1921 ~ 1922年,多伦多大学的胰岛素发现,是医学史上轰动社会的重大事件。这是因为已证实该激素对治疗糖尿病具有戏剧性的效果,事实上,也可称得上是现代医学最早发现的“奇迹般”治疗方法之一。另一方面,长期以来围绕着该发现的本身一直存在着暧昧含混的推理或虚构编造的议论。这就是,多伦多大学研究方面的事实与其他研究小组的关系,以及在此之前对医学界几乎谈不上贡献的加拿大多伦多大学完成了如此重大的发现,究竟是怎么回事?关于这些问题的历史性研究或分析,在我的“胰岛素的发现”一书(1982)出版之后达到顶点,为此,我相信有关这问题的迷雾大部分已被驱散。在这里,把我的研究简略整理成文,想介绍一点有关胰岛素发现的议论和内幕,同时叙述一下关于胰岛素如何进行研究以及由谁发现的情况。

1889年,梅林(Von Mering)和明科斯基(Minkowski)两位德国研究人员偶然发现,实验动物被摘去肾脏后,很快就会出现重症糖尿病。所谓糖尿病就是由于不能利用食物中的营养,尤其是糖类而产生的代谢异常。在那时,已知道胰脏在“外”分泌作用方面起着向十二指肠输送消化酶的作用。但是,根据梅林和明科斯基的这一研究,很快弄清楚胰脏具有释放某些“内”分泌物质、调节体内代谢的第二种功能。于是马上开始了有关胰脏内分泌机制的深入研究,并期待这一研究不但能推动生理学的发展,而且同糖尿病的治疗有直接联系。

但是,到了三十年后的1920年,研究成果仍寥寥无几,当然更谈不上给大多数苦于糖尿病的患者带来福音。总之,社会上推行的是作假的治疗方法,若说其中正经的治疗方法,则唯有“饥饿疗法”,即极度减少饮食而已。这疗法基于如下考虑:糖尿病患者不能正常消化食物,因此最好给他们能够进行正常代谢的食物量。确实,对成人型或者称之为II型的糖尿病来说,就是在今天,这种规定食物的疗法还是极为有效的。但是,对于几乎全部少年型或称之为;型的重症糖尿病,就意味着减少食物,这样,提供的食物量比为维持患者身体所需量的还要低,也就是说,患者最后不是因饥饿而死就是因糖尿病而死,二者被迫择其一(少年型糖尿病,即便持续节食疗法,最长也只能生存一年左右)。

然而,全世界都知道,这样的不幸事态于1921年到1922年间终于戏剧性地结束了。那期间,多伦多大学的一个研究小组发表论文说,他们发现了有助于糖尿病治疗的胰脏内分泌物质,并将它定名为胰岛素,胰岛素的纯化也获得了成功。

胰岛素发现的故事,自然可以认为是最富戏剧性的冒险。故事首先从安大略州伦敦小镇的普通医师班廷(Frederick Banting)一天晚上在看医学杂志时忽然产生一个念头开始。班廷在他的母校多伦多大学提出了他的设想,请求生理学教授麦克劳德(J. J. R. Macleod)能提供实验场地和验用狗。另外,为能充分验证自己的研究设想,还提出想让成绩优秀的学生贝斯特(C. H. Best)当他的助手。1921年的夏天,麦克劳德去苏格兰度假,而在多伦多大学的旧医学楼里,班廷和贝斯特成功地制备了能使摘除胰脏狗的血糖值明显下降的胰脏抽提物。就是说,已表明接受实验性胰脏摘除并形成糖尿病的狗,其代谢能力可通过供给胰脏提取物而恢复。1922年1月,该胰脏抽提物第一次被用来治疗因糖尿病在多伦多综合医院住院的14岁少年汤普森(Leonard Thompson)。而且,在短短几个月里,胰岛素拯救了数百乃至数千名糖尿病患者的生命。1923年,胰岛素的发现荣获了该年度医学生理学诺贝尔奖,对此评选结果无人持有异议。实际上,以发现本身的了不起以及重要性不容置疑为由,于如此短的时间内授奖的例子,在诺贝尔奖的历史上也是不多见的。

