2016年11月14日 星期一

藏在尿液裡的惡魔


藏在尿液裡的惡魔 


文 / 白映俞、劉育志

糖尿病是現代人耳熟能詳的毛病,通常被我們稱為「文明病」。因為頂著文明病的臭名,會讓人以為這是近代才有的疾病,事實並非如此,糖尿病已與人類共存了數千年的歷史。


曾經是必死無疑的糖尿病

早在西元前1500年的埃及人就曾經記載,有些人生病後的尿尿很多,而且體重會迅速下降。不只埃及,其他各地的文明也都有留下類似糖尿病的觀察與描述。當然,那時候的醫師們無法做出精確的診斷,也不了解糖尿病的本質,只曉得罹患這種疾病的人就等同於被判了死刑,將於短時間內死亡。


英文糖尿病全名是「diabetes mellitus」,「diabetes」在古希臘文裡面代表著「虹吸管」、「水管」的意思,意指罹患此病的人尿尿很多,「水流進來,就跑出去」,不斷地排尿。「mellitus」代表「蜂蜜」的意思,合併在一塊兒就是說明「尿很多,尿很甜」的表徵。有些文化稱糖尿病為「尿之惡魔」。


到了西元1776年,才有科學家證明糖尿病的尿液和血液裡,都含有比較高的葡萄糖含量。這點挺重要的,過去大家只曉得尿中有糖,不知道這是因為「血液的葡萄糖含量過高」,才會引發「尿液中的葡萄糖含量過高」這樣的惡性循環。


血液中的葡萄糖最主要由胰島素來調控,而胰島素是由胰臟內的蘭氏小島細胞所分泌。只要缺乏胰島素,患者會迅速消瘦,並在短時間內死亡。


讓我們介紹一位關鍵人物班廷出場,是他的努力扭轉了糖尿病的命運。


醫治糖尿病的關鍵人物


1891年班廷生長於加拿大,大學時原本選念藝術學位,後來才轉到醫學系就讀。第一次世界大戰開打後,熱血班廷自願從軍到英國打仗,不過政府認為應該要更妥善利用這群醫學系學生,便用15個月的短時間密集訓練,讓班廷等人將醫學系學業完成,以軍醫的身分前往前線服務。


1919年回到加拿大的班廷開了間外科診所,最主要的服務內容都是以跌打損傷為主。為了生計,班廷還找了份大學講師的兼職,替大學生講解解剖學和生理學。


然而,過去班廷自己所受的醫學教育是戰爭時期的「速成班」,基礎科學知識並不紮實。每次要去課堂上替大學生上課前,班廷都得自行惡補。


某個晚上,班廷為了準備隔天上課的主題─胰臟,開始唸起一些胰臟的最新研究報告。這時,一份屍體解剖報告的內容吸引了班廷的目光。



這份報告說,死者的胰管被胰管結石擋住,因此屬於外分泌的胰液無法經由胰管流進消化道,久而久之,使得分泌胰液的腺泡細胞都因此而萎縮了。不過,研究者發現一件很有趣的事情:死者胰臟裡屬於內分泌的蘭氏小島細胞並沒有受到影響。

班廷心想:「內分泌、外分泌……嗯,這應該代表著某件事情!」這份報告似乎透露著某種弦外之音,讓他整晚輾轉難眠。到了半夜,班廷突然靈光乍現。


「我該這麼做…」班廷飛快爬起身,將腦子裡的想法記錄於記事本上:「我可以把小狗的胰管綁起來,等個六到八個星期,這樣狗的腺泡細胞就會萎縮。如此一來,胰臟裡存活的細胞只剩下負責內分泌的蘭氏小島細胞,我就能將蘭氏小島細胞的分泌物萃取出來,運用於糖尿病的患者身上。」


相信嗎?班廷在半夜寫下的這段話裡,連糖尿病的英文「Diabetes」都拼錯,寫成「Diabetus」!



發現胰島素


雖然班廷對生理學、胰臟、糖尿病都僅是略懂皮毛,但他急著將腦中的想法付諸實現。不過想歸想,班廷過去念「醫學速成班」時可是連做實驗的經驗都沒有,更別說要有自己的實驗室做研究了。


在朋友的引介下,班廷找上時任多倫多大學生理科教授的麥克勞德,1921年時麥克勞德教授45歲,是當代葡萄糖新陳代謝的專家。相較之下,30歲剛起步的外科醫師班廷顯得是個嘴上無毛的傢伙。麥克勞德聽完班廷的理論時顯得半信半疑,聊得更深入後,麥克勞德發現班廷對胰臟的生理學幾乎可說是一知半解。有好幾次麥克勞德都想勸班廷別做這種不切實際的想望了,之前已經有好幾個著名科學家的失敗案例。


最後,麥克勞德還是被班廷的熱情說服,答應在隔年暑期實驗室的空檔中撥出一塊空位和一些實驗用的狗,並建議班廷修改某些實驗步驟,最棒的是,麥克勞德還借出實驗室研究生貝斯特[3]給班廷當助手。


麥克勞德的懷疑不是沒有道理的,從1900年到1920年期間,已經有不少生化生理學家投入胰臟方面的研究卻都空手而歸,往往都只在動物實驗行得通,就是過不了人體試驗這一關,畢竟不夠純化的胰臟萃取液常常會帶來過多毒性,讓病人產生高燒及膿瘍等併發症。


事實上後來班廷曾不只一次承認,如果當時自己多看點論文,對當代胰臟方面的知識涉獵更多,他可能連實驗都不敢進行了。班廷說:「讀太多文獻的話,就會被廣泛的意見搞到思緒凌亂,被負面結果混淆視聽,所以我個人不建議讀過多的醫學文獻。」


