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人工胰岛素:“革命课题”的幸运胜利

2015-06-25 09:04 来源:www.xuemo.cn 作者:熊卫民 浏览:44430569

 

人工胰岛素:“革命课题”的幸运胜利

在“大跃进”风潮中立项不久,“反右倾”运动接踵而至,胰岛素合成工作的“战略”也随之调整为“大兵团作战”,然而却毫无成效。随后,国家进入调整时期,开始允许科研人员和教师做自己感兴趣的工作。在此背景下,这项研究在难得而短暂的、较为安定的环境中,幸运地走向了胜利。

熊卫民(中国科学院自然科学史研究所)

“大兵团作战”

就在课题研究稍获进展之时,“反右倾”运动迎面扑了过来。就像“大跃进”运动导致了胰岛素人工合成课题的提出一样,19597~8月的庐山会议以及它所带来的“反右倾”、“鼓干劲”运动也影响了胰岛素工作的研究方式。它作为直接的导火索,给胰岛素工作带来了一种富有中国特点的科研方式——“大兵团作战”。

很多年以来,北京大学一直处于时代的漩涡中心。这一次,在几个相关单位中又是她率先响应了党的号召,最早开展了轰轰烈烈的群众运动。1959年底,在系党总支书记王孝庭的领导下,化学系的学生对自己的老师展开了猛烈的批判,批判他们在科学研究方面搞神秘论、把科研工作进行得“沉沉闷闷”“冷冷清清”,等等。

批判的结果之一是胰岛素合成工作的领导班子被彻底改组:原来的几个负责人,副系主任文重被打成右倾机会主义分子,胰岛素研究组组长张滂教授被开除出胰岛素合成的队伍,唯一留了下来的有机教研室主任邢其毅教授也因为“对合成胰岛素不积极”而不再对这项工作具备发言权[1]。新班子中,总负责人是王孝庭,业务负责人起先只有有机化学教研室副主任、1958年毕业留校的青年科技工作者施溥涛一人,19604月后又增添了叶蕴华、花文廷等人——他们本该于19607月才毕业,就是为了加快胰岛素合成工作的速度,才在北大党委的安排下,提前3个月毕业,作为“新鲜的血液”和“革命的动力”而充当胰岛素合成工作的领导[2]。在施溥涛、叶蕴华、花文廷等人领导之下则是由大学生、青年教师等充当的大组长、组长、小组长等。

在这个缺乏科研经验的新班子的领导下,北大化学系及少量生物系“革命师生”共约三百人“参加了这场科研大战”,一大批“连氨基酸符号还不认识的”青年教员和三、四、五年级学生成了胰岛素研究的“尖兵”,成了“科研的主力军”。在他们看来,合成多肽是一件非常简单的事:“把两段多肽倒到一起,就叫合成了一个新的多肽——也没问是否发生了反应,具体产物是什么东西 [3]。”邢其毅等“老”科学家和一些比较“右”的青年教师当然不太认同那些做法,但他们不敢说,只能根据组长、小组长等人的指示执行属于自己的那份操作。于是,北京大学的进展奇快,“仅用两个星期就完成了4755四个肽段”;再花两个星期,到1960217日时,就“用两种方法同时合成了胰岛素A链上的十二肽”;随后,于“三月底拿到了十七肽”;于“四月廿二日合成了A链”。

受北大化学系群众运动的激发,再加上那个时代没有任何单位能免受政治运动的冲击,19601月下旬,“在整风反右倾的基础上”,生化所开始大量抽调工作人员支援原有的两个研究小组。先增加到50人,后又增加到80人,经过几轮“日夜苦战十昼夜”,他们终于在420日前“合成了B链三十肽,并把人工合成的B链和天然的A链连接成具有活力的胰岛素。”

