胰岛素提取毕业论文

药剂学的毕业论文

一段充实而忙碌的大学生活即将结束，我们都知道毕业前要通过毕业论文，毕业论文是一种有准备、有计划的检验大学学习成果的形式，写毕业论文需要注意哪些格式呢？下面是我收集整理的药剂学的毕业论文，仅供参考，大家一起来看看吧。

[摘要]

近年来，微生物在药学研究中被广泛应用，展现出良好的发展前景。通过查阅相关的医学文献资料，了解到微生物与药学之间有密切的关系，通过对微生物进行转化和发酵，将其应用到药学研究及生产工作中，展现出微生物在药学中的应用价值及广阔的发展前景。

[关键词]

微生物；药学；发酵

一、微生物与药学的关系

（1）微生物与药学存在着密切的关系，许多抗生素是微生物的代谢产物或合成的类似物，在小剂量情况下，能够有效抑制微生物的存活及生长，不会对宿主产生严重的毒性。在临床应用过程中，抗生素起到了抑制病原菌生长的目的，被广泛应用于细菌感染性疾病的治疗中。除了具备抗感染作用外，一些抗生素自身还具备较强的抗肿瘤活性，被应用于肿瘤化学治疗中。

（2）微生物在医药卫生方面被广泛应用，维生素及辅酶被大量应用。

（3）近年来，人们在微生物学检验的.基础上加大了对药品卫生行业的

关注力量，加大对药品卫生质量进行控制。

（4）药品及生物制剂被广泛应用于生物工程技术生产中，采用工程菌生产胰岛素、生长因子及干扰素等[1]。

二、微生物在药学中的应用

（一）微生物转化在药学中的应用

1、在手性药物合成中的应用

不同的化合物光学活性不同，自身展现出了不同的生物学活性。现阶段，手性药物拥有广阔的发展前景，拆分及不对称合成手性药物成为热点研究问题。在生物体系中，酶展现出了高度的立体选择性，通过利用及筛选微生物或酶的过程，能够产生活性较高及立体结构专一的化合物，是一种可行性和有效性较高的方法。例如，将氯—酮丁酸甲酯及乙酯作为底物，将酮基还原为羟基时，展现出较高的立体选择性。通过生物转化的过程，不仅能够得到立体结构专一的手性化合物，同时也完成了对手性化合物的拆分。微生物转化中的合成手性化合物被广泛应用于制药工业中。

2、在药物代谢中的应用

药物在动物体内代谢是较为复杂的过程，展现出生物学活性功能，会生成有毒性的气体和不良反应的产物，在药学中占有重要位置。现阶段，微生物转化主要是利用产生的代谢产物，将其作为制备代谢产物的标准样品，应用在鉴别哺乳动物代谢产物中，完成对毒理学及药理学的研究。甾体羟基化在哺乳动物体内展现出了较强的生理学特性，是引发外源性甾体药物中毒的主要原因，转化成的相关模型是哺乳动物代谢有用信息的来源，产生的代谢产物对人类的孕激素受体具有较强的亲和能力，对人的糖皮质激素及盐皮质激素受体产生了一定的亲和性，对雄性激素产生了较弱的亲和性。黄腐酚作为一种化合物，被广泛应用于骨质疏松治疗中，通过利用真菌模型来寻找哺乳动物产生的代谢产物，为代谢产物及黄腐酚在哺乳动物体内的生物学活性研究提供了方向。

3、在天然药物中的应用

天然活性药物自身具有资源有限、含量低、结构复杂等特点，增加了药物的开发难度，利用生物转化方法合成有活性的天然产物，为开发新药提供了有效途径。羟基喜树碱是从自然植物中分离和提取出来的，毒性较低，拥有良好的治疗效果，被广泛应用于抗癌治疗中。主要是利用微生物对喜树碱来完成转化。青蒿素具有溶解度低、复燃性高等特点，是一种有效的抗疟药物。加大对其结构的改造，寻找合适的青蒿素衍生物，成为现阶段的重点研究课题。通过微生物转化方法，能够快速寻找到新的青蒿素衍生物[2]。

（二）微生物发酵在药学中的应用

近年来，微生物学基础理论及实验技术发现迅速，微生物学的应用范围越来越广阔。主要是利用微生物发酵来制备各种药物，在医药领域形成了一门独立的微生物药物学科。目前，医学上常见的微生物发酵制品有维生素、抗生素、氨基酸及酶抑制剂等。

