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救治千萬糖尿病友的神藥:胰島素發現史

1921年班廷(Frederick Banting)及貝斯特(Charles Best)發現胰島素,1922年在麥克勞德(John MacLeod)、柯立普(James Collip)等人協助下製成藥物,搶救了奄奄一息的病童。加拿大多倫多大學團隊的成就,贏得了1923年諾貝爾醫學獎,樹立醫學史上一座重要的里程碑。

臨床上,胰島素百年來,成了千萬名第1型糖尿病友續命「神藥」外,時至今日,即使新型降糖藥物紛紛問世,胰島素在糖尿病治療上的地位,依然屹立不搖,甚至還被比喻成(女士衣櫥中不可或缺的)黑色小禮服 (The black dress of diabetes treatment)—滿足長青、百搭、萬用等訴求。(推薦閱讀:面對糖尿病的心理調適?

(2021年是胰島素發現100週年。圖片來源 / 蔡世澤醫師提供)

1891年11月14日(世界糖尿病日)出生的班廷(Frederick Banting),1912年習醫,1916年因世界大戰,提前1年自多倫多大學畢業,被派往歐陸擔任軍醫。1918年負傷受勳,退伍返鄉後,做了兩年兒童醫院骨科住院醫師,隨後在離多倫多3小時車程的倫敦市開業,由於業績清淡,他還在當地的西安大略大學(University of Western Ontario,UWO)兼課,貼補家用。 

為了講授醣代謝,他翻閱了許多文獻。有一篇胰臟結石完全阻塞胰管,但未產生糖尿的個案報告(Surg Gynecol Obstet 1920; 31:437-448),給了他靈感,於是在授課後的1920年10月31日凌晨兩點,他起床寫了一小段發想—結紥狗的胰管,在腺泡退化萎縮後,設法從胰島萃取分泌物,緩解糖尿。

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1週後,班廷在UWO的米勒(FR Miller)主任推介下,去多倫多求見頗富盛名的生理學教授麥克勞德(John MacLeod)。教授對毫無研究經驗的年輕人想法,不盡以為然,但考慮他的外科背景,覺得不妨協助一試。半年後,班廷關閉診所,到多倫多大學展開研究工作。 

麥克勞德在回蘇格蘭度假前,除了提供實驗室及10隻狗外,還找來兩個學生貝斯特(Charles Best)和諾布爾(Clark Noble),讓班廷擇一當助手。有一說是經過拋硬幣猜銅板,貝斯特贏了,先做4週。不過後來兩人磨合得不錯,諾布爾又生病,所以貝斯特就一直跟到底。 

從1921年5月中開始,班廷帶貝斯特做動物實驗。貝斯特發揮他的生化專長,負責測血糖、尿糖。歷經多次失敗,犧牲了原來邁克勞德準備的動物之後,班廷賣掉自己的車子,繼續買狗做實驗。

終於在1921年8月3日,一隻胰臟被切除的狗,注射了從結紥胰管的另一隻狗的胰臟萃取物後,看到了血糖下降的結果。 

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(圖片來源 / 蔡世澤醫師提供)

麥克勞德在大西洋彼岸得知捷報,回到學校以學者、研究者的高度,要求重複驗證,修正研究計劃。1921年底,班廷及貝斯特在純化胰島萃取物遇到瓶頸時,麥克勞德還徵召到多倫多大學生理系訪問的柯立普(James Collip)加入團隊。他在隔年臨床試驗上,發揮臨門一腳的功力,且在爾後胰島素萃取精煉量產上,扮演了關鍵性的角色 。(推薦閱讀:高血糖等於糖尿病嗎?認識「糖尿病前期」

從動物萃取出的胰島素成功救治第1型糖尿病童

當1922年1月23日,以每日只能進食450卡存活近兩年、骨瘦如柴(180公分、29.5公斤)的14歲少年湯普森(Leonard Thompson)接受第2次注射胰島素成功康復,加上其他6名最早的病童奇蹟,讓多倫多大學研究團隊,在媒體及學界大出風頭。美國、加拿大甚至海外慕名求治者紛至沓來,令只能製備少量藥物的班廷等人窮於應付。