正当北大化学系和生化所的科研“竞赛”进行得如火如荼的时候,复旦大学生物系横空杀了进来。1960130日,在上海市委、上海市科委和复旦大学党委的支持下,复旦大学生物系党支部委员李致勋组织了六七十位师生(其中三分之二的人是一至三年级的学生)“从事准备工作和进行干部培训”,开始单独筹划胰岛素人工合成工作。“最初开始这项工作的时候以合成B链中某一个肽段为目的……后来……‘行情’愈来愈高,从要求合成八肽、二十肽、B链到整个胰岛素”。325日,“为了迎接市工业会议的召开”,他们“进一步大搞群众运动”,组织了120名师生“边干边学”,热火朝天、不分昼夜地进行胰岛素合成[4]。其方法和北京大学化学系的学生所做的类似,都不对中间产物作分离和鉴定,只是拼命往更大的肽段赶。当时的生物系生化教研室主任沈仁权副教授比较内行,但她被搁到了一边,对这项工作没有发言权。于是,复旦大学所报出来的进度也非常快,“在422日完成了B30肽”。

1960419-26日,以稳定基础研究工作为重要主题的中国科学院第三次学部会议在上海举行。在这个会议上,由中国科学院生化所、北京大学化学系、复旦大学生物系三个单位所主演的胰岛素合成戏剧达到了高潮:它们三个单位先后向学部大会献了礼,分别宣布自己初步合成了人工胰岛素B链,A链以及B A两条链!北京大学化学系的代表还乘飞机把他们合成的A链带了过来。听到这些振奋人心的消息,聂荣臻、郭沫若等领导兴奋异常,他们不但发表了热情洋溢的讲话,还于当天晚上在中苏友好大厦为全体相关人员举行了盛大的庆功宴,只留了杜雨苍和张友尚在实验室里进行最后的人工胰岛素A链和人工胰岛素B链的全合成工作。但直到那顿在大饥荒时期极其难得的宴会结束,垂涎欲滴的杜雨苍和张友尚也没有离开实验室。

4天之后,生化所仍没能证明合成了人工胰岛素。可这个时候,复旦大学又爆出喜讯:他们首次得到了具有生物活性的人工胰岛素!这个消息刺激了北京市委,他们给北大发指示,说:咱们搞北京牌的胰岛素;中国那么大,搞两个胰岛素也不算多,可以互相验证。要求北大也进行B链合成,也单独合成胰岛素。于是,北京大学只好于196051日“又开辟了第二个战场”,成立了新的B链组,大搞B链的合成。

上海市委和北京市委的竞争也给中国科学院党组带来了很大压力。为了在竞赛中胜过高等教育部,在院党组正、副书记张劲夫、杜润生的亲自督促下,196054日,中国科学院上海分院党委书记王仲良决定亲自挂帅,指挥生物化学所、有机化学所、药物所、细胞生物学所、生理研究所等五个研究所进行“大兵团作战”。在当晚举行的“第一次司令部会议”上,生化所党支部提出,“要以20天时间完成人工全合成”。王仲良要求抢时间,在“半个月内完成全合成”。汪猷接着表态:“既然分院党委决定,我们立即上马……半个月太长,要在一个星期内完成。”

就这样,在有关领导“这是一个重大的政治任务”、“拿不下来就摘牌子”的严厉要求下,科学院上海分院开始了风风火火的“特大兵团作战”。汪猷及其所领导的有机所原本是不想参战的,在形势的逼迫下,不但参加了进来,还喊出了最高的调子——“一个星期内完成”。

55日,相关研究所共派出344人(后来还增加过新人,譬如510日增加了中专校实习学生17人)参加这项工作。他们打破了原有的所、室、组的正常建制,组成了混合编队,下属多个“战斗组”,统一安排。战斗组的组长一律由青年人担任,原来担任组长的研究员们改当组员;生化所一个肽组的组长甚至是一位连多肽都未见过、新近从中国科学院山西分院过去的进修生。他们“采取了一日二班制的办法”,建立了工作流水线。虽然有很多人并不愿意放下自己手头原有的研究转到这项工作中来,但既然党的领导干部在亲自指挥这项工作,他们也普遍表现得很积极。很多人“每天除了几小时的睡眠,其他的时间都在试验台旁度过”[5];“有人甚至把铺盖搬进实验室”[6],根本不怕有毒的药品,根本不顾及自己的身体健康。还有些工作骨干“甚至两天不睡”,以至于领导下命令:“必须……安排骨干分子的休息睡眠”。