生物发酵工艺多种多样，包括菌种的选育、培养及培植。培植出合适的菌种，是发酵工程的前提，菌种需要从自然界中找，但是该种方法寻找到的菌种产量相对较低。到了20世纪40年代，微生物学家开始使用激光、紫外线及化学诱变剂等处理方法来寻找菌种，使筛选出来的菌种更加优良，科学家通过构建工程菌，对其进行发酵，生产出一般微生物不能生产出来的产品。医用抗生素自身的特点包括：

（1）差异独立较大。差异毒力由抗生素的作用机制所决定，被广泛应用于临床抗感染中，抗生素的差异毒力越大，临床应用效果越好。

（2）抗菌活性强。抗生素自身展现出了杀灭微生物及药物抑制等能力，极微量的抗生素就能够展现出抗菌活性作用，抗生素的抗菌活性强弱主要是运用最低抑菌浓度来衡量，最低抑菌浓度是指抗生素能抑制微生物生长的最低浓度，值越小，说明抗生素作用越强。

（3）不良反应及副作用小。抗生素在使用过程中，对人体的毒性较小，对病原菌具有较强的杀伤力，这主要是针对理想的抗生素，一般的抗生素都或多或少会对人体产生一些不良反应及副作用。

综上所述，本文通过对微生物与药学的关系，微生物转化及发酵在药学中的应用进行分析，印证了微生物在药学中的应用可行性及应用价值。因此，制药行业在未来的发展中，需要进一步对微生物进行研究和分析，了解微生物内存在的药学价值，促使其在药学中的价值最大化，提升药物工业生产效果。

参考文献：

[1]张孝林，马世堂，俞浩.浅谈药学专业《微生物学》教学中创新型应用人才培养[J].中国科技信息，2012（7）：229.

[2]任春萍.抗微生物药物的临床应用调查结果分析与药学研究[J].中国医药指南，2015，13（18）：143-145.

