【中國1965年在世界上首先人工合成牛胰島素 簡曆】

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人工合成牛胰島素為何無緣諾獎?

風雲 2015-09-18 06:00
來源:上觀新聞 作者:程心
1973年底,楊振寧致函中科院郭沫若院長,稱自己準備提名生化所、有機所和北京大學代表各一人合得1974年諾貝爾化學獎,然而中科院和外交部拒絕了這一好意。理由有二:一是胰島素合成是科研人員在黨的領導下集體努力的結果,難以提出代表人選;二是該獎金係由資本主義國家頒發,還是不拿為好。

9月16日,中科院上海生命科學院,十多位年過半百的老人重新聚在一起。對於大多數普通人而言,他們的臉可能會顯得陌生。但是提到小時候教科書上提到的“中國科學家首次人工全合成結晶牛胰島素”,大家一定不會陌生吧。

當年參與人工全合成結晶牛胰島素研究的老專家因此齊聚中科院上海生科院。攝影:張馳

 

今年9月17日,是人工全合成結晶牛胰島素誕生五十周年的日子。在當年的《中國科學》雜誌的英文版上,人工全合成結晶牛胰島素的論文署名者共有21位。

(全合成胰島素研究組成立之初的人員。前排中為王芷涯(支部書記);中排左4鈕經義,左5、鄒承魯,左6曹天欽,左7沈昭文;後排右1許根俊,右2張友尚,右5龔嶽亭,右6張申碚)

 

半個世紀過去了,隻有半數作者還健在。這一次,他們中的多名代表從各地重回“生化所”,走進現上海生科院大院。

(攝影:張馳)

 

當見到展廳裏的分液漏鬥、三頸反應瓶、蒸餾裝置等,年近八旬的葉蘊華說“太熟悉了,天天用它”,說著還忍不住拿起相機。

 

人工全合成牛胰島素結晶到底有多牛?我們先來了解下“胰島素”(Insulin)和糖尿病。

(人工合成牛胰島素結晶圖)

 

1889年,受到俄國科學家巴普洛夫的啟發,兩個德國科學家梅林和明科斯基開始探索胰腺到底在消化過程中起到了什麽作用。他們偶然發現胰髒被切除的狗,尿液是含糖分的,也就是說這狗“患”上了糖尿病。胰髒與糖尿病的關聯關係得以確認。

 

而早在1869年,年僅22歲的德國醫學院學生,蘭格爾漢斯(Paul Langerhans)在畢業論文裏描述了在顯微鏡下可以觀察到的胰髒周圍組織不同的島狀細胞團(就是我們今天所說的“胰島”),並且推測說,這些島狀細胞團可能是分泌激素的。

 

由這兩個發現,又經過幾代科學家堅持不懈的努力,牛、羊等動物胰島分泌的激素,即“胰島素”能治療糖尿病,逐漸得到學界確認。

 

到了上世紀二十年代,美國的禮來藥廠(Eli Lilly and Co.)已經可以從屠宰場取得的動物胰髒中,分離出足夠批量生產的胰島素。到了1955年,英國的聖格確定了胰島素的結構,並完成了胰島素的純化工作,他也因此獲得1958年的諾貝爾化學獎。

(2014年,美國禮來製藥斥資20億元全麵提升在華胰島素生產規模

 

隨著糖尿病人的增加,光靠從動物胰髒中提取胰島素已遠遠跟不上需要。於是人工合成胰島素便提上議事日程。需要注意的是,廣義上的“首次人工合成胰島素”,並不屬於中國人。

 

英文維基百科關於“首次合成”隻提及兩個名字,一個是美國匹茲堡大學的Panayotis Katsoyannis,一個是德國(西德)亞琛工業大學的Helmut Zahn,合成時間是在60年代初,並沒有中國科學家的名字。

 

其他專著說得更細,如《Understanding Insulin Action: Principles and Molecular Mechanisms》一書中說,胰島素是在1963年被首次化學合成的,做到這點的人是Katsoyannis。《Insulin & Related Proteins — Structure to Function and Pharmacology》一書進一步指出,在1963年底,或是1964年初,Zahn和Katsoyannis都掌握了正確的合成策略。

