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胰島素的發(fā)現(xiàn)發(fā)展歷史
  • 發(fā)布時間:2012-05-27
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發(fā)現(xiàn)胰島素,胰島素的發(fā)現(xiàn)發(fā)展歷史
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(yī)學(xué)期刊《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》公布的最新的調(diào)查結(jié)果顯示,糖尿病在中國的發(fā)病率達(dá)到9.7%。現(xiàn)今,在全世界有超過3億糖尿病患者

  胰島素成功地用于人體試驗

  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(fù)雜耗時。其次,提取液必須近一步提純,才能應(yīng)用于臨床病人。此時的麥克勞德改變了態(tài)度,他不僅本人直接參與實驗,還動員了他的助手生化學(xué)家科立普加入。

  不久,科立普發(fā)現(xiàn)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,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歲的糖尿病患者的體內(nèi)。這個14歲的男孩叫蘭納德·湯姆森。當(dāng)時他正在接受饑餓療法,體重已經(jīng)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(xué)的醫(yī)生給蘭納德注入了班廷團(tuán)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(yī)生開始給他連續(xù)注射,蘭納德的血糖指標(biāo)下降了75%,尿糖近乎完全消失,精神、體力明顯恢復(fù)。之后,醫(yī)生們又在幾個成年糖尿病人身上進(jìn)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(jīng)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癥狀,不僅能延長患者生命,而且能極大地改善生活質(zhì)量。
 大量制造胰島素

  當(dāng)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臟,再從磨成粉的胰臟中提純胰島素。班廷的團(tuán)隊只能滿足很少一部分病人的需求。現(xiàn)在,如何大量制造胰島素是擺在班廷面前的一個難題。

  當(dāng)班廷發(fā)現(xiàn)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(xué)的一位教授,曾獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。他的妻子瑪麗是一名醫(yī)生,也是一名糖尿病患者。憑著職業(yè)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(yùn)的發(fā)現(xiàn)也將改變他們的生活。

  此前,美國的禮來公司已經(jīng)獲準(zhǔn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)胰島素。但歐洲市場和全球市場的需求遠(yuǎn)非一個公司可以滿足。經(jīng)過談判,最終,他們獲得了在丹麥生產(chǎn)胰島素的許可權(quán)。回到丹麥后,克羅格因夫婦創(chuàng)辦了一家公司,專門從事胰島素的大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn),這就是現(xiàn)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(shù)百萬的患者獲得了生存的機(jī)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(xiàn)上面,記載著一種多飲多尿的疾病。這是考古學(xué)上可追溯的最早關(guān)于糖尿病的文字記錄。大約3000多年的時間里,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(yī)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(nèi)經(jīng)》中就有“消渴”病的記載。

  糖尿病人的尿液里可以檢測出葡萄糖,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(yǎng)分和能量。由于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(yǎng)料和能量,體重下降,病人身體日益虛弱。另一方面體內(nèi)的臟器和組織受到高血的腐蝕和侵害,逐漸喪失功能。糖代謝的紊亂又進(jìn)一步引起蛋白質(zhì)、脂肪、水和電解質(zhì)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(jié)核等各種感染疾病,而且不易治愈。一旦患上“糖尿病”,可能發(fā)生的并發(fā)癥遍及全身。在這些并發(fā)癥中,出現(xiàn)率最高的是視網(wǎng)膜病變、腎病和神經(jīng)障礙,這就是“糖尿病”的“三大特征并發(fā)癥”。

  治療沒有突破性進(jìn)展

  糖尿病人血液中的葡萄糖為什么不能正常代謝,繼而引發(fā)遍及全身的并發(fā)癥呢?1889年德國科學(xué)家明可夫斯基與梅林進(jìn)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(fā)現(xiàn)這些狗出現(xiàn)了糖尿病。由此推論,糖尿病的病因與胰腺有關(guān)。