基因工程制药------浅谈摘要： 主要介绍基因工程的概念、基因工程技术开发药物的一般过程及基因工程药物，同时探讨了今后利用基因工程技术进行药物开发、研究的发展方向。正文：1 基因工程概述所谓的基因工程是指在体外将核酸分子插入病毒、质粒或其它载体分子，构成遗传物质的新组合，并使之参入到原先没有这类分子的寄主细胞内，而能持续稳定地繁殖。基因工程的第一个重要特征是跨越天然物种屏障的能力，即把来自任何一种生物的基因放置在与其毫无亲缘关系的新寄主生物细胞中去的能力。这表明人们有可能按照主观愿望创造出自然界中不存在的新物种。第二个特征是，它强调了一种确定的DNA小片段在新寄主细胞中进行扩增的事实．才能制备到大是纯化的DNA片断，从而拓宽了分子生物学的领域，使之在生物制药领域有巨大的应用。基因工程自从20世纪70年代初期问世以来，无论是在基础理论研究领域，还是在生产实际应用方面．都已经取得了惊人的成绩。基因组核苷酸全序列的测定与分析，是基因工程技术促进基础生物学研究的一个出色范例。2001年2月12 日，由6国的科学家共同参与的国际人类基因组公布了人类基因组图谱及初步分析结果，这结果为人们提供了约3000 多个基因可用来制药，将推进基因制药产业的快速发展。由于基因克隆技术的发展，已使得基因工程技术在工业生产尤其是制药生产中发挥了重要作用。以前人们利用微生物自身生产有用的产品，如利用青霉菌生产青霉素、利用链霉菌生产链霉素等。但是从这些生物体中分离纯化这些药物，不仅成本昂贵，而且技术上也相当困难。如今将编码这些药物的基因克隆并转移到合适的生物体内进行有效的表达，就可以方便地提取到大量的有用药物。2 基因工程技术开发药物的一般过程利用基因工程技术开发一个药物，一般要经过以下几个步骤：①目的基因片断的获得：可以通过化学合成的方法来合成已知核苷酸序列的DNA片段；也可以通过从生物组织细胞中提取分离得到，对于真核生物则需要建立cDNA文库。 ②将获得的目的基因片断扩增后与适当的载体连接后，再导入适当的表达系统。③在适宜的培养条件下，使目的基因在表达系统中大量表达目的药物。④将目的药物提取、分离、纯化，然后制成相应的制剂。以上方法大部分是以微生物或组织细胞作为表达系统．通过微生物发酵或组织细胞培养来进行药物生产。近年来，通过转基因动物来进行药物生产的"生物药厂"成为目前转基因动物研究的最活跃的领域，也是基因工程制药中最富有诱人前景的行业。转基因动物制药具有生产成本低、投资周期短、表达量高、与天然产物完全一致、容易分离纯化等优势，尤其是适合于一些用量大、结构复杂的血液因子，如人血红蛋白（Hb）、人血白蛋白（HSA）、蛋白C（Protein C）等。英国的爱丁堡制药公司通过转基因羊生产α1-抗胰蛋白酶（α1-AAT）用于治疗肺气肿，每升羊奶中产16g AAT，占奶蛋白含量的 30%，估计每只泌乳期母羊可产70g AAT。另外，转基因植物制药比转基因动物制药更为安全，因为后者有可能污染人类的病原体。目前，已经开发出许多转基因植物药物，例如脑啡肽、α-干扰素和人血清蛋白，以及两种最昂贵的药物即葡萄糖脑苷脂酶和粒细胞-巨噬细胞群集落因子等。3 基因工程药物基因工程药物自20世纪70年代末期以来，有了飞跃的发展。1978年首次通过大肠杆菌生产由人工合成基因表达的人脑激素和人胰岛素，1980年美国联邦最高法院裁定微生物基因工程可以获得专利．1982年第一个由基因工程菌生产的药物--胰岛素．在美国和英国获准使用以来，各种基因工程药物犹如雨后春笋，得到了蓬勃发展。我国的医药技术的研发和产业化也取得了长足的进展。（1） 抗生素类 传统的抗生素生产，主要利用化学合成或微生物发酵来获得，其生产过程中菌种的表达水平比较低，生产成本比较高，而且在使用过程中容易产生耐药菌群。而利用基因工程技术可以对生产菌种进行基因改造，得到表达水平高、产品目的性强的菌株，如大肠杆菌生产青霉素酞胺酶。德国一个科研小组对生产半合成青霉素的材料6APA．