相关负责人每天午夜过后都举行会议,以报告进度、数据、结果等。可胰岛素人工合成毕竟是基础科学研究,和军事斗争、工农业生产还是有区别的。在这里,“一个人卅天的工作等于卅个人一天的工作”的假想并不成立[7]。这么多人忙了7天、15天、20天、一个月,依然没有实现最初的目标。50天后,人工合成的AB链终于“正式进行会师”,可非常令人遗憾,“总的情况是人AB全合成(人工A链与人工B链合成的胰岛素)没有出现活力”。不但如此,在随后的20天内,“合成A链进行三次人AB(人工A链与天然B链接合成的半合成胰岛素)测定,结果均无活力”。

1960628日至71日,为了“充分交流经验以及商谈今后协作”,“上海市科委召集了北京大学、复旦大学及科学院等三个单位的有关研究人员、教师和学生66人讨论了人工合成胰岛素的工作。”在这次会议上,复旦大学生物系的代表终于说出了他们的鉴定依据——他们基本不对中间产物作鉴定,主要根据对最后产物的两项生物测试——小白鼠惊厥实验和兔血糖实验——来确定自己是否合成了人工胰岛素。从会上获得这个消息之后,邹承鲁、杜雨苍、张友尚三人马上动手,经过整整一通宵的时间,先按复旦大学的方法与条件做了几个实验,然后又做了一些必要的对照实验,结果发现,复旦的两类测试法都非常不规范。邹承鲁对此回忆说:

他们最后的产物是用冰醋酸溶解直接注射到小老鼠的腹腔里的,而胰岛素的要点是要用水溶液注射。用冰醋酸溶液代替水溶液会出现什么现象?我们当天晚上连夜赶着做这个实验。发现单纯注射冰醋酸就可以得到一些与注射胰岛素类似但又不相同的现象,那种现象不是胰岛素引起的,而是冰醋酸引起的。[8]

省去了必需的、数以千项计的对中间产物的分离纯化和鉴定,只对最后产物进行两项生物测试,而这两项测试操作均违背了《中华人民共和国药典》所提出的要求,这就是复旦大学生物系“成功”合成胰岛素的要诀!实际上他们从来都没有完成过A链、B链和整个胰岛素的合成!

所以备受竞争压力的科学院是虚惊一场!

王应睐一直心怀整个国家的生化事业,面对这种实际上是费钱、费力而不见实效的研究方式,急在心上,早就想将其停下来。现在事实证明,复旦大学从来没有成功过,于是理由就更充分了。19607月底,他作为中国科学院代表团的成员之一赴英国参加英国皇家学会成立300周年纪念活动。途经北京时,他鼓起勇气向中国科学院党组的领导反映了自己的想法,强调人太多没有好处,专业不对口的在里面起不到什么作用,还是应该减少一些人,让队伍精干一点,只留下熟悉业务的,这样进展会更快。张劲夫和杜润生与科学工作者是比较贴心的,发动大兵团作战一段时间后,见效果不明显,就认真考虑并最后同意了王应睐的建议。

于是,“19607月,杜润生同志指示说,大兵团作战,搞长了不行,应精干队伍[9]。”随后,“经过三天大会,总结辩论,生理、实生、药物三个所下马,留下生化、有机两个所” [10]。“研究所之间,由协作组协调。科学院指定王应睐为协作组组长,汪猷为副组长。”两所的参与人数也逐渐减少,10月份时总人数下降到了“80人左右”。年底时,生化所只剩了精干队伍近20人,有机所只剩下7人。

在交了上百万元的昂贵学费后[11],科学院的大兵团作战就这样偃旗息鼓。

1960年,北京大学化学系、生物系参加胰岛素工作的学生没有正常的暑假,直到10月份他们还在继续工作[12]。终于又合成了三批人工合成A链,自己测试又有活力,于是把它们送到生化所。但到那儿之后,它们又没有活性了!10月下旬,生化所决定派杜雨苍和张友尚过去“学习”。果然不出所料,北京大学所用的鉴定方法又是不规范的!谁也不知道他们“合成”的究竟是什么,唯一可以肯定的是那不是胰岛素A链!60万元的巨额经费已经用尽[13],结果又如此不如人意,而且人员伤病还相当严重[14],工作当然无法进行下去了。连总结都没做,北京大学化学系的大兵团作战就这样灰溜溜地鸣金收兵了。

