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读书随笔:大成若缺 班廷和胰岛素(4-1)

 书虫小记 2022-12-04 发布于北京

朱石生系列医学大神传记,精彩之至,2021年疫情期间,本着对医学和医生的尊崇,通宵读完。

Diabetes糖尿病,最能代表人体功能与疾病的复杂性。首先它是因为人体的血糖控制出问题,其次,它会在身体任何部位体现出五花八门的症状,可谓四处出击。因此,以对症为主的古代近代医疗,均无法应对。对付这个疾病,东方和西方在古代基本一致——建立一个哲学框架,然后推断猜测,辅之以观测病例。

最早记载可能是糖尿病的是公元20年中国的《素问》,从那时起就有了个著名的名词“消渴”,消是指尿多,渴就是总觉得口渴。公元130年左右的古希腊名医阿莱泰乌斯记录了“多尿和消瘦”。其实也都无法确证记录的症状就是糖尿病。

大家就这么糊里糊涂地过了一千五百年。

1674年英国医生托马斯·威利斯第一次把“尿多”和“尿甜”联系起来,相对准确地锁定了糖尿病。源自拉丁文的diabetes实际上是指“通过”和“穿过”,就是指喝了水直接排尿的意思,这种症状其实还有诸如尿崩症一类的也有,威利斯把尿带有甜味这种情况确定为糖尿病。

也就是说,花了一千多年时间,人类才弄清楚糖尿病在“糖”而不在“尿”

一千多年时间里,东西方大概有一百多种草药药方来治疗消渴。中国多用麦冬、地黄、石膏,西方多用鲁冰花、胡芦巴、莪术。其中,真正有降糖作用的是山羊豆,可是山羊豆对人体又有毒性,所以还是很麻烦。

现代药学把山羊豆的降糖成分提纯之后,改变分子结构,去掉毒性,就成了今天的降糖药——二甲双胍。

又过了两百年。

1871年普法战争期间,巴黎实行食品管制,大家都吃不饱。一个叫阿波里纳日·鲍查德的法国医生发现,自己的一个糖尿病人一直抱怨很饿,可是检查他的尿糖居然没有了。鲍查德思维很敏锐,他猜测,尿糖是不是跟饮食有关——于是,控糖饮食疗法出现了

19世纪中期开始,美国正在迅速崛起。一个代表性现象就是医学领域的基础性研究自19世纪中期以后,大量发生于美国——因为有钱,且社会环境稳定。

哈佛医学院一个叫弗雷德里克·艾伦的本科毕业生,也不知怎么想的,全身心致力于糖尿病研究,专心致志做动物实验,三年时间里给两百多条可怜的狗和两百多只可怜的猫做了各种各样程度的胰腺切除手术,并且让人家染上糖尿病。

1913年,他写出来了一本厚达1100页的《糖尿病和尿糖之研究》!由于找不到对症治疗的办法,所以他只好潜心控糖饮食疗法。艾伦准确地发现了碳水、脂肪、蛋白都可能造成糖分过高,形成了一个高纤维低碳水的饮食方法,其实就是饥饿疗法。

1914年,洛克菲勒基金会认为艾伦的做法有点搞头,就给了他一个基金会医学研究所的职位,管理糖尿病房。

在他的管理下,患者年度死亡率下降了20%。不过他的缺陷在于,没有找到一条既控糖,又有营养的路子,所以病患要么是死于糖尿病,要么就受饥饿折磨,或者干脆死于营养不良。

艾伦最终也没有找到对路的方法。

因为,那时候的医学基础研究,尚未积累到足够的厚度,能让人去发现糖尿病的致病机理。而基础研究,就是日夜枯燥的加班做实验——这既需要人才和头脑,更需要不追逼着出成果和发论文提职称、不用搞政治学习、还能提供足够资金的良好体制机制

上面是对症治疗的极简史。

接下来是对胰脏的认识史。胰脏很难被发现,一直到公元100年古希腊解剖学家卢夫斯才认为这是一个独立的器官,尽管它看起来就像腹腔后壁上的一块肉,所以他取名为pancreas,也就是“一块肉”的意思。