用基因工程来增强大肠杆菌的青霉素酰胺酶活性。将大肠杆菌的基因 PBR322的质粒克隆化所形成的菌株，其酶活力比原株提高 50倍．从而提高6APA生产能力。我国王以光利用基因重组技术对螺旋霉素产生菌进行改造，增强了丙酰基转移酶的基因在螺旋霉素产生菌中的表达，并提高了丙酰螺旋霉素的产量。（2） 活性多肽类 在人体中存在一系列含量较低，但生理活性很高，而且在人体代谢过程中起着重要的调节作用的活性多肽类物质如激素等，这些物质在临床上可以作为药物来治疗相应的因此类物质失衡而造成的疾病。此类药物的制剂多来源于各种动物的脏器，生产方法复杂，成本高，个别产品还必须从动物的尸体中进行提取，无法进行大规模工业化生产，自基因工程技术问世以来，通过基因重组技术，可以由微生动进行生产，这是基因工程技术的最大成就之一，以下是这类药物中比较典型的两个。胰岛素： Genentech公司在1978年，由Goeddel等学者应用基因重组技术开发出使用大肠杆菌生产人胰岛素。随着基因工程技术的不断发展，生产胰岛素的工艺和技术也不断得到完善，在临床上已经完全取代了由动物脏器提取得到的产品。目前，我国新疆转基因羊已能够成功表达人胰岛素原，为胰岛素的生产开发了新途径。生长素： 人类生长素临床用于治疗侏儒症和肌肉萎缩症．传统制造方法是由人脑下垂体抽提精制而得，其原料来源困难，产量受到极大限制。全世界侏儒症患者中仅有1%可以得到治疗，原因是生长素价格极其昂贵，达每克5000美元。1979年Genentech公司由Goeddel等学者应用基因重组技术首先开发出使用大肠杆菌生产人生长素．近年来还开发了以酵母菌来生产生长素，其产量可达到×106～× 106分子/细胞。目前，我国基因工程人生长素已研制成功，并投入市场和用于临床使用。除上述药物外，运用基因工程技术生产的这类药物还有神经生长因子（PDGH）、人基底成纤维细胞生长因子、绒毛膜促性腺激素等。（3） 细胞免疫调节因子 基因工程技术用于细胞免疫调节因子的产品较多，临床广泛应用于抗肿瘤和免疫调节等。近年来，由于基因重组和细胞融合两大技术的进步，加上高压液相层析技术、氨基酸序列分拆装置以及蛋白质的精制和解析技术的改进，使一些调节细胞免疫活性物质的研究和开发得到快速发展，如干扰素（INF）、白介素（IL）、集落刺激因子（CSF）和肿瘤坏死因子（TNF）等。干扰素是其中研究较为广泛，技术比较成熟，产业化较早的一个产品。第一代干扰素是从血液中进行提取而得到。据芬兰的K Canted报道，处理23000L血液，所得纯度1%以下的干扰素不足100mg．所以产量很低。而且由于血源质量不能保证，可能造成血源性传染病的传播。第二代干扰素是采用基因工程技术进行生产的，其生产水平可达250000分子/细胞，每升可含亿单位，成本显著下降，产品纯度很高，含量可达90%以上。目前，已经商品化的基因工程干扰素有α、 β、γ三种，而且生产技术也在不断完善。俄罗斯科学家构建了以假单胞菌为载体的表达系统来生产基因工程干扰素．与传统的大肠杆菌表达系统相比其培养周期短，细胞易于破碎便于提取。随着基因重组技术的不断发展，一些研究人员对干扰素基因进行改造，构建靶向干扰素基因及表达载体。夏小兵等利用限制性内切酶分别从含有抗乙型肝炎S抗原（HbSAg）人源单链抗体与人干扰素α质粒中切出目的基因，连接到 pET22b质粒中，构建成单链抗体靶向干扰素表达载体，在大肠杆菌中表达成功。（4） 疫苗传统的疫苗是病源微生物的减毒或灭活物质，但这些疫苗都不理想，有可能发生回复突变，恢复毒性；或者因为灭活不适当引起疾病流行。利用基因工程技术生产的新型疫苗，可以克服传统疫苗价格昂贵、安全性能差等缺点，能为目前尚无有效疫苗的某些特殊疾病如艾滋病，提供有效的治疗手段。第一个商品化的基因工程疫苗是抗人乙型肝炎病毒（HBV）的疫苗。我国大约有10% 的人口受到HBV的侵害， HBV的感染通常还与特殊的肝癌（HCC）有着密切的关系，每年全世界死于HCC的病人有30万左右。