关于这次诺贝尔奖,令人惊讶的是授奖对象不是班廷和贝斯特,而是班廷和发现胰岛素时肯定不在多伦多的麦克劳德。班廷对此结果不满是显而易见的,他当即表示将自己的一半奖金分给贝斯特。几天后,麦克劳德也表明将自己的一半奖金分与研究小组中第四位研究者科利普(J. B. Collip)。这样无论在实际上还是名义上都使人搞不清楚谁有什么贡献。而且在相当长的一段时间内不能解开如下之谜,即多伦多的这一研究小组有哪座人?斯德哥尔摩的诺贝尔奖评选委员会是如何决定授奖的?麦克劳德为什么赢得一半诺贝尔奖金?贝斯特为什么榜上无名?麦克劳德是否夺取了班廷和贝斯特的名誉?诺贝尔奖评选委员会是否犯了致命的错误?科利普到底是什么样的人物?真相又是怎样?

虽然当时并不认为有什么问题,但应该进一步争辩的疑问也还是存在的,以后终于引起了不少医学史家的关注。那疑问是,效果跟班廷和贝斯特制备的至少相近的胰脏抽提物,在那之前不是已由其他研究者得到了吗?因此,必须涉及班廷等人以前的一些研究者。德国的朱尔雷尔(G. L. Zuelrer)于1906年就已经在柏林给糖尿病患者注射了胰脏抽提物(有一位患者经此剂治疗,一时性地从昏睡状态中醒了过来,所以他将这抽提物叫做“昏睡觉醒剂”)。另外,美国的斯科特(E. L. Scott)在1911年的学士论文中也报告发现了胰脏内分泌物质,并请指导教师在公开发表的论文中提及此发现。

再近一些,罗马尼亚的著名科学家巴乌列斯库(N. C. Paulesco)的研究受到注目。他在1921年的夏天,在法国的杂志上发表了几篇论文,报告了与922年初还未发表的班廷和贝斯特的第一篇论文相比有过之无不及的同样发现。而且意想不到的是,班廷和贝斯特在他们的第一篇论文中,对巴乌列斯库研究的引用是不正确的。只要阅读过巴乌列斯库的论文,就可知道,那种不合法的、否定性的引用,实际上就是高明地抛弃他人的成果。当时,巴乌列斯库因其研究被忽视而气馁。从1960年到1970年,在罗马尼亚,他的崇拜者发起了更正错误的活动,开展把注意力引向巴乌列斯库的大规模宣传活动。活动的结果,在欧洲,尤其是在罗马尼亚医学工作者之间开始普遍相信胰岛素的真正发现者是巴乌列斯库。另外,这件事之所以没有被认识的原因,现在一般认为是由于当时一些富裕的北美人根据这一发现,抢先着手使胰岛素商品化,以及班廷和贝斯特对巴乌列斯库的研究作了错误的说明,使诺贝尔奖委员会和其他研究者产生了误解而造成的。

班廷等人的错误说明反映了科学家中极为不正当的行为,对此有人甚至说他们是故意歪曲事实,实质上是盗取诺贝尔奖。最极端的例子,法国的一位科学家甚至推测麦克劳德之所以能从班廷和贝斯特手中分得一半奖金,也许是麦克劳德掌握他们的不正派行为,为使自己也能分享荣誉,对班廷进行了实质性的威胁。至此争论又开一面,也就是胰岛素真是在多伦多发现的?加拿大的这一科学伟业(这诺贝尔奖是加拿大唯—的一项诺贝尔医学生理学奖,即使同其他领域合起来,也占三分之一)真是靠歪曲事实得来的?是用近乎不正当手段编造的谎言?

