發現胰島素

人的身體像一臺精密設計的機器，各種系統有條不紊、循環往復地運行。如果這臺生命機器的動力裝置出現故障，一切都將停止，生命也就走向終結。

這是一種發生在內分泌系統的疾病，它耗盡身體的能量，引起失明，腎衰竭，神經炎，甚至死亡。它被稱為糖尿病。越來越多的人開始熟悉這個名字，并將不幸地與它相伴終生。

在亞洲，四十歲以上人群，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》公布的最新調查結果顯示，糖尿病在中國的發病率達到9.7%?，F今，在全世界有超過3億糖尿病患者。

穆班亞（國際糖尿病聯盟 主席）：更重要的是，有更多的人可能會患糖尿病，我們稱為前糖尿病患者。全球大約有4.8億容易患糖尿病的高危人群。在中國，有1.5億人，如果不采取防御措施，可能會患上糖尿病。

糖尿病，一種古老的疾病。它的歷史可以追溯到公元前1550年。古埃及人書寫在紙莎草上的文獻，記載著一種多飲多尿的疾病。這是考古學上最早關于糖尿病的文字記錄。大約3000多年時間里，世界各地的人們都在試圖用各自的語言描述糖尿病。（圖1）

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癥狀，仿佛是饑渴所致。公元前400年，中國的《黃帝內經》中已有“消渴”病的記載。其第二十章《素問·奇病論》說，飲食甘美而多肥，肥者令人內熱，而甘者令人中滿，其氣上溢為消渴。古醫書《外臺秘要·消渴門》也記載：“消渴者，原其發動，此則腎虛所致，每發即小便至甜?！保▓D2）

陸菊明 （中華醫學會糖尿病學分會副主任委員）：《黃帝內經》是我國最早的一部醫學著作，上面有消渴記載。消瘦、口渴，是此病兩個最主要的癥狀。后來西方的醫生發現，對糖尿病人的尿，螞蟻老是愛爬過去游弋，螞蟻喜歡甜，是不是尿里有甜的成分？經檢測終于發現，尿里有葡萄糖成分。

糖尿病人的尿液里檢測出葡萄糖，意味著病人血液中的葡萄糖沒有被有效分解，以提供身體所需的養分和能量。饑餓而疲乏的身體發出覓食信號，病人會大量進食。當食物中的碳水化合物在胃腸中轉變成葡萄糖被吸收時，血液中的葡萄糖濃度進一步增加，以致于遠遠超過正常值范圍，在醫學上被稱為高血糖。（圖3）

長期的高血糖對人體有怎樣的危害呢？

由于血液中的葡萄糖不能有效分解，一方面肌體無法得到充足養料和能量，體重下降，病人身體日益虛弱。另一方面體內的臟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，可能發生的并發癥遍及全身。在這些并發癥中，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“三大特征并發癥”。

陸菊明：有人叫糖尿病為“甜蜜的殺手”。血糖高了后，整個人體都泡在一個蜜罐里，處在一個高糖的環境中。這種高糖跟微血管病變、大血管病變密切相關。

姚合斌（海軍總醫院內分泌科 主任）：糖尿病可以引起眼睛失明，腎衰，神經炎等最常見的并發癥。神經炎使身體傷口不易愈合，特別是下肢，傷口潰爛，久治不愈，容易導致截肢。

糖尿病人血液中的葡萄糖為什么不能正常代謝，繼而引發遍及全身的并發癥呢？

長久以來，人們都在試圖找到答案。直到一個世紀前，科學家還在苦苦尋求如何定義這種疾病，更不要說治愈它了。人們無法科學地解釋：為什么糖會在血管中過多地堆積？為什么身體無法分解代謝葡萄糖？

1889年德國科學家明可夫斯基與梅林進行動物實驗，切除狗的胰腺，以觀察胰腺是否是生存所必需。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。一些生理學家猜測，胰島能產生一種未知的內分泌物來調節糖代謝。

隨著科學的進步，科學家不斷推進對糖尿病的研究，每一個進步都為后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進展。在1914年關于糖尿病的文獻上有這樣的描述：“醫院里滿是糖尿病人，許多是兒童，他們會慢慢死去”。當時的療法就是將病人送進醫院，注射一些生理鹽水。十一個病人中有兩個撐到了在死前立完遺囑。在發現胰島素之前，這就是糖尿病人的未來。直到1921年，醫生還在用饑餓療法來延長糖尿病人的生命。（圖4）

在那個時候，很少有人患糖尿病后能再活1到2年。但他們還是在饑餓和絕望中祈求奇跡出現。1914年第一次世界大戰爆發，戰爭消耗了所有的資源。醫務人員無法找到足夠的資金來研究更好的治療方法。病人只能在饑餓中等待死亡。

