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读书随笔:大成若缺 班廷与胰岛素(4-2)

 书虫小记 2022-12-05 发布于北京

班廷只有一个长处,安排他做啥事,他肯定都非常认真专注地完成——也是因为他知道自己天分不高。每次讲课之前,他都会查阅图书资料,充实内容,然后把近期的期刊相关内容看一遍,更新内容。

这一次是讲糖分在体内代谢,班廷就从图书馆拿了一堆相关材料,开始备课。谁知道,医学史上最神奇的一幕就这么揭开了。

班廷读到病理学家巴伦的一篇论文《从胰腺结石病例来看朗格罕小岛(就是胰岛)与糖尿病之关系》。恰好这个病例达到了当年美国医生斯哥特想要的那个结果——结石把胰管堵塞,导致胰的腺泡细胞萎缩,但胰岛细胞良好,所以,这个病例中的病人虽然没有胰液,但血糖情况正常

班廷看完,就睡觉了。

第二天凌晨两点,他醒了,他爬起来,找到笔记本,写了一段话“结扎狗胰管,让狗存活,等待腺泡细胞坏死,剩下胰岛细胞,分离胰岛细胞内分泌,用以降低尿糖”,可能因为人还没有太清醒,这段话里还有两个错别字。

这就是神灵敲头的那一刻这一天是19201031日。同月,北京共产主义小组成立。

班廷完全清醒之后,觉得可以尝试做实验来弄明白这个,说不定又是一条新路子——他指的是自己的职业发展道路,搞科研去。

于是就去找西安大略大学的生物学米勒教授,米勒认为这里条件不够,让他去找多伦多大学的约翰·麦克劳德教授。

麦克劳德教授是多伦多大学生理学系主任,主攻糖尿病和糖代谢研究,属于当时世界级的专家。

其实米勒教授这么做,并不是为了真让班廷干啥,而是他了解班廷的头脑和学术底子。这就像一个中学生提出想研究哥德巴赫猜想一样,让班廷去跟世界级专家聊一下,让他趁早打消这个念头

可是谁知没有打消得了。

1920117日,班廷找到了麦克劳德教授。麦克劳德一听,班廷这个想法此前已经有过几十个人,做了四百多次相关的实验和研究了,都没有成功。

而班廷事后也承认,正因为对胰腺此前的研究一无所知,他也才敢拿出这个想法来跟麦克劳德去说

本来麦克劳德也想像米勒教授说的那样,打发他走了算了。不过他又想了一下——这就是历史的神秘性,也许是班廷这个人比较让他放心,或者就是看得顺眼——他想到,班廷是个临床医生,有个科研人员不具备的优势——手术操作技能应该不错(其实他高估班廷了,而且,当时血糖检验的方法已经改进了很多,成本小了很多(之前测血糖需要二十毫升血,一条狗也只能撑三天,后来只需要五分之一毫升血了,即便是兔子也能接受每小时一次抽血测糖),也许可以让他试试。

麦克劳德同意在暑假期间借用实验室一个角落给他,提供十条狗让他试试。不过,麦克劳德不同意班廷放弃现有的教职工作专心从事实验。

班廷于是回去继续教学,继续开业,也继续阅读一些糖尿病和胰腺的文献。有趣的是,他好像没有再继续做笔记,因为他那个记录下灵感的笔记本,保存完好,一直到他成名之后,也就那一段话

1921426日,班廷如约到了麦克劳德的实验室,让麦克劳德非常惊讶的是,小半年过去了,班廷对于糖尿病和胰腺的知识没有任何长进,貌似这小子就认为凭借热情和想法就可以搞定一切

麦克劳德确乎是个负责任的教授,他见班廷几乎没有什么搞研究和实验的经验,就主动给他配了两个大四的医学生作为助手,一个叫贝斯特,一个叫诺贝尔。

因为是暑假,所以两个助理决定各做一个月,第一个月是贝斯特。贝斯特熟悉测定血糖,也懂得用化学试剂提取生物成分这类操作。

他们的实验室其实就是麦克劳德实验室的玄关,很小,只够摆一张桌子;做手术的地方在生物系大楼的顶端阁楼,也很破,花了很大功夫打扫干净。

麦克劳德教授还是不放心,他知道班廷虽然是外科医生,但从未做过动物手术,也肯定不知道怎么切除胰腺。

所以,他干脆在517日这一天亲自来解剖一条狗,给班廷做示范——我看到这里,真是深受感动——这么一个世界级专家,就因为答应了一个毛头小子的要求,居然这样一直指导和负责到底