关于胰岛素发现,我本来是从加拿大的历史伟业是如何完成的这一兴趣出发开始研究的。但了解了以上这极其暧昧的争论过程后,遂转而想在有关胰岛素发现的虚构故事或事实真相方面能打开一条通道。包括班廷和贝斯特说了真话的未公开资料在内,随着许多新资料的发现,这想法的实现已成为可能。例如,多伦多大学胰岛素委员会的记录,它是一些多伦多大学就胰岛素研究同世界各国研究人员进行的联络书信(我是在多伦多一位私人住家的地下室中找到它们的,当时不得不小心翼翼地拂去上面积满的灰尘);另外,记得当初拒绝入馆,以后逐渐向研究人员开放的诺贝尔公文馆中的许多文件;还有长期被遗忘而鲜为人知的论文,如科利普说明事实的文件等。多亏这些资料,使我的研究能按计划进行,并获得了出人意料的成功。

另外,我或是采访1921 ~ 1922年当时在场的许多人,或是在一定程度上亲自体验医学界的实验,这些也都起了作用。现在是多伦多大学实验外科医生的西雷克(Anna Sirek)博士,有一次让我帮她做狗的胰脏摘除手术。这对毫无经验却有意什么都想试一试的像我这样的历史学家来说,能得以按字面体验了班廷1921年当时所做实验手术的复杂技巧。这似乎进入了医学考古学范畴,当然也做了研究发现的详细记录,我调阅了有关他们在14岁少年汤普森身上首次试验提取物效果的医疗记录,才知道该少年已于1935年死亡,其胰脏为大学所保存。因为知道多伦多大学仍无多大变动,所以一天早晨忽然想起,就去大学找出了那个胰脏。

在重新修正以前的胰岛素发现史时,我的研究进行得相当顺利,作为内情,知道多伦多医学院(Academy of Medicine in Toronto)有班廷个人笔记(它跟长期保存在多伦多大学的“班廷文库”中的班廷和贝斯特实验笔记有差异),这一点帮了大忙。在那以前,一般认为个人笔记中肯定详细写着班廷自己的独特设想,但从未看到过实物。总之,独创设想本身的详细内容谁都清楚,不过记有班廷设想的原件仍有一看的价值。之所以这样说,不只是因为可以仔细查看其措词,据说那糖尿病(diabetes)等词的拼法有误,而且能看到可明白他当时具有的这一设想实际上并不是他的措词,这里出示假称他书写的一节(他经常根据记忆写出):

缝合狗的胰管。等待6~8周退缩,切下退缩的脏器进行抽提。

实际上他是这样记录的:

Dibetus(Diabetes一一糖尿病之误)

缝合狗的肤管。保留胰岛,直至腺泡退缩,让狗活着。尝试从胰岛中insolate(isolate一一一一分离一一之误)能缓和glycosurea(glycosuria糖尿之误)的内分泌物质。

简单地说,两者中的重大差异在于有无“extract(抽提物)”一词。后者中没有记录班廷总是声称是自己个人设想的“extract”一词。这省略的重要性在翻阅笔记后就更清楚了,直至发现原以为散失或原来就没有的到第四周胰岛素实验为止的记录,再一次令人感叹,实际上应说是大吃一惊。

例如,最好仔细看一看6月9日的记述。从班廷对自己设想的记述和其他众多证据来看,毫无疑问,班廷向麦克劳德提出的原始设想并非是制备胰脏的extract,而是想通过将部分胰脏从一条狗移植到另一条狗来探讨内分泌作用。这一设想对当时欠缺机体排斥反应知识的外科医生来说,还是合乎情理的吧。

更令人惊奇的是6月9日有关麦克劳德的记述,现已清楚在以往认为麦克劳德去了伦敦的时期,其实他仍留在多伦多。确切地掌握研究胰岛素的年月日,在使片断性的事能连接起来这一点上也是非常重要的。已肯定麦克劳德从开始研究的5月17日起连续四周都在多伦多,而且还得到了不像后面班廷或贝斯特所述,他非常积极地关心研究计划的证据。麦克劳德实际离开多伦多的日子是6月14日后,告别之际还给了班廷很多指示。