陸菊明：一旦得了糖尿病，病人的生存期也就是一兩年，相當于惡性腫瘤患者的狀況。病人血糖很高，嚴重口渴，然后是酮癥酸中毒、昏迷。嚴重的營養不良，導致消瘦，很快就會脫水或感染，只能等待病逝，是個非?？膳碌牟　?/p>

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外科醫生弗雷德里克.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年獲得諾貝爾生理學與醫學獎。那一年，班廷32 歲，成了迄今為止這一獎項最年輕的獲得者。（圖5）

1920年10月，加拿大安大略省醫學院里，28歲的外科醫生班廷準備給學生講授一堂關于糖代謝的課。他心中沒底，有些焦慮。他知道這是一個與胰腺有關的問題，他翻閱的教科書，對胰腺的生理都講得太少。有許多問題，如果學生問起來他無法回答。

胰腺為什么跟糖尿病的發生有關？在教科書上找不到解答。

班廷開始在各種醫學刊物中尋求答案，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臟中一定含有能控制血糖的物質，而這種物質極有可能存在于胰島之中。

他立即產生一個想法：從實驗用狗的胰臟里分離出細胞，產生胰島素，再進行純化，然后用純化胰島素來調節病人的血糖。

陸菊明：班廷當時還年輕，29歲，大學畢業沒幾年。在醫學領域里，有想法和創新意識非常關鍵。有了想法就去實踐探索，才可能有所發現?？蒲杏袝r靈光一現，就可能產生奇跡。

班廷計劃切除幾條狗的胰腺，使它們患上糖尿病。然后把從胰腺中提取的物質，注射到病狗靜脈中，最后通過檢測病狗的血糖水平來判斷這些提取物是否起到作用。

為了實現這個大膽的構想，班廷來到加拿大多倫多大學，找到著名生理學家麥克勞德，希望得到他的指導和幫助。事情不是一帆風順，第一次會面沒有結果。麥克勞德知道，很多擁有最好實驗設備的著名科學家在提取胰島素的實驗中都失敗了。班廷毫無研究經驗，他的實驗根本不會成功。在班廷再三懇求下，麥克勞德最終答應，允許他在暑期空閑時間來實驗室工作兩個月。

陸菊明：麥克勞德覺得，我是著名內科生理學家，都未做這個實驗，你是個外科醫生，怎能勝任這項實驗？對班廷有點看不上。但麥克勞德還是給了年輕人機會，給了他一個實驗室，幾條狗。

麥克勞德還替班廷找了兩個大四學生來幫忙。這兩個學生，一個叫貝斯特，另一個叫瑙波爾。因為經費問題，兩個學生只能輪流工作。他們用擲硬幣方法決定由誰先來工作，結果是貝斯特。年僅21歲的貝斯特做夢也不會想到，這次擲硬幣決定了他得以親歷一個醫學史上的偉大發現。

1921年5月，班廷和貝斯特在麥克勞德實驗室開始實驗。兩個月過去，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。沒人給班廷提供實驗資金，一切費用都要自己支付。實驗室條件很差，悶熱潮濕。班廷晝夜工作，廢寢忘食。物質和精神的雙重壓力，使他幾乎喘不過氣來。未婚妻最終無法忍受，離他而去。但這一切沒有讓班廷動搖。（圖6）

到了8月，實驗終于初見成效。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，糖尿病癥狀就很快出現。如此反復試驗多次，提取液的治療效果顯而易見，這使班廷和貝斯特興奮不已。（圖7）

實驗初步成功，但仍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。有時提取液用盡了，只能眼睜睜地看著活潑的狗陷入昏迷而死亡。其次，提取液必須進一步提純，才能應用于臨床病人。此時麥克勞德改變了態度。他為班廷和貝斯特的實驗成果感到驚訝和振奮，不僅本人直接參與進來，還動員他的助手生化學家科立普加入。（圖8）

不久，科立普發現酸化酒精能夠抑制胰蛋白酶的活性，可以從動物胰腺中直接獲取提取物，并保存下來。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于人體試驗。它被注射到一個14歲的糖尿病患者體內。這個男孩叫蘭納德·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，估計幾個星期后就會死去。

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。半個小時后，男孩的血糖值就下降了25%。

12天以后，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。之后，醫生又在幾個成年糖尿病人身上進行了臨床實驗，也獲得驚人效果。胰島素對糖尿病的療效，已經確鑿無疑。（圖9）