制作糖尿病模型狗,是一件精细的工作——首先要切除掉狗大部分的胰腺,但要保留一小点与血管相通的部分,确保胰腺仍能分泌胰岛素;然后要把这一点胰腺牵出狗的腹部,缝在腹部皮肤下面,以便于将来做小手术切除掉以制造糖尿病

然后等狗恢复,由于胰腺依然有功能,所以这时的狗不会有糖尿病。等狗完全恢复之后,再切开腹部皮肤,把那一小块胰脏去除,让狗得糖尿病。

这就叫病理动物模型!

当然,还有给胰管结扎的病理模型。

这个慈祥的老头在离开之前还不忘了嘱咐班廷,胰腺提取物一定要冷冻,虽然他也不知道这玩是否会怕热变质,但他还是嘱咐了。

自己动手才知道有多难,真正的实验都没开始,班廷就弄死了四条狗狗。第五条狗好点,成功地切除了大部分胰腺,留下一点点胰腺供给足够的胰岛素。

接着就做胰管结扎的实验狗,结果又死了三条狗,只剩下了两条狗存活。

这下狗不够用了,而麦克劳德只给他留下了十条免费狗,所以他只能和贝斯特一起到街上去买流浪狗

重复反复地做病理模型狗,终于做成功了四只。中间贝斯特还因为要服役军训十天,有十天全靠班廷自己又做手术,又测血糖尿糖和尿的糖氮指数——这也是麦克劳德的要求,他认为尿液的糖氮指数才是真正可靠的糖尿病指标。

中间不停出现各种新情况,有的狗胰管没结扎死,结果胰腺没有萎缩,又得重新打开重新结扎,重新结扎之后,狗又死于感染。

五个星期之后,一共做了19条狗,14条死亡了,5条结扎的狗存活,2条出现了胰腺萎缩。终于能够把腺泡萎缩的胰腺取出来了,1921730日,班廷取出了唯二成功的萎缩的胰腺,然后制取了提取液

接着,观察到被摘除了胰腺的编号401号的实验狗出现了血糖尿糖升高的情况,他和贝斯特对401进行了提取液的静脉注射。一个小时之后,血糖下降到了正常范围。

这是第一次有效的证据,胰岛提取液可以有效降糖

接着,他们又发现401的血糖再次升高,血糖没有稳住。这是怎么回事呢?只能继续实验。

81日,又重复实验,对406号狗进行同样实验,血糖照样下降,并且本来重症糖尿病的狗狗还苏醒了过来,并且能够站立了。——记得还是在读小学时,当时正火的“正大综艺”的“正大剧场”放过班廷的传记电影,其中这一段,406号狗苏醒站立起来时,班廷和贝斯特高兴得相互搂着跳起了华尔兹,那影像让我印象深刻至今

为了加速实验,他们开始激进地对健康狗实施胰脏全切,制造糖尿病,然后注射提取液,重复发现提取液的降糖效果。这时,班廷决定给这个提取液命名为“岛素”。

接着就是按照标准的排除法,继续制作实验狗,把其他脏器的提取液都进行实验,排除其他脏器可能的降糖作用。

然后是测试提取液本身,发现加热之后的提取液就失效了,因此确定提取液中的岛素是一种蛋白质

这个时候,他已经在麦克劳德的实验室里沉浸式工作了三个月,取得了初步肯定的结果。班廷给麦克劳德写信要求延长实验时间,而他自己基本已经打定主意,不再想回去经营诊所,一定要把这个实验进行下去,拿到可靠的成果。

天分不高的人,对于自己认准的事情,就是一股执拗

这个时候的班廷和贝斯特进入到了一种应激状态,两个人极其投入地做比对实验,做一切他们能想到的确证岛素效用的实验。

直接住在实验室,吃在实验室。熬过一整夜之后,要等实验结果时,两个人就会到实验室门口台阶上坐上一会,呼吸清凉的空气,唱会歌。

实验组和对比组的结果很鲜明——没有使用提取液的糖尿病狗一个个苟延残喘,使用了提取液的糖尿病狗健康活泼

817日,他们的提取液用完了,如果要用萎缩胰腺来制作提取液,还要等上一个半月。班廷想着干脆用完整胰腺来做提取液,这样正好可以跟萎缩胰腺的提取液效果做对比。

结果其实非常震撼——其实完整胰腺的提取液效果,与萎缩胰腺的效果几乎是一样的。然而他们居然做出了一个错误判断,一致认为完整胰腺的提取液效果要弱很多

这其实是一个经典的心理学案例,他俩之所以都认为完整胰腺的效果弱,其实都出于一个成见,此前从斯哥特开始,人们普遍认为胰蛋白酶会损害岛素的效能,所以完整胰腺的提取液中岛素的效果被胰蛋白酶损害了,因此不可能比没有胰蛋白酶的岛素强。其实这是错误见解。

这种成见居然可以让两个科学家无视实验数据——实验数据表明两者之间并没有差异!