复旦大学生物系的大兵团作战也持续了很长的时间。1960712日、13日、19日、26日,复旦大学生物系还派了张曾生、郭杰炎等人到生化所,和生化所交流甘氨酸、DL-苏氨酸的生产经验,并向生化所介绍了复旦大学的工作组织情况:“分离分析组刚刚成立,也有氨基酸、多肽层析、旋光等组,只有消旋组尚未成立。”据黄祥云的研究,他们的“大兵团作战”也是因为经费等问题而于1960年下半年停止 [15]

“大兵团作战”阶段所获得的产物,除了有机所还留了一点用于继续提纯和分析,后来还陆续整理出了几篇论文之外,其他单位的都事实上被当成垃圾倒掉了。也就是说,七八百位科技工作者和学生轰轰烈烈、辛辛苦苦忙了好几个月,所收获的几乎完全是一场空。

作为一种为毛泽东时代的中国所独有的科研方式,“大兵团作战”本身是很值得关注的。轻视原本就非常少的专家,而由不懂行的群众来充当主角,用搞运动和人海战术的方式来做研究,这是中国人在科研方式上的独特创造,也确实实践了当时一些领导干部所设想的“无产阶级的科学道路”。但遗憾的是,在胰岛素工作中,这种研究方式、这条研究道路彻底失败了。

“一步一个脚印”

“大兵团夹击胰岛”遭遇惨败之后,国家也已进入调整时期。在“调整、充实、巩固、提高”八字方针的指导下,变得开始允许科研人员和教师做自己感兴趣的工作。于是,有机所的一些研究人员表示要再次“敲锣打鼓”把这个课题“送还生化所”,而生化所的绝大部分参与者也心灰意冷,希望下马这个课题。北京大学化学系的情况也类似。

但聂荣臻坚决不同意这样做。1961年春天,他到生化所视察,明确表示:人工合成胰岛素(需要)100年我们也要搞下去。他说:我们这么大的国家,几亿人口,就那么几个人,就那么一点钱,为什么就不行?你们做,再大的责任我们承担,不打你们的屁股[16]。聂荣臻表态之后,王仲良、张龙翔、王应睐、汪猷等多级领导人也分别表示支持。在他们的要求和命令下,人工合成胰岛素工作最终持续了下来,不过也做了一些调整。

中国科学院上海分院方面,生化所将工作安排得大体恢复到了1959年下半年时的状态。也即只留下了(1)钮经义所领导的B链组:主要由最初就参与了这项工作的钮经义、龚岳亭、陈常庆、黄惟德、葛麟俊、汪克臻、张申碚等人构成,快完成时还补充进了胡世全等新的力量;(2)邹承鲁所领导的拆、合组:只剩下了邹承鲁、杜雨苍这两位旧人和蒋荣庆这位新人还在为继续提高重组活性而努力(活性最后达到90%以上)。有机所由汪猷领导着徐杰诚、张伟君等人打扫战场,“对过去合成的小肽进行分离、鉴定”[17]

北大化学系方面,应张龙翔的要求安排了六位教师做相关工作。后来因为调动工作、病休、生孩子等原因,实际只有李崇熙和陆德培参与,而陆德培“1/3的时间得花在行政工作上,另外还得花一些时间用于教学”[18],所以后来北大总结说:最困难的时候只有“一个半人”坚持了下来。

与北京大学化学系、中科院上海分院不一样,大兵团作战之后,虽然上海市的某些领导、复旦大学生物系党总支书记和此项工作的具体负责人李致勋均无心让胰岛素工作下马,而且他们完全有能力压制住校内的反对声音,但终于未能像科学院上海分院和北京大学一样把此工作坚持下去。为什么会这样?有可能是科学院对复旦大学施加了压力,不让她继续进行下去了。生化所的档案显示,1963年下半年,复旦大学一度还想卷土重来,结果激起了生化所的强烈反对,最后未能坚持下去。

