被提名11次诺贝尔奖的华人科学家,竟鲜为

他曾11次被提名诺贝尔奖,被多家专业媒体称为“脑垂体大师”(masterofmastergland),但却很少被大众媒体报道,因此被美国科学和医学档案界称为“被遗忘的超级英雄”(forgottensuperheroesofscienceandmedicine)。和在美国一样,在中国,也很少有人听说过他的名字,他就是美籍华裔生物化学家、实验内分泌学家李卓皓(年4月21日—年11月28日)。今天,是他逝世32周年的纪念日。

李卓皓

脑垂体是我们脑中一个很不起眼的内分泌腺体(成人脑垂体的尺寸约为1x1.5x0.5厘米,重约0.5克),但却在对内分泌系统的调控中起着举足轻重的作用(因此被称为mastergland)。李卓皓对科学界最大的贡献是世界上第一次分离并人工合成出了多种脑垂体分泌的激素。

李卓皓的求学过程颇有些阴差阳错的味道。他年4月21日出生于广州,16岁时毕业于广州培英中学并入读金陵大学,年毕业于该校化学系。毕业后,他留校担任了两年助教,这期间做出了优秀的科研工作,其中一项发表在化学界最顶级的学术期刊之一《美国化学会志》上。年,李卓皓向美国的一些大学提出申请,希望能够出国深造。由于他的兄长李卓敏(后来成为了著名的经济学家和教育家)当时在加州大学伯克利分校就读,因此李卓皓将伯克利的化学学院作为自己的第一选择。但伯克利当时对中国的金陵大学一无所知,因此拒绝了李卓皓的申请,好在密歇根大学接受了他的申请。在前往密歇根大学的途中,李卓皓去伯克利探望了兄长李卓敏。李卓敏建议李卓皓将自己不久前发表在《美国化学会志》上的论文提交给伯克利化学学院的院长吉尔伯特·刘易斯(GilbertLewis)。刘易斯对这篇论文的评价非常高,因此改变了主意,李卓皓得以留在伯克利攻读化学博士学位。在求学期间,李卓皓还需要为生计操心。为了赚生活费,他需要往返10英里的路程去教中文,甚至有传说有时他还需要在晚上自制并销售酱油来维持生计。付出艰辛总是能得到回报的,李卓皓在年获得了化学动力学博士学位。

获得博士学位后,李卓皓在伯克利的实验生物学研究所找到了一个职位。他被安排在一个地下室里工作,研究脑垂体分泌的激素。这里不仅条件简陋,而且还闹鼠患,因此李卓皓在做实验时从不孤单。他在伯克利从事了近三十年的研究,于年随他创建的激素研究实验室一起迁到了加州大学旧金山分校,并在那里一直工作到退休。

垂体对内分泌系统起着重要的调节作用,但要分离出这个豌豆大小的腺体分泌的激素却绝非易事

在随后的科研生涯中,李卓皓一共分离纯化(均为世界上第一次)出了垂体前叶分泌的8种激素中的6种。除了从动物的脑组织中分离出垂体激素外,李卓皓还人工合成出了其中的两种。他在年时成功合成出了促肾上腺皮质激素,这种激素能够刺激肾上腺皮质合成多种激素,它的重要性可想而知。这项成就使李卓皓成为了世界上人工合成激素的第一人。

在李卓皓的诸多杰出成就中,影响力最大的是通过从动物到人的研究策略,他在世界上第一个人工合成出了人生长激素,这也是当时人工合成出的最大的蛋白质,而这花了他32年的时间。李卓皓分别在年和年分离出了牛和人的生长激素。和黄体生长素一样,牛生长激素也分离自成百上千的牛的垂体,而人的生长激素则取自死尸的垂体。通过确定人生长激素的结构,李卓皓的实验室最终在年成功合成出了人生长激素。

实验室中的李卓皓

李卓皓的相关研究不仅帮助我们更深刻地理解了生长激素,还为很多病人带来了福祉。生长激素能够促进身体的生长,在人体的生长发育过程中起着关键性的作用。人的生长激素如果分泌不足,就会导致侏儒症。这种疾病的治疗方法,就是给病人注射生长激素。但在DNA重组技术(基因工程)被发明之前,生长激素的来源只能是死尸。李卓皓发明了一种从死尸中分离纯化生长激素的方法,并将其用于治疗患有侏儒症的儿童。在这种方法使用最广泛的年,科研和医学工作者从总共个人垂体中分离出生长激素,用于治疗近名侏儒症患儿。

李卓皓还有另一项颇为引人注目的成就,那就是发现了人体自己产生的一种镇痛剂——β-内啡肽。同样的,这项发现也是沿着从动物到人的路径推进的。年,李卓皓的实验室从骆驼的垂体中分离出了β-内啡肽,确定了这种物质的结构并阐明了其生理效应,并在年分离纯化出了人的β-内啡肽。在随后的研究中,他的团队又合成出了人β-内啡肽,为世界上许多研究内啡肽生理机能的单位提供内啡肽材料。科学界对李卓皓在这个领域的研究成果的评价是“为随后研究一系列痛觉相关化合物打开了大门”。

