症与维生素B6和B2缺乏有关,多数情况下只要给这两种维生素补剂就可以成功地治愈。

然而,对于所谓“正常人”的B6研究使得福尔克斯得出一个按他自己的话来说,就是“惊人的”信念:几乎95%的人都在某种程度上缺乏维生素B6。福尔克斯指出由于这种维生素是50多种脱辅基酶蛋白的辅酯,这一发现是具有深远的意义的。临床研究表明维生素B6的缺乏是许多种人类机体紊乱现象的原因。

这一研究成果使得福尔克斯更加坚信自己的观点:在美国,人们对于维生素在维持人类健康当中所起的作用造成了很大的误解。他指出20 ~ 50年以前维生素曾被看成是科学上的一项重大成就,在医学上更受欢迎。某些本来不是维生素的物品得以伪装,被声称为并且按维生素进行推销。新闻界通过宣传使公众相信好的食物莫须添加维生素补剂,这使得生物医学科学家们难以得到必要的支持以进一步阐明维生素在人类疾病中的真正作用。

[C & En,1985年6月号]