 

這些時間點均比中國公布的時間要早。

 

但是,美國人和德國人都沒有拿到胰島素結晶,做出的產物活力很低。相比之下,中國方麵的最終完成度卻要高得多。

(1965年9月17日,中國首次人工合成了結晶牛胰島素。這是當時人工合成的具有生物活力的最大的天然有機化合物。 來源:解放日報資料中心)

 

經過成功的純化、結晶,他們的人工胰島素生物活性達到天然胰島素的80%,並在拿到第一個結晶後,又運用電泳、層析、酶解圖譜和免疫性等方法,對合成產物的物理、化學、生物性質做了詳盡檢測。

(來源:解放日報資料中心)

 

這些都是“舉國科研”體製下的優勢。頂級科學期刊《Science》也在第一時間注意到紅色中國的胰島素全合成,在1966年的報道中著重指出,西方兩位學者在重組二硫鍵被還原拆分的胰島素(無論是天然的還是合成的)兩條肽鏈並恢複其生物活性方麵遇到了困難,是中國人率先改進方法解決了這個問題。

今年已經79歲的葉蘊華老人指著當年的合影說:“那時候多年輕啊,隻有29歲!” 攝影:張馳

 

五十年後的今天,當年牛胰島素合成過程中的諸多細節,老科學家們依然記憶猶新。現為北京大學化學與分子工程學院退休教授的葉蘊華回憶,當時已合成的氨基酸需要大量“光氣”保護,“光氣”就在離生化所有點遠的一家工廠製備。同事每晚都乘坐人少的公交末班車把白天製備的“光氣”送回所裏。事實上,那時還有同誌因為“光氣”入肺致病而犧牲。

(時任中科院院長郭沫若與人工合成牛胰島素結晶團隊合影)

 

多年來,關於這項成就因為種種原因和諾貝爾獎擦肩而過的傳說也經常有人提起。那麽真相又是什麽呢?

 

曆史檔案記載,1973年底,楊振寧致函中科院郭沫若院長,稱自己準備提名生化所、有機所和北京大學代表各一人合得1974年諾貝爾化學獎,然而中科院和外交部拒絕了這一好意。理由有二:一是胰島素合成是科研人員在黨的領導下集體努力的結果,難以提出代表人選;二是該獎金係由資本主義國家頒發,還是不拿為好。

(1979年1月,鄧小平會見諾貝爾獎金獲得者美籍物理學家楊振寧)

 

1978年,楊振寧再次向鄧小平表示,自己願意為胰島素合成提名諾貝爾獎。同年,美籍華裔邏輯學家王浩也作出相同提議;而瑞典皇家科學院諾貝爾化學獎委員會寫信給生化所所長王應睞,也要他推薦諾獎候選人名單。

 

當時改革開放剛剛起步,中國人已經開始重視諾貝爾獎。中科院當年年底專門召開了一次“胰島素人工全合成總結評選會議”,在無記名投票選出鈕經義、鄒承魯、季愛雪、汪猷四名代表後,考慮到每個單項獎的獲獎人數不多於3人,又考慮到“聯邦德國、美國在胰島素人工合成方麵也取得較好成績,有可能此獎將由兩國或三國科學家共同獲得”,最終決定由鈕經義代表全體研究人員申請諾貝爾獎。

(《人民日報》的報道)

 

然而,胰島素合成工作最終還是沒能獲獎,但跟傳說中的候選人數太多沒什麽關係。

(“新中國成立六十周年上海科技成就展”在上海科技館開幕.參觀者在在觀看人工全合成牛胰島素研究模型。來源:解放日報資料中心)

 

無論如何,在上世紀六十年代的中國,以當時的國力和技術水平,能夠在全世界率先人工合成純度較高的胰島素結晶,怎麽說也是一項偉大的成就。不管是否拿了諾獎,老一代科學家的精神,永遠值得我們繼承和發揚。

 

(本文綜合自《解放日報》、“大象公會”、“科學鬆鼠會”相關報道與文章,文中圖片除標注外均來源於網絡。本文編輯:章迪思 編輯郵箱:shguancha@sina.com)

 

 

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