李卓皓不仅致力于科学研究,而且始终心系祖国。他于年受邀回国讲学,并指导和帮助清华大学重建了生物系。

由于他的杰出成就,李卓皓获得了许多荣誉和奖项,包括但不限于美国科学院院士、美国文理科学院院士、美国医学会科学成就奖,并在年获得了有“诺贝尔奖风向标”之称的拉斯克基础医学奖(AlbertLaskerAwardforBasicMedicalResearch,根据历史统计,在该奖获奖者中,有近一半后来会获得诺贝尔奖。中国的屠呦呦也曾于年获得过拉斯克奖,但奖项的类别是临床医学奖)。

拉斯克奖往往被视作诺贝尔奖的风向标

在整个科学生涯中,李卓皓一共被提名过两次诺贝尔生理学或医学奖(,),九次诺贝尔化学奖(,,,,,,,,其中年同时被两位提名人提名),但最终仍然和诺奖失之交臂。

年11月28日,李卓皓因下咽癌去世,享年74岁。

尽管未能获得诺奖不免有些遗憾,但李卓皓对科学和医学界的贡献被永远写入了历史,不会被人遗忘。

在医学史上,像李卓皓这样极大推动了医学的进步,但却鲜为大众所知的研究者实际上并不少,他们的科学故事也同样很精彩。

在多伦多大学医学大楼的屋顶上,弗雷德里克·班廷(右)、查尔斯·贝斯特和注射胰岛素后存活数周的狗

历史上第一个发现“激素”的是英国生理学家欧内斯特·亨利·斯塔林最先使用这个名字,他和威廉·马克多·贝利斯于年共同发现了促胰液素(secretin)。另一个英国生理学家,爱德华·艾伯特·沙比谢弗曾在19世纪90年代提出胰岛细胞可能会产生一种影响血糖的物质,激素的概念与这个想法非常契合。之后,年,沙比谢弗提出,影响糖的物质可以被称为“胰岛素”。事实上,年,比利时生理学家约翰·德·梅耶尔已经提出了“胰岛素”这个名字。年,加拿大研究人员弗雷德里克·班廷读到有关胰岛和猜想中的激素“胰岛素”之间联系的文章。因为胰腺产生消化酶,他想知道酶是否可能会消化激素。将狗的胰管结扎,生产消化酶的那部分胰腺退化,但胰岛没有,这能否产生更纯的提取物?他潦草地记下:“糖尿病。结扎狗的胰腺导管。让狗活着,直到腺泡退化留下胰岛。尝试分离这些能缓解糖尿病的内分泌成分。”

班廷把自己的想法告诉多伦多大学生理学系主任约翰·J.R.麦克劳德——他当时正致力于研究葡萄糖和糖尿病。班廷和麦克劳德没有达成一致,但麦克劳德同意向班廷提供实验室设施、实验用狗,以及助理查尔斯·贝斯特。年5月,班廷和贝斯特开始工作,麦克劳德监督。实验节奏很快,因为其他人也在追求同样的目标。二人尝试用化学技术,提纯从结扎狗的胰腺中提取到的激素,并进行测试,将它注入因切除胰腺而患有糖尿病的狗体内。他们的结果在一步一步地改善。其中一只名叫马乔里的狗,或者叫实验狗33,通过注射这种激素存活了十天,但结果一直不稳定。最终,班廷和贝斯特改进了他们的方法,以获得更大量的有效成分,他们称其为“isletin”,麦克劳德主张称之为“insulin”(胰岛素)。然而,让他们受挫的是,麦克劳德推迟了这项研究,要求重复试验。这导致他和班廷发生冲突与矛盾。这个团队知道,狗的胰腺永远无法产生足够的激素供人类使用,就设计了一种替代方案,从牛的胰腺中提取这种激素。最终,他们认为已为人体试验做好了准备。年1月11日,医院,他们将最新的牛胰腺提取物注入14岁的糖尿病患者伦纳德·汤普森体内。结果令人非常失望:他的血糖水平只有轻微改善,并出现了一些副作用。这时,加拿大的生物化学家詹姆斯·培特朗·科利普加入了这个团队,为提取过程提供专业知识。第一次人体试验的一周后,科利普发现了一种纯化提取物的改良方法。他将提取物注入健康的兔子体内,兔子们的血糖水平随后就降低了。

几天之后,他们开始为这名病人注射新的提取物,连续数天,这一次成功了。伦纳德的血糖、酮症酸中毒和其他症状转向正常,副作用大大减少,他的整体状况明显改善。在接下来的几周,更多的年轻患者医院接受治疗,并从糖尿病昏迷中恢复,这给工作人员、家人和朋友带来了喜悦。

在两年内,1型糖尿病已经从一种潜在的致命疾病转变为一种在胰岛素治疗下病人可以正常生活的疾病。遗憾的是,与这项拯救生命的工作并存的,是一个关于怨恨和嫉妒的故事。班廷和麦克劳德一直无法融洽相处,而科利普则是一个惴惴不安的参与者。年,因为“胰岛素疗法的发现”,麦克劳德和班廷共同获得了诺贝尔生理学或医学奖。班廷因贝斯特被排除在外而极为愤怒,并和贝斯特分享了自己的奖金;麦克劳德对科利普亦是如此。其他从事胰岛素工作的科学家也要求得到认可。随后几年,诺贝尔委员会重新讨论了胰岛素的问题,给予贝斯特更完整的荣誉。

延申阅读

《DK医学史:从巫术、针灸到基因编辑》

作者:[英]史蒂夫·帕克

译者:李虎

书号:-7---3

定价:98.00元

开本:16开(*)

页数:页装帧:精装

预计出版时间:年11月25日

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