班廷和贝斯特当时独立进行实验是事实。而且,他们第一次注射胰脏抽提物是麦克劳德不在多伦多的1921年6月30日(关于移植实验,似乎因技术难和已浪费了许多实验狗而放弃),进而他们用胰脏抽提物得到意义深远的结果也是事实。患糖尿病狗的血糖值,经注射这抽提物从0.200下降到0.120。但是,我发现了班廷和贝斯特在做完这第一次注射抽提物实验之后不久的8月初寄给麦克劳德的信的复印件,这也是研讨该实验的新的重要资料。贝斯特在给麦克劳德的信中写着决定有关胰岛素发现的荣誉分享的极为重要的证据信中写道:“我们按您的指示,制备了抽提物”。

从笔记或贝斯特给未婚妻的信,到班廷写在书桌曰历上的加注,只要查阅一下,那么任何时候任何一头实验动物,连注射实验详细过程都能重复班廷和贝斯特进行的研究。麦克劳德在1921年9月末从伦敦回国,显然这两名年轻的研究者在那以前,已总结了用胰脏粗抽提物得到的有希望的实验结果。总之,他们对获得的实验结果异常兴奋,但未出现系列结果,或撰文,或用这胰脏抽提物对人进行无毒性试验的状况。为此,还需要进一步深入研究。

不幸的是,麦克劳德回国后不久,班廷和麦克劳德为,研究设备一事发生了激烈的争执。班廷性急,是热衷于事业的性格,他要求大幅度地扩充设备。另一方面,麦克劳德是深刻了解大学舍不得花钱的管理员,想在新大楼建造之前按现有条件将就一下算了,另外这研究是否真值得优先考虑尚未论证。下面的争吵反映了这一对立情绪。班廷对麦克劳德说:“多伦多大学如果不将这一研究列为重点,我将转其他单位”。麦克劳德针锋相对说:“那是你自己的事,我是属于多伦多大学的”。贝斯特记得班廷以后说过:“畜生,我要让人看看那家伙不属于多伦多大学。”这事在以后班廷和麦克劳德之间、在因各自个性互相不一致而生气的许多事件中,也可谓是最突出的。

继续研究期间,班廷和贝斯特已比以前更精通文献了。有一天,我在观看班廷的大学笔记后,发现了有分类错误的一包索引卡片。这些卡片摘录了贝斯特和班廷1921年秋所读文献的内容。其中特别引人注目的,是可解开他们曲解巴乌列斯库论文结果之谜的贝斯特亲自书写的一张卡片:

“巴乌列斯库写的内容如下。(以下,原文是法语)高血糖和糖尿的减轻或一时性抑制,已能通过注射胰脏抽提物观察。不仅是向末梢血管系统注射,向门脉系统血管注射也观察到了这一现象。例如,颈部门脉或肠间膜静脉等场合”。

贝斯特对该节概括如下:“向颈部门脉和肠间膜静脉注射有效果,但向末梢血管注射,效果则无”。重大的误解产生于误译。贝斯特将英语not only(不仅)一词意义的法语nonplus解释成“no bon”,也就是“不怎么好”的意义。因此我的结论是,他们歪曲解释巴乌列斯库的研究并非故意,而是由于用英语的加拿大人普遍不能正确阅读法语的倾向造成的。