  隨著科學(xué)的進(jìn)步,科學(xué)家們不斷推進(jìn)對糖尿病的研究,而每一個小小的進(jìn)步都為后來者的研究奠定了基礎(chǔ)。盡管如此,直到20世紀(jì)初,糖尿病的治療還是沒有突破性的進(jìn)展。在1914年關(guān)于糖尿病的文獻(xiàn)上有這樣的描述:“醫(yī)院里滿是糖尿病人,許多是兒童,他們會慢慢死去。當(dāng)時的療法就是將他們送進(jìn)醫(yī)院,注射一些生理鹽水。”直到1921年,醫(yī)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(yán)重的口渴,然后就是酮癥酸中毒、昏迷,嚴(yán)重的營養(yǎng)不良,消瘦,很快病人就會出現(xiàn)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(yī)生弗雷德里克·班廷。班廷克服了技術(shù)難關(guān),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(xué)家麥克勞德在1923年獲得了諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。

  1920年10月,加拿大安大略省的醫(yī)學(xué)院里,外科醫(yī)生班廷正在準(zhǔn)備給學(xué)生講授一堂關(guān)于糖代謝的課。他知道這是一個與胰腺有關(guān)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(xué)生問起來,他無法回答。胰腺為什么跟糖尿病的發(fā)生有關(guān)?在教科書上找不到答案。

  班廷開始在各種醫(yī)學(xué)刊物中尋求答案,他很快欣喜地發(fā)現(xiàn)了一篇相關(guān)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(zhì),而這種物質(zhì)極有可能會存在于胰島之中。他立即產(chǎn)生了一個想法:從幾只實驗用狗的胰臟里分離出細(xì)胞,產(chǎn)生胰島素進(jìn)行純化,然后用這些純化的胰島素來調(diào)節(jié)病人的血糖。

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

  1921年5月,班廷和貝斯特在多倫多大學(xué)的麥克勞德實驗室開始了實驗。兩個月過去了,進(jìn)展甚微。實施手術(shù)的19只狗中,因感染死了14只。這樣的感染在抗生素發(fā)現(xiàn)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(zhì)和精神的雙重壓力下,幾乎喘不過氣來。

  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,另一只活到了70天。在維持注射時,糖尿病狗能像正常狗一樣生活;當(dāng)停止注射時,糖尿病癥狀就很快出現(xiàn)。如此反復(fù)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(chuàng)造了一個奇跡

  胰島素的發(fā)現(xiàn)使人們得以對糖尿病病理進(jìn)一步地深入研究。胰島素是人體內(nèi)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(fā)病于任何年齡,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(fā)現(xiàn)患有1型糖尿病。他的患病來自于家族的基因缺陷,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(yùn)的,當(dāng)時全球研究糖尿病和制造胰島素最著名的三大機(jī)構(gòu)有兩個在丹麥。當(dāng)他被確診為糖尿病時,胰島素已經(jīng)可以在丹麥的藥房里買到了。馬克的父母教會他為自己注射胰島素。馬克認(rèn)為自己2歲的時候發(fā)現(xiàn)了糖尿病,并不是壞事。他從小養(yǎng)成了注射胰島素的習(xí)慣,這成為了他生活的一部分。

  現(xiàn)在,馬克身體相當(dāng)健康,除了每天不間斷地監(jiān)測血糖和注射胰島素,他還保持運(yùn)動。先天的糖尿病似乎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(chuàng)造了一個奇跡。因為他注射胰島素的時間已經(jīng)長達(dá)68年了,而且這一時間還在不斷延續(xù)。

  為改進(jìn)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并用于治療糖尿病,全球范圍內(nèi),很多的醫(yī)療研究機(jī)構(gòu)都在為改進(jìn)胰島素而努力。

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

  DNA技術(shù)帶來了一系列新的突破。長效、速效的劑型相繼出現(xiàn)了。家用血糖測量儀也有了改進(jìn),針頭變得更細(xì)。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(jī)。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(nèi)持續(xù)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(xù)地推注到患者的皮下,保持全天血糖穩(wěn)定,以達(dá)到控制糖尿病的目的。
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