53年前的1966年12月23日,中国科学工作者在世界上第一次用人工方法合成了一种具有生物活性的蛋白质结晶牛胰岛素。这是我国科学工作者经过6年零9个月的艰苦工作后获得的重大科研成果。

直到20世纪,人类对糖尿病仍然完全束手无策。一旦患上糖尿病,就意味着被判死刑,病人只能坐以待毙。但是,就像人类文明一次又一次面临困境,始终迎来自恒古以来的一个转折点一样,这种“甜”病,可能在等待一个能“开导”它的人。

胰岛素的发现

1889年,受俄罗斯科学家巴甫洛夫的启发,两位德国科学家梅林和闵可夫斯基开始探索胰腺在消化中起什么作用。他们碰巧发现一只胰腺被切除的狗的尿液中含有糖,这意味着这只狗患有糖尿病。证实了胰腺与糖尿病的关系。

早在1869年,22岁的德国医学院学生兰格尔·朗格汉斯在毕业论文中描述了在显微镜下观察到的不同的岛状细胞群,推测这些岛状细胞群可能分泌激素。

从这两个发现和几代科学家的不懈努力,牛、羊等动物胰岛分泌的激素,即“胰岛素”,可以治疗糖尿病,逐渐被学术界所认可。

到20世纪20年代,美国的礼来公司已经能够从屠宰场获得的动物胰腺中分离出足够大规模生产的胰岛素。1955年,英国的圣盖革确定了胰岛素的结构,完成了胰岛素的纯化,为他赢得了1958年的诺贝尔化学奖。

合成胰岛素

随着糖尿病患者数量的增加,从动物胰腺中提取胰岛素远远不够。所以合成胰岛素被提上日程。需要注意的是,广义上的“第一合成胰岛素”并不属于中国人。

英文维基百科只提到了两个关于“第一合成”的名字,一个是美国匹兹堡大学的Panayotis Katsoyannis,另一个是德国亚琛工业大学的Helmut Zahn。合成时间是60年代初,没有中国科学家的名字。

其他专著比较详细。例如,在《理解胰岛素的作用:原理和分子机制》一书中说,胰岛素最早是在1963年化学合成的,Katsoyannis做到了这一点。《胰岛素与胰岛素》;与功能和药理相关的蛋白质-结构进一步指出,在1963年底或1964年初,Zahn和Katsoyannis已经掌握了正确的合成策略。

这些时间点早于中国宣布的时间点。

但是美国人和德国人都没有得到胰岛素晶体,制造出来的产品生命力很低。相比之下,中国的最终完成率要高得多。

自1958年起,中国科学院上海生物化学研究所、中国科学院上海有机化学研究所和北京大学化学系开始联手,以王英来为负责人,龚跃亭、、杜宇昌、纪、邢、王佑、徐洁成等参加。作为一个合作小组,他们在前人对胰岛素结构和肽链合成方法研究的基础上,开始探索通过化学方法合成胰岛素。

经过仔细研究,他们建立了合成牛胰岛素的程序。合成工作分三步完成:

世界上中国首次人工合成牛胰岛素

第一步是将天然胰岛素拆分成两条链,然后再合成胰岛素。1959年突破了这个问题,合成的胰岛素是和原来一样有生命力和形状的晶体。

第二步,合成胰岛素的两条链后,合成B链与天然A链相连。牛胰岛素的半合成在1964年获得成功。

第三步,将测试的半合成A链与B链结合。

1965年9月17日,结晶牛胰岛素的全合成完成。经严格鉴定,其结构、生物活性、理化性质和晶体形态与天然牛胰岛素完全相同。

取得完美的成果是“国家科研”体制下的优势。顶级科学期刊《科学》也首次注意到了红色中国的胰岛素全合成。在1966年的一份报告中,强调了两位西方学者在重组二硫键被还原和断裂的胰岛素的两条肽链并恢复其生物活性时遇到的困难。是中国人率先改进了解决这个问题的方法。

既然国内的合成胰岛素这么完美,为什么没有获得诺贝尔奖?

据史料记载,1973年底,杨振宁致信中国科学院院长郭沫若,表示将提名生物化学研究所、有机科学研究所和北京大学的一名代表获得1974年诺贝尔化学奖。然而,中国科学院和外交部拒绝了这一提议。原因有二:

第一,胰岛素合成是党领导下科研人员集体努力的结果,很难提出有代表性的候选人;

第二,奖金是资本主义国家发的,不如不拿。

1978年,杨振宁再次告诉邓小平,他愿意提名诺贝尔胰岛素合成奖。同年,美籍华人逻辑学家王浩也提出了同样的建议;瑞典皇家科学院诺贝尔奖委员会致信生物化学研究所所长王英来,请他推荐诺贝尔奖候选人名单。

那时改革开放刚刚开始,中国人民已经开始重视诺贝尔奖。当年年底,中科院专门召开了“胰岛素人工合成总结评选会”。牛敬义、、季、王瑜四位代表经无记名投票选举产生后,认为每个单项奖的获奖人数不超过三人。考虑到“联邦德国和美国在胰岛素人工合成方面也取得了不错的成绩,有可能这个奖项会由两个国家或者三个国家的科学家共同获得”,最终决定由牛敬义代表全部研究。

而胰岛素合成工作最终没能获奖,却和传说中的候选人数众多无关。

当时参与这个课题的北大化学系课题组负责人张胖教授在接受记者采访时,具体解释了结晶牛胰岛素获得诺贝尔奖的原因:中国没有获得合成胰岛素诺贝尔奖,但没有其他国家获得合成胰岛素诺贝尔奖。因为诺贝尔奖有个要求,就是必须完全创新。1958年,英国化学家桑格获奖,因为他的发现是全新的,史无前例的。但是为什么胰岛素这种复杂的东西的合成没有获得诺贝尔奖呢?因为你用的方法都是已知的,没有创新的方法,你不会获得诺贝尔奖。中国得不到自己想要的。它需要完全创新的结果。因为每个国家的研究方法都是多肽合成的应用,没有什么创新。诺贝尔奖的得主一定是完全创新的结果。

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