班廷与助手贝斯特一同发现了胰岛素
提起20世纪最伟大的发现，人们会想到相对论、人工智能、青蒿素……其实，胰岛素被发现，同样值得被后人铭记——1921年4月15日，加拿大医生班廷与贝斯特一同发现了胰岛素。后来，班廷在多伦多大学与苏格兰生理学家麦克劳德合作，获得治疗糖尿病效果稳定的激素。他和麦克劳德两人因发现胰岛素而共获1923年诺贝尔生理学或医学奖。
胰岛素的发现，让糖尿病这种古老的疾病终于有了治疗方法，胰岛素自身在近百年中的不断进步，更是改变了无数糖尿病患者的命运。
偶然的发现
早在一千五百年前，古埃及就出现了对糖尿病患者“体重快速下降和频繁小便”的症状描述。我国东汉名医张机在《金匮要略》中，也以“消渴症”描述糖尿病的相关症状。尽管认识糖尿病的历史非常悠久，但一直以来，人们却没有任何应对方法。
当时糖尿病唯一有效果的治疗方法是“饥饿疗法”，尽可能限制糖尿病患者的饮食摄入，但即便如此，I型糖尿病患者的平均寿命仍然不到一年。
在发现胰岛素之前，班廷的经历平平无奇，1917年他从多伦多大学毕业，连完整的医学训练都没有就被征召入伍成为陆军医官。战争结束后，他回国也没能找到像样的工作，只能到一个边远的小镇开了个诊所，惨淡经营。为了糊口，他又兼职了一份医学院讲师的工作，关于糖尿病的知识就是这一时期给学生上课现学现讲的。
1920年10月30日，班廷备课时读到一份病例，一个病人的胰脏导管被结石堵塞之后，分泌消化酶的消化腺萎缩了，可是胰岛细胞却依然存活良好。这次偶然的阅读间接将胰岛素带到了人们的面前。
此前，俄国科学家巴普洛夫已经通过对狗的瘘管手术研究了食物与消化液之间的关系并确认了胰脏分泌物的消化功能。后来，德国科学家梅林和明科斯基又在此基础上进一步发现，胰脏被切除的狗，尿液是含糖分的，也就是说，没有胰脏的狗，患上了糖尿病。
但如何从胰脏中提取这种神秘的激素呢？这个问题难倒了很多科学家。班廷却从这个偶然发现的病例中想到：要是模仿结石阻塞的状况，把狗的胰脏导管用手术结扎，等消化腺萎缩之后，再提取神秘激素不就行了么！
萌生了这个想法之后，班廷立刻开始着手实施。多伦多大学生理系麦克劳德教授向他伸出了援助之手，班廷获得了一间医学实验室两个月的使用权、助手贝斯特以及10条实验用犬。
班廷的实验并不顺利，一开始就有7条狗在切除和结扎的过程中死去。这10条实验犬上，他们一共注射了75次以上的胰岛素提取液，终于，一条狗的血糖含量恢复到了正常水平。
不过，按照他们当时的提取方法，一条糖尿病狗所需的“岛素”需要五条健康狗的生命，这显然并不现实。为了解决“岛素”的来源，班廷想到了屠宰场。他们把通过酸化酒精处理牛胰脏提取出来的胰岛素注射到了一条糖尿病狗的身上，随着血糖的下降，这条狗从昏迷中清醒过来，成为了第一个通过胰岛素治疗糖尿病的“患者”。
在动物身上取得的成功能否延续到人类身上？为了测试牛胰岛素的安全性，班廷和贝斯特在自己身上进行了注射，并取得了成功。
1922年，班廷的一个同学身患糖尿病并迅速恶化，抱着一线希望找到了班廷，为其注射牛胰岛素后，取得了良好的治疗效果。
至此，麦克劳德也加入进来。他调动自己的全部资源，投入了胰岛素实验的后续工作。后来，为了解决量产与杂质的问题，他们与美国的礼来药厂合作，成功地从屠宰场取得的动物胰脏中，分离出足以提供全球糖尿病患使用的胰岛素。
1923年，首款动物胰岛素上市，无数糖尿病患者的生命得以挽救或延长。
胰岛素的进化
美国著名糖尿病学家乔斯林曾写下这样一段话：“1897年，1个被诊断为糖尿病的10岁男孩的平均生存期是1.3年，30岁和50岁的糖尿病患者生存期分别是4.1年和8年。而到了1945年，10岁、30岁和50岁诊断糖尿病的患者可继续生活45年、30.5年和15.9年。”
胰岛素对于糖尿病患者的重要性可见一斑。
1923年胰岛素上市后，据粗略统计，当年就有近8000名医师对25000多名糖尿病患者使用了该药。不过，班廷时代的胰岛素现在看来只是粗制品，极易激活人体免疫反应，导致过敏；而且早期胰岛素作用时间短，需要每日多次注射，给患者带来了不便和痛苦。
1936年，长效胰岛素鱼精蛋白锌胰岛素诞生。胰岛素中加入过量的鱼精蛋白和过量的锌使制剂保持稳定，降糖效果可维持长达20小时，当时，人们将其与短效胰岛素联合使用，这样即可更好地控制全天血糖。
1946年，性质更为稳定的中效胰岛素研制成功，每天注射两次可以基本覆盖全天基础胰岛素需求。不过，这一时期的胰岛素均存在明显的吸收高峰，无法完全模拟生理胰岛素曲线，容易导致血糖波动，甚至导致低血糖发生。
20世纪80年代，科研人员通过基因工程重组DNA技术开始了人胰岛素的工业化生产，开启了胰岛素发展的第二个时代。二代胰岛素以动物胰岛素为原料，采用生物重组技术，使得氨基酸排列与人体自身的胰岛素相同。人胰岛素大大减少了过敏反应，但它仍存在缺陷：人胰岛素必须在餐前30分钟注射，才能与进餐后的血糖高峰时间同步。
20世纪90年代末，科学家们研制出了第三代胰岛素——胰岛素类似物。胰岛素类似物能够更加精细、有效地模拟人体胰岛素生理分泌，不需要餐前30分钟注射，临餐注射即可，更为便利。
来源：《新民周刊》2020年14期 周洁