1961719日,中央批准了《关于自然科学研究机构当前工作的十四条意见(草案)》(简称《科研工作十四条》)和聂荣臻的《关于自然科学工作中若干政策问题的请示报告》;915日,中央又批准试行《高教六十条》。这几份文件在总结过去工作弊端的基础之上,提出了一些切实可行的工作策略,进一步落实了“调整、巩固、充实、提高”的方针,给科学研究提供了一个较为安定的环境。

随后的这几年,在较为安定的环境里,生化所、有机所、北京大学化学系这三个单位剩下的这二三十名精干力量以坚韧的意志缓慢而又踏实地工作,默默而又奋勇地耕耘,做出了一系列成果,在《中国科学》、《生物化学与生物物理学报》等期刊上分别发表了一些论文。

“大兵团作战”中的恶性竞争使北京、上海的胰岛素工作组心存芥蒂,他们不再通信,不再了解对方具体在做什么工作。19638月,全国经济形势好转一些后,中科院在青岛举行了一次全国性的天然有机化学学术会议。在这个会议上,北大化学系的代表和上海有机所、生化所的代表各自汇报了自己在胰岛素合成方面的研究成果,惊奇地发现对方还在继续工作,同时还发现北京大学和科学院的奋斗目标不尽相同——科学院一直在合成牛胰岛素,而北京大学则一直在合成羊胰岛素。国家科委九局的赵石英等人也参加了会议,听到这些情况后,认为既然大家都还在干,就应该协作起来,一道研究胰岛素的人工合成。他们还向北大代表邢其毅、张滂、施溥涛传达了聂荣臻在胰岛素工作方面的坚定决心。在赵石英的撮合下,北大的代表和科学院的代表初谈了一下合作协议。196310月,有机所所长汪猷去北京参加人大会议,邢其毅请他到北大做学术报告,进一步商谈了协作事宜,决定由北大合成A链的前9肽;有机所合成A链的后12肽;生化所仍合成B链,并负责连接A链和B链。与此同时,他们还吸取以前的教训,约法三章:

不搞“上海”的胰岛素,不搞“北京”的胰岛素,不搞这个单位的胰岛素,不搞那个单位的胰岛素,不搞“你的”胰岛素,不搞“我的”胰岛素,联合起来,一心一意搞出“中国的”胰岛素。

为了更有利于工作的开展,北大化学系提出把研究人员集中到一处工作。有机所说他们不能来北京,于是北大化学系表示可以派五名教师去有机所。这样做是要克服不少生活尤其是家庭方面的困难的,但是,为了早日完成胰岛素合成工作给祖国争光,北大化学系的相关老师愿意做出这样的牺牲。

1964年初,在邢其毅和文重的带领下,北大化学系的陆德培、李崇熙、施溥涛、季爱雪和叶蕴华等五位教师开赴有机所,和有机所的研究小组一道工作。1964年夏天,邢其毅又把自己的研究生汤卡罗派到了有机所。1964年后,有机所的主要相关工作人员有:领导人汪猷;研究人员徐杰诚、张伟君、陈玲玲、钱瑞卿;实验辅助人员刘永复、王思清、姚月珍、李鸿绪。

胰岛素A链组(1964年摄于上海有机所)

后排右起:陆德培、徐杰诚、屠先生、李崇熙、施溥涛、钱瑞卿

前排右起:刘永福、陈玲玲、姚月珍、叶蕴华、张伟君、季爱雪

北大的这些研究人员并没有全都一直坚持下来。汤卡罗只在有机所工作了一年,19658月,在合成尚未最后完成的时候,她服从北大的安排,离开上海,参加了工作队搞“四清”去了。叶蕴华走得更早,1965年初就搞“四清”去了。由于邢其毅教学任务繁重,半年左右才能过去一次,所以他没有担任北大研究小组的组长——小组的负责人是施溥涛和叶蕴华。当然,他俩的资历是没法和有机所所长、学部委员汪猷相比的,所以整个A链合成组主要由汪猷负责。汪猷在工作上则非常严谨,每天都要查看有机所研究小组及北大研究小组的实验数据。