一直要等到禮來藥廠和諾德藥廠得到多倫多大學授權,在加拿大境外生產胰島素,才能充分體現班廷及貝斯特以1美元出讓專利、「胰島素屬於全球」的襟懷。 

1922年5月,麥克勞德赴美國華府,代表多倫多大學七人團隊在美國醫師協會(Association of American Physicians,AAP)發表論文,班廷及貝斯特雖名列第一、第二作者,但選擇缺席。依麥克勞德建議,胰島素Insulin一詞此際首度見諸文獻。 

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其實,稍早班廷在美國生理學會初報動物實驗成果時,因為經驗不足,頻遭會眾質問,固然有頼主持會議的麥克勞德緩頰解圍,但因麥克勞德動輒以「我們」代言,讓班廷覺得他實質貢獻不多卻勇於搶功,心生不快,從此埋下心結。兩人關係持續緊張,班廷幾至失志,甚至酗酒,多虧貝斯特和知己相挺。

1922年11月,丹麥籍的1920年諾貝爾醫學獎得主克羅(August Krogh)造訪多倫多,除了為妻子糖尿病尋得解藥,也在接觸研究成員後,寫信提名諾貝爾獎。果不其然,1923年10月25日,瑞典卡羅林斯卡學院公佈,班廷(32歲)及麥克勞德(47歲)同獲生理醫學獎。

班廷氣憤不已,先是拒絕,後來把奬金與24歲的貝斯特對分,曼克勞德不得不跟進,也和31歲的柯立普共享獎金。這次頒獎風波,持續了幾十年,甚至到了 1972年,諾貝爾基金會也承認忽視貝斯特貢獻是項錯誤。

持平的說,四人都有貢獻,班廷以激情(passion)和執著鼓動團隊前行(impetus);貝斯特穩住了陣腳(stabilizing force)避免研究失焦(focused);柯立普的生化專技(technology)協助產出良藥;至於麥克勞德則以其見多識廣(sophistication),將研究火花導向臨床研究。這四位多倫多大學的校友和教師,因緣際會,共同創造了輝煌的歷史。

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(他們發明的胰島素治療,100年來拯救千千萬萬名糖尿病患者。圖片來源 / 蔡世澤醫師提供)

所以早在1923年多倫多大學慶功宴時,約翰霍普金斯大學醫學教授巴克(Lewellys Barker)就說:「胰島素的發現,榮耀足以歸於所有人。」(In insulin there is glory enough for all.)1988年同名電視劇《光榮歲月》,劇情化這段公案,獲頒艾美奬。他們4個人,共同站在許多學術巨人的肩上,也因為奇妙的組合,比同時代競逐的學者更為幸運的得遂所願,獲得世人肯定。總之,百年胰島素的發現史,殊堪玩味更發人深省。

後記:林瑞祥教授是貝斯特的入門弟子,敘說演繹這段歷史,國內絕不做第二人想。我不自量力,只緣應用胰島素多年,又有史癖,努力爬梳,成此應景長文。觀點折中多大歷史教授布利斯(Michael Bliss),重大記事則參考赫格勒(R.A. Hegele)等近作。

參考文獻: 

1. Cefalu WT, Rosenstock J, LeRoith D, Riddle MC.Insulin's Role in Diabetes Management: After 90 Years, Still Considered the Essential "Black Dress"Diabetes Care. 2015 Dec;38(12):2200-2203. 

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2. Hegele RA, Maltman GM.Insulin's centenary:the birth of an idea. Lancet Diabetes Endocrinol. 2020 Dec;8(12):971-977.

(本文作者為振興醫院新陳代謝科暨營養治療科主任蔡世澤)

責任編輯:劉妤葶

< 本專欄反映專家意見,不代表本社立場 >

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