班廷就这样放弃了完整胰腺提取液制作。

不过,在等待萎缩胰腺的过程中,他通过阅读论文又发现了一个新路子——十二指肠黏膜会分泌一种激素,促进胰腺的外分泌——也就是大量分泌胰蛋白酶。

这就是进入应激状态之后的人的厉害——班廷立刻联想到,那就可以用这种激素去不断刺激胰腺,增促它不断分泌胰蛋白酶,直到耗竭它的腺泡细胞,这样效果就等同于萎缩腺泡细胞了

说干就干,他弄到十二指肠,提取激素,通过导管输入狗的胰腺,再从胰管里导出胰液,一直到胰管里流不出胰液,就说明胰脏的外分泌功能基本耗竭了,这个时候再把胰脏制作提取液。然后用提取液去检验糖尿病狗。

效果显著!班廷回忆说,那只使用了健康胰腺提取液的92号重症糖尿病狗,完全恢复了,在他记录数据的时候,那只狗把自己的头放在班廷的膝盖上

96日,班廷收到了度假的麦克劳德的回信,同意他继续实验!

班廷赶紧跑回老家伦敦,卖掉了诊所,卖掉了家具,凑齐钱,赶紧回来继续做实验。

921日,麦克劳德教授结束休假回来,第一件事就是检查实验数据,他告诫班廷,他们的实验还是太随意,数据并不稳健,要继续重复实验,不管有多枯燥,必须重复,直到数据稳定下来。

老教授就是老教授,一下子指出了他们实验的好几处漏洞——注射液对血液的稀释作用,没有做比对;狗的天然生物节律,血糖本来就在变化,要排除正好血糖自身变化的影响等等。

麦克劳德说的话,对今天疫情中自信的我们是一种告诫——人总是对自己的数据过度自信,倾向于迎合自己的信念,只收集对自己有利的证据,然后得出自欺欺人的结论

要做到信服和客观,你只有接受最严苛的标准,只有接受最挑剔的反驳,只有接受最具颠覆性的挑战,你不敢,就只能按住或者斥责质问你的人——你是什么立场?

正因为班廷的学历、学识、经验都不够,数据也很粗糙,经不起考查,所以他和今天的我们一样,认为麦克劳德教授是在刁难他,要窃取他的成果,受“敌对势力”操控,很不服气,跟麦克劳德大吵一顿。

他对麦克劳德提出了四项要求:给实验室,配勤杂工打杂,地板刷柏油,以及给他开工资。

麦克劳德本来想拒绝,并让班廷滚蛋。不过理智还是让他区分了情绪与实验,他仍然觉得班廷的实验值得继续下去,况且这个年轻人抛家舍业地跟一堆狗狗过不去,也不容易。所以就满足了班廷的四项条件。

其中,开工资是让他去药理学系当助教,这样,班廷才有了稳定的生活收入来源。

接下来的实验,全部是在麦克劳德亲自监督下进行的,所以越来越稳定。

麦克劳德还提出了一个使用乙醇作为提取液溶液的方法,乙醇可以保证恒温,不让过高的温度破坏提取液里的蛋白质。太牛了。

到了写论文阶段,还是麦克劳德指导这两个人去图书馆找哪些参考资料,哪些说了什么。班廷按照麦克劳德说的去找,找出来一看,不仅愤然——这老东西还真把糖尿病研究得这么透彻

接着麦克劳德还安排两个人到系里就实验结果进行公开宣讲。到最后论文成稿的时候,班廷要写上麦克劳德的名字,麦克劳德拒绝了,说,这是你们的工作。

这就是学术大咖的范。

说实话,班廷的学习天分不是一般的差,他写的论文,不仅文字粗糙,且逻辑混乱,数据也前后对不上,很多方面都需要贝斯特以及麦克劳德亲自动手进行修改调整。

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