1922年,班廷結束外科診所,賣掉自己的房子,搬到多倫多做實驗。整整五個月的時間裡,他與助手貝斯特幾乎都生活在實驗室裡與小狗一而再、再而三的奮戰。


班廷負責替小狗動手術綁掉胰管,不過有的狗很快就死於感染,有些狗在胰管被結紮後腺泡細胞卻仍好端端地沒有萎縮。當實驗開始兩個星期內,十隻狗狗裡竟然有七隻已經陣亡了,讓阮囊羞澀的班廷又再掏腰包、花錢補進幾隻實驗用狗。


由於班廷沒進過實驗室,所以貝斯特就得負責其它與化學實驗有關的部分,認真地選用不同方式檢查狗狗血液及尿液內葡萄糖濃度,以求快且精準。


兩個多月過後,班廷與貝斯特終於等到實驗小狗腺泡細胞萎縮的一天,班廷將狗的胰臟取下,萃取出蘭氏小島細胞萃取液,打進另一隻代號401的小狗身上。先前班廷已經移除401號狗的胰臟,讓401號狗兒變成了糖尿病患。在打進蘭氏小島細胞萃取液後,貝斯特每半個小時就替401號狗狗測一次血糖。發現結果很令人滿意,401號狗原本居高不下的血糖值在接受注射後的一個小時內筆直下降。雖然隔天401號狗狗就於昏迷中死亡,但如此結果總算讓班廷和貝斯特看到一線曙光:蘭氏小島的萃取物真的可以降低血糖


這時剛好實驗室老闆麥克勞德度假回來,班廷得意又急切地與麥克勞德分享剛出爐的實驗結果。沒想到,麥克勞德卻沒有一絲興奮的表情,反而是旁敲側擊地不斷套話。原來,這個實驗結果好到讓麥克勞德誤以為班廷是在造假!本來興高采烈的班廷臉色變得鐵青,完全被麥克勞德不合理的懷疑給惹毛了。這件事,讓麥克勞德與班廷兩人一輩子都存有難解的心結。



扭轉命運的胰島素


實驗室老闆麥克勞德眼看研究結果愈來愈令人滿意,開始加派人手幫助班廷及貝斯特,其中生化專家寇立普在純化胰臟萃取物方面貢獻很大,讓同分量的藥物發揮的效果愈來愈強。


班廷一方面急著解決所有關於蘭氏小島細胞的問題,一方面又被自己於現實中欠缺的技術困住,僅能仰賴實驗室老闆麥克勞德或寇立普的經驗和學識。當寇立普一度宣稱自己已經突破萃取技術障礙、準備要脫離團隊時,班廷完全無法忍受寇立普企圖奪走這塊心頭肉,憤怒地將寇立普打倒在地。雖然最終所有研究者都留下來了,但班廷後來透露,當時他的壓力大到不行,每晚幾乎都是靠著飲用高濃度酒精才能入眠。


1922年年初,一位瘦到只剩下皮包骨的12歲小男孩接受蘭氏小島萃取液的注射,小男孩血糖開始下降,並奇蹟似地恢復。麥克勞德決定依循前人的命名稱之為「insulin」,因為「insulin」就是拉丁文之中的「小島」,我們熟悉的「胰島素」因而正式誕生。




過去缺乏胰島素的糖尿病患者只能坐以待斃,痛苦幾個星期後即昏迷、死亡。胰島素出現後,糖尿病不再是個不治之症。在確定胰島素能夠有效地降低血糖後,多倫多大學與廠商密切合作,讓胰島素迅速普及到全世界。



創下史上最快獲得諾貝爾獎的紀錄


拋棄一切全心投入研究的班廷於1923年因發現胰島素而獲得諾貝爾獎,從研究開始到獲獎僅有短短兩年時間,創下史上最快獲得諾貝爾獎的紀錄。不過呢,這個諾貝爾獎背後還有點小插曲:與班廷一同獲獎的,不是最初與他工作的貝斯特,而是實驗室老闆麥克勞德。


所以在得知獲選為諾貝爾獎得主的那一刻,班廷並不是高興地手舞足蹈,而是氣得七竅生煙。畢竟在班廷心中總覺得麥克勞德是在掠奪功勞,而非實質上參與實驗的人,頂多只是講幾句話編派事務而已。憤怒的班廷揚言要拒絕領獎,但周遭的朋友勸班廷為祖國加拿大想一想,那可是頭一遭有加拿大人領到諾貝爾獎啊!


為了加拿大科學發展著想,班廷最後還是接受了諾貝爾獎,但班廷宣布他會將一半獎金分給貝斯特,並提醒眾人,他會永遠與貝斯特共享這項因發明胰島素而領受的諾貝爾獎。實驗室老闆麥克勞德依樣畫葫蘆,宣布他要將一半獎金分給對萃取純化胰島素有功的寇立普,用行動展示,胰島素是他們四個人的共同成就。


胰島素徹底改變了糖尿病的命運,讓患者不再只是坐以待斃。即使班廷和貝斯特擁有胰島素的專利,但是並沒有打算從中獲利,他們將胰島素交給廠商大量生產,完全沒有收取專利費用,讓胰島素能夠以更便宜、更快速的方式,幫助到全世界的病人,扭轉一個原本必死無疑的疾病。因此,班廷的生日11月14日被訂為世界糖尿病日,讓人類永遠記得這位不顧一切實現夢想的科學家!



肚子裡的祕密》 作者: 劉育志、白映俞

出版社:台灣商務

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