穆班亞：在1921年之前，即班廷和貝斯特發現胰島素之前，所有患糖尿病的小孩都會死去。胰島素是人的生命線，患糖尿病的兒童沒有胰島素會死亡?，F在有了胰島素，孩子們能過正常的生活，有更長的壽命。可以說胰島素是拯救生命的藥物。

胰島素的提取，給成千上萬單純性缺乏胰島素的病人帶來福音。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癥狀，不僅能延長患者生命，而且能極大地改善其生活質量。

發現胰島素的消息，很快傳遍全世界。班廷，這個不知名的29歲年輕醫生，成了創造奇跡的中心人物。全世界各地的糖尿病人紛紛來信求藥或要求治療，這使他難以應付。

當時獲得胰島素的方法是從屠宰場拿到冷凍牛和豬的胰臟，再從磨成粉的胰臟中提純胰島素。班廷的團隊只能滿足很少一部分病人的需求?，F在，如何大量制造胰島素是擺在班廷面前的一個難題。如果能找到新辦法大量生產胰島素，很多病人就有生存希望。如果沒有辦法大規模生產，許多見到了生命曙光的病人也只能遺憾地死去。

當班廷發現胰島素的消息轟動全世界時，一對丹麥夫婦正在美國度假?？肆_格因是哥本哈根大學的一位教授，曾獲得諾貝爾生理學與醫學獎。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準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，最終克羅格因夫婦獲得了在丹麥生產胰島素的許可權?；氐降満螅麄儎撧k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，全世界數百萬患者獲得了生存機會，這其中也有克羅格因的妻子瑪麗。

姚合斌：胰島素被發現之后，班廷很快就向歐洲和美洲的一些大公司授權，他沒有把專利賣得很貴，轉讓時象征性地收取一點專利費。班廷轉讓專利的最大意義在于，藥廠低成本地獲得技術，就能很快生產出胰島素，以供應更多的患者，拯救他們寶貴的生命。

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，但有些人胰腺有先天性缺陷，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。這種類型的糖尿病被稱為“1型糖尿病”，雖然可以發病于任何年齡，但患病者多為青少年甚至是嬰、幼兒。

丹麥的馬克在2歲時發現患有1型糖尿病?；疾≡从诩易寤蛉毕荩瑤讉€哥哥姐姐也沒能幸免。馬克今年70歲，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買到。馬克的父母教會他為自己注射胰島素。（圖10）

馬克認為自己兩歲時發現糖尿病，并不是壞事。注射胰島素已成為他生活的一部分，對他來說沒有什么特別的。小馬克住在學校里，自己給自己打針，并把血糖控制得如此之好，的確非常不容易。

能夠快速準確地知道自己血糖的濃度，對糖尿病人來說至關重要。這將決定他們是否該注射胰島素和該注射多少量。過多地注射胰島素會讓病人的血糖過低 ，也會造成昏迷甚至死亡。馬克之所以能夠在60多年里成功地控制血糖，是因為他時刻了解自己的血糖水平。馬克每天測4次血糖，當他感覺身體不對勁時，會查7次，然后根據血糖值的標準來注射胰島素。

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。先天的糖尿病并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，而且這一時間還在不斷延續。雖然馬克一生離不開胰島素，但他能過著正常、健康的生活。（圖11）

自從班廷從狗的胰腺中成功提取出胰島素并用于治療糖尿病，全球很多醫療研究機構都在為改進胰島素而努力。早期的胰島素從牛或豬的胰腺中提取，雖然純度不斷提高，但由于動物與人胰島素的基因差異，容易引起患者產生抗體及過敏反應。而且，胰島素受動物胰臟供應源的限制，難以大量生產以滿足患者需求。

1978年，美國科學家利用基因重組生產出和人胰島素序列完全相同的胰島素產品，簡稱人胰島素。幾年后，歐洲科學家也制造出同樣產品。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臟，而能生產出純凈的人胰島素了。（圖12）

DNA技術帶來了一系列新的突破。長效、速效的劑型相繼出現。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。

姚合斌：泵可以把胰島素的量分解成每5分鐘給一次。比如一小時需用一個單位的量，把這一個單位分解成每5分鐘給一次，使患者24小時血糖維持基本的平衡。（圖13）

令人吃驚的是，大多數糖尿病人體內并不缺乏胰島素，甚至比正常人分泌的胰島素還多。但由于肥胖或老齡等原因，他們的肌體細胞對胰島素并不敏感，醫學上稱為“胰島素抵抗”。這種糖尿病被稱為“2型糖尿病”。

任何人在任何階段都可能患上糖尿病，許多糖尿病患者是在成年后逐漸得上的。患2型糖尿病最主要原因是腰圍的增加。因為當人們長胖時，身體會喪失控制血糖的能力，90%的糖尿病人是如此患病的。