生化所方面,钮经义、龚岳亭所领导有机合成小组在继续进行B链的合成——钮经义是组长,龚岳亭负责具体工作;后者“在肽段合成方案的制订和调整、人力的组织和安排方面,起了主导的作用”。除他们俩人外,这个小组的参与者还有陈常庆、黄惟德、葛麟俊、汪克臻、张申碚、胡世全等人。邹承鲁、杜雨苍领导的拆、合小组还在为继续提高重组活性而努力。此时邹承鲁已经把主要精力投向了酶学研究,拆、合工作主要是杜雨苍负责,有困难时才向邹承鲁咨询。和杜雨苍一道进行拆、合工作的还有蒋荣庆。

生化所、有机所、北大这三个单位还组织了一个协作组,正、副组长分别为王应睐、汪猷。在协作组的领导下,三个单位的四个研究小组分工不分家,紧密协作。这时的研究人员的总数大约为三十人。

吸取了大兵团作战时的教训,这些精干力量对数据的要求是非常严格的,在有机所工作的两个小组尤其如此,徐杰诚后来回忆说:

为了检定每步缩合产物的纯度,每一个中间体都要通过分析、层析、电泳、旋光测定、酶解及氨基酸组成分析,其中任何一项分析指标达不到,都要进一步提纯后再进行分析,力求全部通过。当时我们戏称这叫“过五关、斩六将”。[19]

在这种严格要求下,胰岛素工作“一步一个脚印”,稳定地向前推进,19643月,B链小组合成了一个八肽和一个二十二肽。剩下的工作是把它们连接起来。但这一步很不好做,试了很多次,仍没能成功。怎么办?经过长时间的实验、讨论,龚岳亭、葛麟俊等人主张,应改变保护B链的最后一个氨基酸的常规方式。受他们的启发,钮经义决定不保护B链的最后一个氨基酸,让其“赤脚”!方法确定后,问题迎刃而解[20]19648月下旬,在钮经义走上“北京科学讨论会”报告台,向亚洲、非洲、拉丁美洲、大洋洲各国代表宣读他与邹承鲁、汪猷、邢其毅合作的论文《从胰岛素AB链重合成胰岛素以及AB链肽段的合成》的前夕,他终于接到从生化所打来的电话:有4%天然胰岛素活性的人BA胰岛素(人工B链与天然A链接合成的半合成胰岛素)合成了!在随后的多次实验中,人AB胰岛素的最高活力达到了天然胰岛素的20%,并拿到了结晶。1965年,钮经义、龚岳亭等人在《中国科学》上正式发表了这项成果。

经过几年的努力,胰岛素拆、合工作也有了较大的进展。天然胰岛素氧化后恢复活力百分比1960年仅为5-10%1963-1964年时达到了30-50%。杜雨苍、蒋荣庆、邹承鲁三人19631964年在《生物化学与生物物理学报》,1965年在《中国科学》上发表了较新的相关成果。

A链的合成也已经取得了阶段性的成果。到有机所才半年,北京大学化学系的研究小组就成功合成了A链的前9肽。此时有机所也已累计了一定量的后12肽——在1960年大兵团作战时,有机所就已初步合成了一些后12肽,随后几年,徐杰诚等人一直在对它们进行分析、提纯[21],并重新合成。但遗憾的是,这两段肽链很难合成A链,所得产物中A链的含量相当低。试了很多次都如此。怎么办?李崇熙等人提出应变换后12肽的保护基——合成A链共约有65步反应(合成B链约有110步反应),其中与后12肽相关的有30余步,要改变它可不是一件简单的事,“等于重新设计,从头合成一个A链后12肽”!A链的负责人汪猷不同意这样做,他想以数量求质量,走提纯路线,认为只要把工作做得更细致些,就可能使A链获得较高的纯度。