HBV具有高度的寄主专一性，只能感染人类和黑猩猩，这意味着只能从肝炎患者身上才能获得有限数量的病毒，供做疫苗使用，而且从患者血液中提取制备的疫苗，还有传染艾滋病的可能。利用基因工程技术生产的抗HBV疫苗克服了传统疫苗的缺点，质量和安全性高，用量极少，一般剂量为10mg以下，接种3次，为普通药品用量的千分之一。1982年P Valenzuela等人将S基因（HBV表面抗原基因）的一个片段克隆在一种载体上，结果在酵母中合成出来HBV表面抗原（HbsAg）颗粒，其产量达25 μg/L，酵母表达系统现在已经能够大规模生产供给人类使用的重组肝炎疫苗。大约20年前，人们发现"裸露"DNA注入体内能够诱发免疫反应，科学家们进行了大量研究，开发出了新型的核酸疫苗。所谓核酸疫苗，是指将编码某种抗原蛋白的外源基因（DNA或RNA）直接转移到动物体内，通过宿主表达系统合成抗原蛋白，诱导宿主对该抗原蛋白产生免疫应答，以达到预防和治疗疾病的目的。现已开发出多种核酸疫苗，例如：流感核酸疫苗、艾滋病疫苗、狂犬病疫苗、结核病疫苗和乙型肝炎疫苗和戊肝疫苗等。（5） 基因治疗制品 基因治疗在1990年开始进行实验， 1993年美国FDA给人类基因治疗下的定义为："基于对活性细胞遗传物质的改变而进行的医学治疗，这种改变可以在活体外进行，然后应用于人体，或者直接在人体内进行"。因此，基因治疗存在两种方式，即间接体内法和体内法。间接体内法主要是通过在体外进行基因转移，筛选可表达外源基因的细胞，然后再转移到体内；体内法则是直接在体内改变与修复遗传物质。随着分子生物学、基因重组技术的发展，有关目的基因的获得方法已趋成熟，但是，目的基因的转移传递系统、目的基因的表达调控以及疗效和安全性还需进一步研究证实。目前，基因转移系统主要是两类：一类是由病毒介导的基因转移系统，主要包括逆转录病毒（Rt）、腺病毒（Ad）、疱疹病毒（HSV）和腺病毒相关病毒（AAV）载体等。Nnldini等开发出一种基于HIV的重组Rt载体，不需要辅助细胞，能广泛感染各种非分裂细胞，同时保留了能整合在宿主染色体上的特点。世界上第一例基因治疗所采用的载体即是Rt载体，治疗腺苷酸脱羧酶缺乏所致的严重联合免疫缺乏症（ADA-SCID）。另外一类是非病毒介导的基因转移系统，包括脂质体、分子偶联载体、基因枪和裸DNA等。另外，反义核苷酸技术也应用于基因治疗，尤其在抗乙肝病毒的基因治疗方面，包括反义DNA、反义RNA和核酶 RNA等。2001年，Robaczewska等首次通过静脉给予反义 DNA，选择性抑制北京鸭HBV在鸭肝脏中的复制和表达，证明了反义DNA在动物实验中的有效性。美国Viagene公司研究出一种被称为"艾滋病毒免疫制剂"，该药为一种鼠逆病毒与核心蛋白编码的基因序列和HIV表面抗原RNA结合产物，在小鼠和灵长类动物试验中确定该药能诱导出强的 HIV-特异性杀伤细胞。4 结束语基因工程技术使药品开发发生了根本性的转变。传统的药品开发方式是在大量的化学合成物质和微生物代谢产物中进行随机筛选，得到其中的有效成分作为新的药物。采用基因工程技术开发新药，是通过对致病机理的研究，找到那些可用于治疗目的的有效成分以及其编码基因，经过基因重组将其转入适当的载体，大量表达其有效成分作为治疗药物。同时，基因工程技术给药品生产技术带来了革命性变化。过去一些生产困难的产品，如激素、酶、抗体等一些生物活性物质，通过基因工程手段可以高质量、高收率地付诸生产，同时生产成本也大幅度降低，提高了患者的用药水平和生活质量。基因工程技术在传统医药不能有效治疗的一些疾病，如癌症、艾滋病、遗传病等的诊断、治疗和预防等方面提供了有效的新手段，并取得了一些重大的突破。如发现了致癌基因，可使癌症的早期诊断和治疗药物的开发成为可能。随着分子生物学和基因重组技术的发展，我们相信这些严重危害人类生命的疾病，在不久的将来会得到有效的预防和治疗。