中国古代不知道有这个器官的存在。汉字“胰”在古代是指肾脂,大概就是肾脏周围的脂肪垫——本草纲目这么说。到清代康熙字典认为“胰”就是夹脊肉。

一直到晚清,pancreas传了过来,大家不知道怎么翻译,想到这是从外国来的东西,所以蛮夷说的器官就叫“胰脏”吧

1869年德国医生朗格罕在显微镜下第一次观察到了胰腺的结构,发现了我们今天所说的胰岛这样的细胞团。接着,人们发现了胰可以分泌胰液胰蛋白酶,帮助消化脂肪和蛋白质。

胰腺的另一种功能,是被一个德国医生明可夫斯基通过实验发现的。他的实验本来是跟同事梅林打赌,梅林发现了一种治疗脂肪消化不良的偏方,说是偏方治疗胰腺功能不调。明可夫斯基就用实验来检验,是否没有胰腺,就会消化不了脂肪和蛋白质。

结果,他把一条狗的胰腺切除之后,发现这条狗恢复之后尿多到控制不住撒尿

这里就体现出牛人与普通研究者的不同——明可夫斯基居然就这么灵光一闪,瞬间联想到,糖尿病不也是尿多吗?他立即检查这条狗的尿,果然发现尿中含糖量超高

明可夫斯基全身心都激动了——糖尿病的治病机理一直搞不清楚,这下子误打误撞发现了一个线索。他立即重复试验,结果是失去胰腺的可怜的狗们都出现了血糖、尿糖增高现象。

1889年,明可夫斯基赶紧写了论文,而且很开心地把激发他做实验的同事梅林列为第二作者。这是人类历史上,首次证明了糖尿病的致病机理在胰腺功能缺失

接着就要分析,胰腺是怎么控糖的呢。

当时认为胰腺就是用来分泌胰液,进入十二指肠来消化蛋白和分解糖分。明可夫斯基先把胰管扎住,不让胰液进入肠道结果发现,狗们没有出现糖尿病症状。

接着他又遵循之前法国生理学家海东的手术实验,把胰腺靠近肠道部分切除,只留下带有血管的一小部分,也就是确保胰液根本无从生成并进入肠道。结果仍然发现,狗们没有出现糖尿病症状

这就证明,胰液与控糖没有关系。同时也说明,胰腺一定分泌了其它的东西,这个东西没有通过胰管进入肠道,而是走了另外的通路——血管,也就是内分泌方式

明可夫斯基由此证明,胰腺是多功能器官,它既通过外分泌胰液来帮助消化,又通过内分泌某种东西来控制糖分代谢

由此研究者们联想到二十多年前朗格罕发现的那些奇怪的胰腺细胞团,是不是就是它们在分泌那种神秘的物质

1901年,美国霍普金斯大学病理学家欧佩解剖了糖尿病死者的胰腺,果然在显微镜下发现了这些细胞团的退行性病变

1910年,英国生理学家沙飞把这些细胞团命名为胰岛,把尚不清楚的那种神秘分泌物质命名为岛素insuline。他明确了岛素是控制糖分代谢关键物质,岛素缺失会导致血糖无法控制地升高,只好从尿液排出——也就是后来一型糖尿病的致病机理

——到这里,除了糖尿病机理,更重要的,还有这种实验和发现内分泌机理的模式——后来的研究者们遵循明可夫斯基这种操作模式,连续发现了诸如肾上腺、甲状腺、胸腺、卵巢等内分泌器官的机能。

明白了机理,自然而然大家就想到了——吃啥补啥,能不能用健康胰腺的提取物,来治疗糖尿病?

最早这么干的,还是德国医生,斯维尔泽。把胰腺研磨,溶液浸泡,滤掉杂质。然后把提取液注射给患糖尿病的狗,还真降糖了。

19066月,斯维尔泽用牛胰岛制作的提取液,给一名糖尿病重症者进行了皮下注射,这名重症患者从昏迷中苏醒,并且要求进食了。只不过,因为斯维尔泽提取的牛胰岛液太少,这名患者不久还是去世了。

后来德国医生弗施巴赫重复了斯维尔泽的实验,发现有时有效,有时又会造成严重的副作用。这说明提取液皮下注射这种治疗还是太粗糙,不可靠。

1911年,美国芝加哥大学的医学生斯哥特仔细想了下斯维尔泽的实验,以及明可夫斯基的机理分析,认为,之所以提取液不可靠,是因为没有做进一步的分离提纯。

斯哥特的牛×思路——胰腺外分泌蛋白酶用于消化蛋白质,内分泌岛素用于控糖,岛素本身很可能是一种蛋白质,所以你把胰腺混到一起,既有蛋白酶,又有岛素,很可能会导致蛋白酶把岛素分解掉了,这就造成了提取液的效果不稳定