时间一天天过去,提纯之路一直没有明显进展。而1963年底,美国匹兹堡大学医学院生物化学系的副教授卡佐亚尼斯(P. G. Katsoyannis)和联邦德国羊毛研究所的教授查恩(H. Zahn1916-2004)先后发布消息,说自己已得到了具有胰岛素活力的产物。想到国外的竞争对手随时可能拿到胰岛素的结晶、完成最后的胰岛素合成工作,国内B链也一直在等A链,李崇熙、施溥涛等人非常着急。他们就去找有机所的党委书记丁公量。丁公量是从部队转业过来的干部,对科学研究基本是外行,但有民主作风。他认真听取了李崇熙、施溥涛等人的意见,并就此事咨询了生化所的龚岳亭、葛麟俊——他们在B链合成的最后一步中也遇到过类似的困难。龚岳亭、葛麟俊也认为要改变后12肽的合成路线。获得这些信息后,19653月,丁公量召开会议,“决定提纯、重新合成两种方案同时付诸实践。改变设计方案后的合成工作由有机所陈玲玲同志和北大李崇熙同志负责执行。”两个月后,李崇熙等人完成了新A链的合成,它与天然胰岛素B链组合后,所得产物生物活力大幅度提高——“过去人工合成A链和天然胰岛素B链重组合(以下简称人AB),最高活力为天然胰岛素活力的1-2%,而到五月底为止,人工合成A链纯度提高,与天然B链重组合,活力最高可达天然胰岛素活力的8-10%。”6月初,人AB半合成胰岛素的结晶也已拿到,其活性达到了天然胰岛素活性的80%以上。

A链积累到100多毫克(此时B链已积累到了5克)后,杜雨苍、张伟君、施溥涛开始用人AB做全合成试验——他们三人分别代表生化所、有机所、北大化学系三单位,主要操作者为杜雨苍[22]。第一次实验时,汪猷只给了他们20毫克A链。令人失望的是,这次实验基本没成功——将产物注射到小白鼠身上,小白鼠没跳。

在巨大的精神压力之下,杜雨苍竭尽全力去探索更好的办法。经过多次模拟实验,他创造了两次抽提、两次冻干法。经多次天AB半合成实验,用这种方法能使最后抽提物的活性达到天然胰岛素的80%617日,他用此法抽提上次得到的活力仅相当于天然胰岛素活力0.7%的人AB全合成胰岛素;其活力达到了天然胰岛素活力的10.7%。于是汪猷又给了他60毫克A链。73日,全合成再次成功。93日,杜雨苍等人又一次做了人工A链与人工B链的全合成试验,并把产物放在冰箱里冷冻了14天。

1965917日清晨,杜雨苍从实验室走了出来,从他举着的细管中,人们逆光细看,看到了结晶的闪光!把它拿到显微镜下,出现的果然是和天然牛胰岛素一模一样、立方体形、闪闪发光、晶莹透明的全合成牛胰岛素结晶。

人工合成的牛胰岛素结晶

大家都欢呼起来了!

马上进行生物测试:把天然胰岛素和人工合成的胰岛素分大、中、微三种剂量分别注射入6组各24只小白鼠身上,做对比的活力测试。二十分钟后,全部的小白鼠都抽搐、惊跃了起来。

“跳了!跳了!”又是一片欢腾![23]

惊厥实验表明,人工胰岛素的生物活性达到了天然胰岛素活性的80%。在漫长的国际竞争中,中国科学家终于第一个取得了人工胰岛素结晶!

人工合成牛胰岛素动物试验获得成功的场面

2,杜雨苍;右3,龚岳亭;右4,施溥涛

196511月,在中科院副院长吴有训的主持下,国家科委为人工合成结晶牛胰岛素举行了严格的鉴定会。尽管大家都知道国外的竞争对手可能很快会拿到结晶,非常想抢先发表全合成论文,但以汪猷为首的一些有机化学家认为证据还不够充分,所以最后结论只是说“可以认为已经通过人工全合成获得了结晶牛胰岛素”,会后也只是发表了一份简报。

杜雨苍、钮经义、汪猷等人接着又争分夺秒地合成了多批人工合成产物,并用电泳、层析、酶解图谱和免疫性等方法对其物理、化学、生物性质做了尽可能详尽的检测,所有的结果都表明人工物与天然物相同。