怎么判斷自己是否患上了糖尿病呢？

醫院里普遍進行的糖尿病檢查是在空腹留血樣后，喝下一杯含有50克或75克葡萄糖粉的糖水，兩個小時后再抽一次血樣。通過兩次血糖值的對比，來診斷受檢者的糖代謝是否異常，這種方法被稱為“葡萄糖耐量實驗”。

姚合斌：糖尿病現在診斷標準是，空腹血糖大于等于7.0個單位，餐后兩小時血糖大于等于11.1單位。有明顯的糖尿病癥狀，如多飲、多食、多尿，明顯消瘦，加之檢測血糖值超標，基本可以確診。

2型糖尿病的治療必須以飲食控制和運動治療為前提。糖尿病人應盡量避免吃糖及含糖量高的食物，減少進食高脂肪及高膽固醇食品。適量進食高纖維及淀粉質食物，進食要少食多餐。運動的選擇應在醫生的指導下進行，盡可能做全身運動，如散步和慢跑。

陸菊明：《中國糖尿病防治指南》里邊，有一個“ABC策略”，比較好記。“A”就是降血糖，它代表糖化血原蛋白；“B”就是降血壓；“C”就是降膽固醇，調血脂?！癆”里還有一個抗血小板，因為糖尿病人高黏血液容易凝固，所以要抗血小板的治療。如果“ABC策略”做好了，糖尿病人大部分危險因素就都管住了。

1923年，諾貝爾獎委員會決定授予班廷和麥克勞德生理學與醫學獎，以表彰他們對人類戰勝疾病作出的巨大貢獻。胰島素的發現被視為20世紀醫學史上最偉大的成就之一。1923年，胰島素正式上市，據粗略統計，當年就有近8000名醫師對25000多名糖尿病患者使用了胰島素。至今，胰島素仍是治療糖尿病的主要藥物。這項偉大的醫學發現已經給數以億計的糖尿病患者帶來福音。

姚合斌：如果基因治療在短期內不能應用，那么胰島素或者胰島素的類似物在治療糖尿病中的作用，肯定越來越明顯，變得更重要。

1941年2月，班廷在一次旅行中死于飛機失事，時年50歲。為紀念班廷的巨大貢獻，世界衛生組織和國際糖尿病聯盟將班廷的生日--11月14日定為“世界糖尿病日”。2006年聯合國大會通過決議，把“世界糖尿病日”更名為“聯合國糖尿病日”，促使各國政府和社會各界加強對糖尿病的控制，減少糖尿病的危害。每年的11月14日這天，全世界從事糖尿病防治的志愿者都會舉辦各種活動，開展糖尿病宣傳和教育，讓更多人認識和了解糖尿病。（圖14）

穆班亞：目前首先要做的事情是提高人們的意識，讓人們意識到患糖尿病是一個問題。然后讓更多的人來關注，因為中國 60%到70%患有糖尿病的人，自己并不知道。我們所做的事情是讓人們意識到，要掌控自己的生活，如果你有糖尿病家族史，你要去檢查；如果你的年齡超過40歲，就要做血糖測試；如果你肥胖，你更要去檢查。人們應該了解糖尿病，知道它的癥狀。控制糖尿病，就從現在開始。

胰島素的大規模生產，挽救了無數人的生命，直到現在它仍然是治療糖尿病最為有效的方法之一。胰島素發現迄今雖然已有八十年歷史，但它仍是最難了解的激素之一，它作用多樣，機制復雜，至今還是一個尚未全盤解開的謎題?？茖W的探索充滿艱辛和挑戰，也充滿機遇和偶然，只有堅毅不拔的人才能把偶然的靈光一現變成驚人的發現。人們期待著更多的醫學發現和發明，相信根治糖尿病的夢想終將變為現實。

圖1 古埃及紙莎草上糖尿病記載

圖2 中國《黃帝內經》糖尿病記載

圖3 堆積在血管里的葡萄糖示意圖

圖4 德國科學家明可夫斯基和梅林

圖5 加拿大外科醫生弗雷德里克.班廷

圖6 班廷在實驗室夜以繼日地工作

圖7 實驗成功使班廷和貝斯特興奮不已

圖8 班廷團隊：班廷（前左）、麥克勞德（前右）、貝斯特（后左）、科立普（后右）

圖9 治療前后的男孩蘭納德·湯姆森

圖10 小馬克的父母教會他注射胰島素

圖11 70歲的馬克身體依然健康

圖12 人造胰島素化學鍵結構圖

圖13 胰島素泵——人工胰腺

圖14 中國長城腳下的“聯合國糖尿病日”