所以,斯哥特很细心地把胰管结扎,让胰液无法流出,导致腺泡细胞萎缩,失去分泌蛋白酶的功能,但又让胰岛细胞无碍,可以继续分泌胰岛素。这样下来,他通过实验重新弄了一批提取液,给病狗做了注射,四条狗里有三条有好转。于是他就发了论文。

不过,提取液还是不可靠,三条好了的狗又有发烧和毒性反应。斯哥特没有再继续他的研究。

后面还有一些人跟随了这些实验,但都因为各种原因中断了。不过大家的实验起到了一级级垒台阶的作用——先后排除了血液稀释、发烧、其它内分泌器官分泌物等等各种可能的其他干扰因素的影响——这都有赖于成熟的论文刊发、学术交流和数据积累机制!

斯哥特最大的贡献,当然就是猜想胰岛素是一种蛋白质,所以,得把胰岛素与胰腺细胞分离开来提取相关的物质。

这个时候,主角班廷登台了。

18911114日,弗雷德里克·班廷出生于加拿大安大略的阿里斯顿郡,父母都是农民。他家是爷爷辈从爱尔兰移民到的加拿大——也就是美利坚民族中传说中的北部边民。

与此前给大家介绍过的科赫、塞麦尔维斯不同,班廷属于资质平平那种小孩,还不是一般的平平,后面大家会看到他自小就在父母的牧场和农田里帮工做事,本来会要成为一名农民的。

不过他读书愿望很强烈,所以一再恳求父母让他去念大学。他考大学考了三次,第三次勉强过了录取线,于1911年进了多伦多大学的维多利亚学院。

可是大一时他又有几门功课不及格,重修了一年

重修复读的时候,某次偶然看到学院宣传栏上有公告,号召大一新生转专业去医学院学医。

之所以出现这种情况,正是因为20世纪初,医学正在发生翻天覆地的变化——科学理念完全改变了传统的医学思维方式、研究方式和医疗手段。不仅是北美,整个欧洲的医学界都在与传统决裂。

这个时候,加拿大各医学院迫切希望招徕不受既往思维约束的年轻人,建立全新的医学研究和医疗体系。那个时候,医生这个职业并不神圣,和理发师、鞋匠差不多,都是靠手艺吃饭的行当,收入也不高,所以相对而言,门槛比现在要低很多。

班廷也没有想什么,因为他对于今后干啥基本没有什么概念,就递交了申请,也就糊里糊涂地通过了,成了医学院的学生。

本来是要到1917年才毕业,结果一战爆发,医学院学生都要上战场,班廷就被匆匆结束了医学本科,被派往欧洲,先是在后方医院锻炼,接着上法国战场前线。

在前线,班廷充分展现出了他的一根筋和脑子不是很灵光的那种感觉,经常因为一心治疗救助伤员而身陷险地,还挨过一次炸弹,因为自己不当心,伤口严重感染,被迫下了火线。

1919年退役,回到了多伦多,为了成为执业医生,他还得进行实习轮转——这就是医疗体制的强硬性,即便你当过战地医生也不行。班廷先是在多伦多儿童医院实习。

这哥们考试还真不行,实习完了,居然还是因为成绩不好,没有能被医院留下

怎么办,他只好问老爹借钱,在家乡附近的小城伦敦(安大略的伦敦),自己开了个小诊所。192071日,开张。到729日才见到第一个病人,而且这个病人其实是随便找个医生开处方来买酒喝,因为当时加拿大禁酒,只有医生处方作为药用才能买酒!不服不行吧。

开业半年,他居然连上学的贷款都还不起,靠省吃俭用度日;跟女朋友谈恋爱,居然想到要从电车后门溜上去,以免费搭便车。这时班廷已经29岁了,混得挺潦倒的——真是个凡人

当年9月某一天,闲逛的他看到城里一个西安大略大学招聘生理学讲师,给大一学生上生理学课,有点额外的薪水,挺好,就去报了个名,结果只有他一个人报名,所以他被录用了。哈哈。

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