因为大肠杆菌是原核生物，是单细胞生物，所以用大肠杆菌生产胰岛素时，只用了基因工程、发酵工程和酶工程。用到基因工程，是用了基因重组技术，即把人类的控制胰岛素合成的基因用化学方法切割下来，再植入到大肠杆菌的dna中，形成一个重组dna分子，利用大肠杆菌的繁殖和生长，在大肠杆菌细胞体内合成出人胰岛素。既然是利用细菌生产药物，肯定要用到发酵工程，不然如不让大肠杆菌大量繁殖，就得不到工业产量的药品。在切割以及重组dna时，必须用到一系列酶，所以需要用到酶工程。

将人胰岛素基因插入细菌 (大肠杆菌K12)的DNA，在特殊的催化剂如色氨酸合成酶控制下，由细菌合成人胰岛素，再经纯化处理即生物合成人胰岛素。1978年美国哈佛大学的科学家利用DNA重组技术生产出胰岛素。

距今八十年前（一九二一年）的夏天，一位年轻的外科医生班廷 (Frederick Banting, 1891-1941) 与一位刚出校门的助理贝斯特 (Charles Best, 1899-1978) 在多伦多大学生理学教授麦克劳德 (John Macleod, 1876-1935) 的实验室进行研究。他俩发现胰脏的萃取液可以降低糖尿病狗的高血糖，以及改善其他的糖尿病症状。接下来的一年内，多伦多大学的团队发展出初步纯化胰脏萃取物的方法，并进行临床试验。他们将其中的有效物质定名为胰岛素 (insulin)。 为了解决量产与杂质的问题，他们与美国的礼来药厂 (Eli Lilly and Co.) 合作，成功地从屠宰场取得的动物胰脏中，分离出足以提供全球糖尿病患使用的胰岛素。在不到两年的时间内，胰岛素已在世界各地的医院使用，取得空前的成效。一九二三年十月，瑞典的卡洛琳研究院决定将该年的诺贝尔生理及医学奖颁给班廷及麦克劳德两人。班廷得知消息后，马上宣布将自己的奖金与贝斯特平分；稍晚，麦克劳德也宣布将奖金与另一位参予研究的生化学者柯利普 (James Collip, 1892-1965) 共享。 多少年来，修习生理学或内分泌学的人大概都听过或读过，胰岛素是由班廷及贝斯特两人所发现的；知道多一点的人，还会告知班廷之所以成功，是因为他从阅读期刊中想到了个好点子：先将狗的胰管结扎，让分泌消化液的外分泌腺萎缩后，再将胰脏取出进行萃取，这样就可避免其中的活性物质（也就是胰岛素）遭到消化酵素分解的命运。还有人会说，麦克劳德对于胰岛素的发现，功劳及苦劳都无，他只是拣了现成的便宜。至于柯利普是何许人，有过什么贡献，出了内分泌学界，大概更是无人知晓。 这桩科学史上的公案，由于种种原因，被刻意隐藏超过半世纪以上。直到一九八二年，才由多伦多大学的历史系教授布利斯 (Michael Bliss) 从诸多的历史文件（包括班廷的原始实验室笔记、诺贝尔奖委员会解密的文件等），及当年目睹者（多是七、八十岁的老人）的访谈纪录中，写了《胰岛素的发现》(The Discovery of Insulin, 1982, University of Chicago Press) 一书，大致还原了一九二一至二三年间发生的事件真相。所谓“真实的人生更胜于小说家的创造”，在此得到再度的验证。 从班廷在一九二一年十二月举行的美国生理学会年会上，第一次正式报告初步发现算起，不到两年的时间，就得到诺贝尔奖的肯定，可说是前无古人，后无来者；更不要说得奖时，胰岛素正式用在临床试验，只有一年多一点的时间，实在难以评估其长期的效益。但今日看来绝无可能之事，的确发生了，究其主因，乃是因为糖尿病的严重性。 糖尿病是历史悠久的人类疾病，问题出在身体不能利用最重要的能源——葡萄糖，以致有大量的葡萄糖堆积在血液，造成血管病变及病菌滋生；同时过多的葡萄糖从尿液流失，带走大量水分，造成病人又饥又渴。就算吃喝不断，患者仍然不断消瘦（蛋白质及脂肪都分解用来制造更多的葡萄糖），增加饮食只会使情况变得更糟，因此中医称此疾为“消渴症”。在长期“饥饿”下，身体组织开始利用酮体；大量由脂肪及胺基酸生成的酮体带有酸性，而造成患者酸中毒。 在胰岛素发现以前，常用的糖尿病控制方法就是禁食。在每日不到一千大卡的热量、不含什么碳水化合物的严格饮食下，原本已经消瘦不堪的糖尿病患者更是骨瘦如材，形同饿莩。这些人的体重可低至二十来公斤，成天躺在床上，连抬个头的力气也无。他们就算不死于酸中毒造成的昏迷，迟早也是饿死。这些坐以待毙的悲惨情状，绝非现代人所能想像。 