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歷史:發現胰島素,胰島素的發現發展歷史(圖文)

  

在亞洲,四十歲以上的人群,十人中就有一人患有糖尿病。著名醫學期刊《新英格蘭醫學雜志》公布的最新的調查結果顯示,糖尿病在中國的發病率達到9.7%。現今,在全世界有超過3億糖尿病患者。

  胰島素成功地用於人體試驗

  實驗初步成功了,但仍然有一大堆困難擺在面前:首先是胰島素不夠用。用先前的方法提取胰島素,程序復雜耗時。其次,提取液必須近一步提純,才能應用於臨床病人。此時的麥克勞德改變了態度,他不僅本人直接參與實驗,還動員了他的助手生化學家科立普加入。

  不久,科立普發現酸化酒精能夠抑制胰蛋白酶的活性,可以從動物的胰腺中直接獲取提取物,並保存下來。用這種方法可以獲取純度更高的胰島素。

  1922年1月,胰島素第一次成功地用於人體試驗。它被注射到一個14歲的糖尿病患者的體內。這個14歲的男孩叫蘭納德·湯姆森。當時他正在接受饑餓療法,體重已經剩下不到30公斤,估計幾個星期後就會死去。

  1922年1月11日,多倫多大學的醫生給蘭納德注入了班廷團隊提取的胰島素。半個小時後,男孩的血糖值就下降了25%。12天以後,醫生開始給他連續注射,蘭納德的血糖指標下降了75%,尿糖近乎完全消失,精神、體力明顯恢復。之後,醫生們又在幾個成年糖尿病人身上進行了臨床實驗,也獲得了驚人的效果。胰島素對糖尿病的療效,已經確鑿無疑了。

  胰島素的提取,給成千上萬單純性缺乏胰島素的病人帶來了福音。只要按時按量注射胰島素,盡管不能治愈糖尿病,但可以大大緩解糖尿病的症狀,不僅能延長患者生命,而且能極大地改善生活質量。
 


  大量制造胰島素

  當時獲得胰島素的方法就是從屠宰場拿到冷凍的牛和豬的胰髒,再從磨成粉的胰髒中提純胰島素。班廷的團隊只能滿足很少一部分病人的需求。現在,如何大量制造胰島素是擺在班廷面前的一個難題。

  當班廷發現胰島素的消息轟動世界的時候,一對丹麥夫婦正在美國度假。克羅格因是哥本哈根大學的一位教授,曾獲得諾貝爾生理學或醫學獎。他的妻子瑪麗是一名醫生,也是一名糖尿病患者。憑著職業的敏感,他們意識到這個將會改變成千上萬糖尿病患者命運的發現也將改變他們的生活。

  此前,美國的禮來公司已經獲准大規模工業化生產胰島素。但歐洲市場和全球市場的需求遠非一個公司可以滿足。經過談判,最終,他們獲得了在丹麥生產胰島素的許可權。回到丹麥後,克羅格因夫婦創辦了一家公司,專門從事胰島素的大規模工業生產,這就是現今全球最大的胰島素制造商諾和諾德公司的前身。1923年諾和諾德制造的胰島素開始在市場上大量銷售,全世界數百萬的患者獲得了生存的機會,這其中也有克羅格因的妻子瑪麗。

  糖尿病是一種古老的疾病

  公元前1550年,古埃及人書寫在紙莎草上的文獻上面,記載著一種多飲多尿的疾病。這是考古學上可追溯的最早關於糖尿病的文字記錄。大約3000多年的時間裡,世界各地的人們都在試圖用他們各自的語言描述糖尿病。

  古代中醫把糖尿病稱為“消渴病”,因為病人有多食多飲多尿和體重消減的症狀,仿佛是饑渴所致。公元前400年,中國的《黃帝內經》中就有“消渴”病的記載。

  糖尿病人的尿液裡可以檢測出葡萄糖,這意味著病人血液中的葡萄糖沒有被有效地分解,以提供身體所需要的養分和能量。由於血液中的葡萄糖不能有效地分解,一方面肌體無法得到充足的養料和能量,體重下降,病人身體日益虛弱。另一方面體內的髒器和組織受到高血糖的腐蝕和侵害,逐漸喪失功能。糖代謝的紊亂又進一步引起蛋白質、脂肪、水和電解質等一系列代謝紊亂綜合征。因為免疫功能減弱,糖尿病人容易患感冒、肺炎、肺結核等各種感染疾病,而且不易治愈。一旦患上“糖尿病”,可能發生的並發症遍及全身。在這些並發症中,出現率最高的是視網膜病變、腎病和神經障礙,這就是“糖尿病”的“三大特征並發症”。

  治療沒有突破性進展

  糖尿病人血液中的葡萄糖為什麼不能正常代謝,繼而引發遍及全身的並發症呢?1889年德國科學家明可夫斯基與梅林進行動物實驗,他們切除了狗的胰腺,以觀察胰腺是否是生存所必需的,卻意外地發現這些狗出現了糖尿病。由此推論,糖尿病的病因與胰腺有關。

  隨著科學的進步,科學家們不斷推進對糖尿病的研究,而每一個小小的進步都為後來者的研究奠定了基礎。盡管如此,直到20世紀初,糖尿病的治療還是沒有突破性的進展。在1914年關於糖尿病的文獻上有這樣的描述:“醫院裡滿是糖尿病人,許多是兒童,他們會慢慢死去。當時的療法就是將他們送進醫院,注射一些生理鹽水。”直到1921年,醫生們還在用饑餓療法來延長糖尿病人的生命。