胰岛素发现的另一个争论焦点,就是巴乌列斯库和斯科特、以及朱尔雷尔等先驱研究者是否真的达到了班廷和贝斯特的研究水平?这些研究者全都成功地制备了能使糖尿病模型动物尿中和血中的葡萄糖值降低的胰脏抽提物。或许应该说在那几年还有更多的研究者成功地制备了有效的胰脏抽提物。为什么这样说呢?其原因不如说是那时还没有可以得到不含胰岛素的胰脏抽提物的方法。这些先驱性研究的问题是胰脏抽提物产生矛盾的结果,说得更明白些,就是对治疗对象有毒性。接受朱尔雷尔抽提物注射的患者苦于严重呕吐和发高烧,或者抽搐。斯科特和巴乌列斯库的实验狗几乎经常陷于高热状态。从这些反应状态来看,不能判断他们的胰脏抽提物对改善糖尿病症状是确实有效,还是属于处于不正常状态但偶然外表显出正常化的情况?据说在多伦多大学,在研究早期,实验狗经注射也常常发生肾功能障碍。因此,光是说胰脏抽提物有时可使尿中和血中的葡萄糖值降低,还不是什么重要的发现。就那一点结果,离阐明胰脏的内分泌机制还很远。为此,必须作进一步研究。

可是,从正面来看先驱研究者中反映内分泌机制这一点,揭示最接近的是克莱伊纳(Israel Kleiner)。这样说是因为他于1919年发表的论文(在洛克菲勒研究所进行研究的总结),比巴乌列斯库以及当时其他任何一位研究者的论文都出色。至于为什么克莱伊纳中断该项研究,原因不很清楚。唯一可供参考的是他在四十年后一篇论文中说的一句话:“那是一个很长的故事”。有一种说法,即克莱伊纳那时在一所大学里获得正职而离开了洛克菲勒研究所,在新单位里不能开展大量的动物实验。我认为那不是准确的解释。

从1921年到1922年的冬天,在多伦多大学,主要是在麦克劳德领导之下,开展了阐明胰脏内分泌机制的研究。那是在麦克劳德设法说服班廷和贝斯特停止再度进行组织移植(班廷提出想这样做)之后。班廷和贝斯特这时的主要收获是觉察到为得到有效的抽提物,可抛开他们早期采用的复杂的外科手术方法(缝合胰管,等待胰脏退缩)。选用新鲜的胰脏,也得到了相同的结果。但是,在那个时候,班廷和贝斯特仍感到不可能获得高纯度的有效的抽提物。

班廷为了加快必要的实验和研究而向麦克劳德提出请求,希望科利普加入研究小组。科利普在多伦多大学以生物化学课程取得理学博士后,在艾伯塔大学担任讲师。但是,那年正好是休假年,所以在麦克劳德实验室里进行其他方面的研究。他在班廷和麦克劳德早期讨论时偶然在座,因此对这工作产生了兴趣,通过—定的方式提出自己也想在这研究中出把力。科利普从12月的第二周起加入了研究小组。科利普在制备组织抽提液方面,比班廷或贝斯特有经验得多,用他的抽提物马上得到了很好的结果。但可惜的是,科利普做实验的地方是在隔开一个街区的另一间屋子里。科利普进一步连续不停地做着兴趣浓厚的实验。这小组得到了在单降低血糖值以外,还具有其他特性的物质,并出示了有关证据,这在当时还是最早的(尤其是,科利普发现抽提物可使糖尿病患者的胰脏蓄积糖原,还第—次发现了注射抽提物后酮体消失的现象。另外,他还发觉抽提物不仅对糖尿病动物,也能使正常动物的血糖值下降,以及用兔子做实验更简单)。

到了那年圣诞节的前一周,只得到一般结果的班廷和贝斯特,在焦躁不安之余,决定不管怎样先推进实验再说,想在人身上试验一下他们的抽提物。班廷不向麦克劳德报告想做的事,给糖尿病患者的同班同学吉尔克里斯特(Joe Gilchrist)挂了电话。如果是根据该实验的记录,那么班廷可能担心注射造成的反应,抽提物改由口服。总之,当时,班廷和贝斯特还不具备了解胰脏抽提物经口服完全无作用的方法。(待续)

[《科学》(日),1986年56卷6期]