在一九二○年代的产业化国家，糖尿病的盛行率在○˙五到二％之间（可悲的是，这个数字在胰岛素发现后，有增无减），其中不乏重要人士及其家人；像是当时美国国务卿的女儿、柯达公司副总裁之子，以及后来因发现恶性贫血症疗法而获得一九三四年诺贝尔奖的哈佛医生迈诺特 (George Minot, 1885-1950)。 胰岛素究竟是谁发现的呢？传统的认定是否有误？我们得从班廷谈起。 一九一七年，班廷从多伦多大学医学院毕业。适逢第一次世界大战爆发，最后一年班廷没上什么课，整年只记了五页笔记（他后来自承所受医学教育并不完整），就被征召入伍成为陆军医官，并上法国前线参与了坎伯拉之役（Battle of Cambrai，坦克首次在战场上成功使用），因伤光荣退役。由于无法在大医院找到工作，班廷被迫到距离多伦多一百八十公里远的小城伦敦开业。 由于诊所的生意甚是清淡，于是班廷在当地西安大略大学的医学院找到兼课的工作；他对糖尿病的知识，也就是从备课时得来。一九二○年十月，他读到一篇病理报告，其中描述胰管遭结石阻塞的病人，其胰脏中分泌消化酵素的外分泌腺组织有所萎缩，但胰岛细胞却存活良好。于是，班廷想到可以将狗的胰管以手术结扎，模拟结石阻塞的情况；等消化腺萎缩后，或许可以分离出胰岛中未知的降血糖物质。 自一八八九年德国的敏柯斯基 (Oskar Minkowski) 发现胰脏和糖尿病的关联之后，就不断有人尝试分离胰脏的神秘内分泌物质，也陆续有报导指出胰脏的萃取物具有降血糖的作用；但不是效果不够好，就是副作用大，都没有得到同行的认可。而班廷与贝斯特在一九二一年夏天的辛苦工作结果，也没有超越前人；如果不是麦克劳德及柯利普的从旁帮忙，只怕也与先前诸人一样，未能尝到胜利的果实。 终其一生，班廷都认为他灵光一现的想法是导致成功之源；经由他的鼓吹及二手报导的传播，这个说法也就流传下来。但实情是：胰管的结扎是完全没有必要的。因为胰脏所分泌的消化酵素在进入消化道之前都处于非活化的状态，并不会将胰岛素分解；再来在低温下将胰脏绞碎及以酒精萃取，都可去除消化酵素的作用（这一点并非我们的事后之明，当年就有人指出）。因此，吊诡的是：班廷的成功，肇因于他对于研究的无知。 麦克劳德是苏格兰人，在英国、德国及美国各地都有过完整的研究资历，当时是美国生理学会的理事长，专长在碳水化合物代谢生理。麦克劳德是个称职的研究者，熟悉医学文献，更擅长于整合现有的生理学知识，他也是个多产的作者。当毫无研究经验的班廷带著不成熟的想法前来找他帮忙时，他直觉的反应是之前已经有许多人试过且失败了，凭什么班廷这个无名小卒会成功呢？或许他认为班廷的想法至少之前没有人做过，不妨一试；或许他想班廷好歹是个外科医生，给狗动起手术来大概没有问题；再者，麦克劳德每逢暑假都要回苏格兰老家休假，实验室多个人做事，未尝不好。于是他答应让班廷一试，并让贝斯特帮忙；历史因此创造。 一九二一年五月中旬，班廷给第一只狗动胰脏切除手术；之前他可能从未动过类似手术，因此麦克劳德也在一旁协助。麦克劳德于六月中旬才离开多伦多，传言中说他根本未参与实验并不正确。由于技术问题，加上天气炎热及动物房条件不佳，动物的死亡率甚高：十九只里就死了十四只（当时也还没抗生素可用）。存活下来的五只胰管结扎狗里，只有两只的胰脏有萎缩现象，其余因结扎不牢而效果不彰；但他们还是进行了萃取及注射的工作，也观察到降低血糖的结果。 以纯研究的角度来看，班廷及贝斯特的成果实在粗糙得可以；他们最早发表的两篇论文里也有许多的错误。要不是麦克劳德加入许多生理指标的实验结果，以及邀请生化学者柯利普加入研究，改进萃取及纯化的方法，班廷及贝斯特的初步成果是难以取信于人的。所谓“成功有许多父亲，失败就只是孤儿”，有关胰岛素的发现者，一开始就争议不断，就连先前许多被人遗忘的研究者，也有人声援。终其一生，班廷都认为麦克劳德抢了他及贝斯特的成果，恶言相向。一九二八年，麦克劳德终于离开多伦多，回到家乡亚伯丁大学任教，而于七年后因病去逝，享年仅五十九岁。 由于班廷是第一位得到诺贝尔奖的加拿大人，因此获得加拿大政府异常优渥的待遇，不但在多伦多大学享有研究教授的终身职，同时还有个以他及贝斯特为名的研究所。在科学研究上，班廷的成就有限，但他的个性与一生，却饶富戏剧性。班廷于二次大战中，担任战时医药研究的主席，常驻英国。一九四一年，他于返英途中，因飞机失事而丧生，享年仅五十。