  一旦患上糖尿病,這個病人的生存期也就是一兩年。病人的血糖很高,嚴重的口渴,然後就是酮症酸中毒、昏迷,嚴重的營養不良,消瘦,很快病人就會出現脫水,直至死亡。

  實驗初步成功了

  真正揭開血糖代謝之謎,尋找到有效治療糖尿病方法的是加拿大的外科醫生弗雷德裡克·班廷。班廷克服了技術難關,首次成功地提取了胰島素,被稱為“胰島素之父”。他和另一名科學家麥克勞德在1923年獲得了諾貝爾生理學或醫學獎。

  1920年10月,加拿大安大略省的醫學院裡,外科醫生班廷正在准備給學生講授一堂關於糖代謝的課。他知道這是一個與胰腺有關的問題,他翻了好幾本教科書,對胰腺這個器官的生理講得太少了。有許多問題,如果學生問起來,他無法回答。胰腺為什麼跟糖尿病的發生有關?在教科書上找不到答案。

  班廷開始在各種醫學刊物中尋求答案,他很快欣喜地發現了一篇相關的論文。這篇論文讓班廷確信胰髒中一定含有能控制血糖的物質,而這種物質極有可能會存在於胰島之中。他立即產生了一個想法:從幾只實驗用狗的胰髒裡分離出細胞,產生胰島素進行純化,然後用這些純化的胰島素來調節病人的血糖。

  為了實現這個大膽的構想,班廷來到了加拿大多倫多大學,找到著名的生理學家麥克勞德,希望得到他的指導和幫助。麥克勞德答應替班廷找兩個大四的學生來幫忙。這兩個學生一個叫貝斯特,另一個叫瑙波爾,因為經費等問題,兩個學生只能輪流工作。

  1921年5月,班廷和貝斯特在多倫多大學的麥克勞德實驗室開始了實驗。兩個月過去了,進展甚微。實施手術的19只狗中,因感染死了14只。這樣的感染在抗生素發現之前,幾乎無法避免。班廷沒有薪水,一切實驗費用都需要自己支付。實驗室條件很差,悶熱潮濕。班廷晝夜工作,廢寢忘食,在物質和精神的雙重壓力下,幾乎喘不過氣來。

  到了8月,實驗終於初見成效。他們在10只糖尿病狗身上,共注射了75次提取液,收到了降低血糖和尿糖的效果。其中有兩只狗,一只活了20天,另一只活到了70天。在維持注射時,糖尿病狗能像正常狗一樣生活;當停止注射時,糖尿病症狀就很快出現。如此反復試驗多次,提取液的治療效果顯而易見了,這使班廷和貝斯特興奮不已。

  馬克創造了一個奇跡

  胰島素的發現使人們得以對糖尿病病理進一步地深入研究。胰島素是人體內惟一的降血糖激素。正常人體的胰腺可以分泌足夠的胰島素。但有些人的胰腺有先天的缺陷,它完全不能分泌或者不能分泌足夠的胰島素使身體完成糖的代謝。這類型的糖尿病被稱為1型糖尿病,雖然可以發病於任何年齡,但患病者多是青少年甚至是嬰、幼兒。

  丹麥的馬克在2歲時發現患有1型糖尿病。他的患病來自於家族的基因缺陷,他的幾個哥哥姐姐都沒能幸免。馬克今年70歲了,68年來,糖尿病一直伴隨著他,這讓人覺得不可思議。馬克是幸運的,當時全球研究糖尿病和制造胰島素最著名的三大機構有兩個在丹麥。當他被確診為糖尿病時,胰島素已經可以在丹麥的藥房裡買到了。馬克的父母教會他為自己注射胰島素。馬克認為自己2歲的時候發現了糖尿病,並不是壞事。他從小養成了注射胰島素的習慣,這成為了他生活的一部分。

  現在,馬克身體相當健康,除了每天不間斷地監測血糖和注射胰島素,他還保持運動。先天的糖尿病似乎並沒有太多地影響他的生活。對一個1型糖尿病人來說,馬克創造了一個奇跡。因為他注射胰島素的時間已經長達68年了,而且這一時間還在不斷延續。

  為改進胰島素而努力

  自從班廷從狗的胰腺中成功地提取出胰島素並用於治療糖尿病,全球范圍內,很多的醫療研究機構都在為改進胰島素而努力。

  1978年,美國的科學家們找到了利用基因重組生產出了和人胰島素的序列完全相同的胰島素產品,簡稱人胰島素。幾年後,歐洲的科學家也制造出同樣的產品,因為與人的胰島素相同,減少了患者的不良反應,人們再也不用依靠動物胰髒,而是能生產出純淨的人胰島素了。

  DNA技術帶來了一系列新的突破。長效、速效的劑型相繼出現了。家用血糖測量儀也有了改進,針頭變得更細。還有新型的一次性針筒,胰島素筆、胰島素泵等。

  胰島素泵形狀、大小如同BP機。它模擬人體健康胰腺分泌胰島素的生理模式,通過一條與人體相連的軟管向體內持續輸注胰島素,俗稱“人工胰腺”。這種裝置能夠按照人體需要的劑量將胰島素持續地推注到患者的皮下,保持全天血糖穩定,以達到控制糖尿病的目的。

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