在一切能获得的检测数据都齐备后,196641521日,人工合成牛胰岛素鉴定委员会在北京举行了扩大的第二次会议,肯定“上述结果充分证明了人工全合成的结晶产物就是牛胰岛素。”他们还强调:“只有拿到高纯度的结晶,才能进行充分可靠的分析鉴定,才能证明胰岛素的人工合成真正成功。”很显然,说这句话是为了明确中国在胰岛素合成竞赛中的领先地位——此前,卡佐亚尼斯和查恩虽都宣称自己合成了具有微弱活力的人工胰岛素,但他们都未能拿出人工合成胰岛素晶体出来。

19663月和4月份,钮经义等分别用中、英文在《科学通报》和《中国科学》上发表了详细的结果。当时,在《中国科学》发表论文一般要等近两年的时间,但此文的发表速度非常快,1966226日收稿,19664月即发表。

注:

熊卫民.叶蕴华教授访谈录.收藏于中科院自然科学史所的中国近现代科学技术史资料中心。

熊卫民.叶蕴华教授访谈录.收藏于中科院自然科学史所的中国近现代科学技术史资料中心。

熊卫民.陆德培研究员采访录.收藏于中科院自然科学史所的中国近现代科学技术史资料中心。

熊卫民.尴尬的献礼——访谈夏其昌.载于:熊卫民、邹承鲁等.从合成蛋白质到合成核酸.长沙:湖南教育出版社.2009年,第121-126.

张申碚.忆人工合成胰岛素工作.院史资料与研究.20005):40-46

黄祥云.牛胰岛素事件及其科学社会学研究.自然辩证法通讯.19921):26-34

中国科学院生物化学研究所档案:“‘601’工作历年来大会发言稿”卷,91-122.

熊卫民.最自豪的工作——访谈邹承鲁.载于:邹承鲁、熊卫民等.从合成蛋白质到合成核酸.长沙:湖南教育出版社.2009年,第36-59.

于晨.王应睐所长谈牛胰岛素的人工合成.中国科技史料,19851):30-34.

王芷涯.中国科学院上海生物化学研究所胰岛素全合成工作情况.院史资料与研究.20005):62-77.

熊卫民.上海分院的大兵团作战——访谈王芷涯.载于熊卫民、邹承鲁等.从合成蛋白质到合成核酸.长沙:湖南教育出版社.2009年,第60-73.

黄祥云.牛胰岛素事件及其科学社会学研究.自然辩证法通讯,19921):26-34.

熊卫民.学生的感受——访谈汤卡罗.载于熊卫民、邹承鲁等.从合成蛋白质到合成核酸.长沙:湖南教育出版社.2009年,第82-90.

其中,有几个学生被严重烧伤。并且,因为“加班加点,不注意劳逸结合,导致不少同学生病”,仅1957年入学的学生中就有60多人得了肺结核。据熊卫民.学生的感受——访谈汤卡罗.载于熊卫民、邹承鲁等.从合成蛋白质到合成核酸.长沙:湖南教育出版社.2009年,第82-90.

黄祥云.牛胰岛素事件及其科学社会学研究.自然辩证法通讯,19921):26-34.

转引自:熊卫民.回顾胰岛素的合成——杜雨苍研究员访谈录.中国科技史料.20024):323-334.

徐杰诚.关于“结晶牛胰岛素合成”研究工作的几点体会.院史资料与研究.20005):29-34.

熊卫民. 陆德培研究员采访录.收藏于中科院自然科学史所的中国近现代科学技术史资料中心.

徐杰诚.关于“结晶牛胰岛素合成”研究工作的几点体会.院史资料与研究.20005):29-34.

徐迟.结晶.上海:上海文艺出版社,1984.1-27.

熊卫民.陆德培研究员采访录.收藏于中科院自然科学史所的中国近现代科学技术史资料中心.

熊卫民.陆德培研究员采访录.收藏于中科院自然科学史所的中国近现代科学技术史资料中心.

丁公量.我在胰岛素全合成工作的前后.院史资料与研究.20005):47-61.

(本文原载于《生命科学》杂志20156月刊,标题《人工全合成结晶牛胰岛素的历程》。作者授权《赛先生》刊发,略有修订。)

 

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