《胰岛素的发现》一书作者另外写了本《班廷传》(Banting: A Biography, 1984)，对班廷的一生有更多的著墨。 胰岛素的另外两位共同发现者，贝斯特及柯利普，虽然没有得到诺贝尔奖的肯定，但他们后来的发展却更形出色，也安享天年。看来“诺贝尔奖是研究者坟墓”的说法，不是没有几分道理。 根据一般的记载，都说当年帮忙班廷进行实验的贝斯特是个医学生，那并不正确。当时贝斯特刚从多伦多大学生理系取得学士学位，并获录取进入研究所就读。他是在一九二二年取得硕士学位后，才进入医学院就读，而于一九二五年以第一名的成绩毕业。 顶著“胰岛素共同发现人”的头衔，贝斯特接受了当时英国著名的生理学者戴尔 (Henry Dale, 1975-1968，一九三六年诺贝尔生理医学奖得主) 的建议，前往戴尔的实验室接受完整的研究训练，并取得博士学位。一九二八年，麦克劳德离开多伦多大学后，贝斯特便顺理成章地接替他的位置，成为当时最年轻、最有潜力的生理学者。贝斯特也不负众望，在胰岛素的作用及抗凝血剂的发展上，有过重要贡献。他所编著的生理学教科书 “Best and Taylor’s Physiological Basis of Medical Practice”还一直有新版发行（13th ed. 1999，编者不同），因此新一代的生理学者对其仍有耳闻。 至于最后加入工作的柯利普是加拿大亚伯达 (Alberta) 大学生化系的教授，当时正在多伦多大学进行为期一年的休假进修。他对于刚起步的内分泌学有极大的兴趣，因此密切注意班廷及贝斯特的胰脏萃取工作。当班廷在纯化胰岛素上碰到瓶颈时，便邀请柯利普加入帮忙。虽然后来柯利普客气地说，他只不过做了任何一个生化学家都会做的事；但只要晓得蛋白质化学之复杂，以及八十年前可用方法之贫瘠的人，都能了解其工作的困难度。柯利普后来在许多内分泌激素的分离工作上，都有过重要贡献。他还担任过麦吉尔大学的生化系主任，以及西安大略大学的医学院院长，成就非凡。 胰岛素的发现虽然拯救了数以百万计糖尿病患者的生命，但那还只是治标，并非治本，缺少胰岛素的患者终生都得仰赖胰岛素的注射，随时注意血糖的控制，避免出现并发症。更麻烦的是，糖尿病还不只一种，有更多所谓成年型（第二型）的糖尿病患者，体内并不缺少胰岛素，而是由于过胖、少动，及饮食过度，导致身体组织对胰岛素反应下降，无法有效利用过多的能源才发病。尤其现今中年以上的国人，年轻时大都相当苗条，体内脂肪细胞数目有限（成年后数目不再增加）；而近些年吃得太好，导致每个脂肪细胞都满载，无法吸收更多吃入的能量，也就容易出现糖尿病的症状。对这种为数更多的患者来说，补充胰岛素就没什么用，运动、减重，注意饮食才是良方。 胰岛素发现迄今虽然已有八十年的历史，但胰岛素可算是最难了解的激素之一，其作用之多样，机制之复杂，至今仍未全盘解开。当年班廷等人分离的胰岛素只是粗制品，真正的纯化及结构决定，要到一九五五年才由英国的圣格 (Frederick Sanger. 1918- ) 所完成；圣格也因此获颁一九五八年的诺贝尔化学奖。 因胰岛素研究而间接获奖者还有一位，就是一九七七年的生理医学奖得主雅娄 (Rosalyn Yalow, 1921- )。雅娄和同事伯森 (Solomon Berson, 1918-1972) 发现长期注射胰岛素的糖尿病患血中含有某种球蛋白，能与胰岛素产生结合；经分析后，发现该球蛋白是针对胰岛素的抗体。由于人体本身就有胰岛素，因此对胰岛素产生抗体是不可思议的事，因此，他们最早（一九五五年）报导此发现的论文也遭到《临床研究期刊》的退稿。雅娄一直保留当年的退稿信，廿二年后得了奖，她取出该信发表在《科学》杂志上。雅娄的故事有两点教训：一、要得诺贝尔奖，得活久一点，像伯森就错过了；二、别得罪女人。 上述问题出在当年给病人注射的胰岛素，都来自屠宰场的动物胰脏。虽然动物的胰岛素在人体也有作用，但其胺基酸组成仍有少数的差异；免疫细胞就针对这点差异，产生了特别的抗体。目前以基因工程制备的人类胰岛素，已无此问题。雅娄及伯森利用这种抗原抗体的专一性反应，加上放射性元素作为追踪剂，发展出“放射免疫测定法”(radioimmunoassay)，能测定血中的微量激素及任何能产生抗体的物质，彻底改变了内分泌学的面貌。 因此，历史的幽微隐晦与反复多变，常出乎人的想像，胰岛素的故事，可见一斑。