【探索23-8】胰島素發現的八點檔連續劇

嚴老師從認識糖尿病開始，將糖尿病及胰島素發現的歷程，用完整的歷史故事，讓我們看見眾多在背後努力的科學家、醫生還有榮譽爭奪戰。早在Banting 與 Macleod 發現胰島素前，就有許多科學家做過相關的研究，只是沒有完整的證明胰島素能成功降低血糖，所以諾貝爾獎最終頒給Banting及Macleod。然而，這背後卻藏著許多他們兩人的衝突情節，讓我們來看看胰島素的發現過程還有背後的精彩故事。

講者｜海洋生物博物館特聘講座教授 嚴宏洋
彙整撰文｜廖梓甯

在聽故事之前，得先認識一下糖尿病，才知道胰島素對人類的重要性及如何影響我們的健康與器官。糖尿病，分為第一型及第二型，第一型糖尿病主要是遺傳或是突變，胰臟就不分泌胰島素，導致體內的細胞無法吸收糖份產生能量，最終會因為營養不良或器官衰竭而死亡，這樣的遺傳疾病會導致孩童早夭。而第二型糖尿病跟現代人的飲食大大相關，由於營養過剩導致的肥胖，往往會使胰島細胞受損，進而使胰島素下降，讓吃進去的糖類無法被利用及儲存，導致血液中帶有大量糖份。當器官泡在帶有大量糖份的血液中時，就像我們醃漬梅子一樣，細胞會脫水，導致末梢容易壞死。因此胰島素的出現，不僅能幫助第二型患者恢復較健康身體，更能拯救第一型糖尿病人的生命。

在Banting發現胰島素的功效前，其實已有許多胰臟相關的實驗。包括：德國科學家Minkowski將狗的胰臟摘除，使狗因為尿中有糖而死；美國的Scott將胰臟的萃取物，打入糖尿病的狗中，發現有效的緩解症狀。這些在Banting之前做過實驗的科學家，在諾貝爾獎頒給Banting後，導致心中不平及自己應該得獎的失落感。當然，若不是這些科學家早先的貢獻，Banting恐怕也無法如此順利的進行後續研究。

Frederick Grant Banting 原本是外科醫生，卻因著診所經營困難而去西安大略大學當Miller教授的兼任助理，協助解剖實驗以維持生計。1920年10月，Banting偶然讀到Moses Barron在期刊中寫的一篇文章：發現即便胰臟萎縮，也不一定會得糖尿病，反而蘭氏小島細胞的健康與否才是得到糖尿病的關鍵原因。這使得Banting想到新的假說：藉由將狗的胰管結紮，使胰腺細胞萎縮，進而得到蘭式小島細胞的分泌物，或許可以用來治療糖尿病。在這樣大膽的假設下，Banting 因著 Miller教授的推薦而找到了合作非常不愉快的夥伴—John James Richard Macleod。

第一次見面，Banting就對Macleod有些反感，因為他的想法，被Macleod質疑是無用的假說，僅會浪費時間跟金錢，大挫Banting的信心。然而，Banting在診所營運仍很差的的情況下，還是決定進行這不被看好的實驗，並藉由Macleod找到對研究貢獻良多的好幫手 — Charles Herert Best。

1921年5月，Banting 與 Best 開始一系列的實驗。首先，將一隻正常狗的胰臟摘除，使其得到糖尿病；之後將另一隻狗的胰管結紮，取出內分泌物，將內分泌物打入有糖尿病的狗中，觀察血糖的狀況。他們發現狗跟貓的胰臟萃取物都能使糖尿病狗的血糖下降。反之，將蘭式小島的內分泌物煮熟、萃取肝臟或脾臟的分泌物對血糖並沒有幫助，唯有萃取結紮後胰管的新鮮分泌物才能成功使血糖下降。這個發現讓Banting及Best 非常興奮，因為這證明了胰臟內確實有使血糖下降的物質，雖然尚未找到核心分子，卻已經證明對於治療糖尿病的效果。

然而，這個漂亮的結果被Macleod質疑，認為實驗結果不可信需要重做，卻又在系上的書報討論及美國生理學年會上，以「我們的實驗」發表這個非常振奮人心的結果，這使Banting對Macleod大大反感，並且認為Macleod意圖搶走他們的功勞。

實驗成功後不久，Banting便開始進行臨床測試，卻在分離胰島素的過程中不停碰壁，因此藉由Macleod找到了生化專長的教授James Bertram Collip幫忙做胰島素的萃取。不久後，成功以89%的酒精從牛身上萃取出胰島素，並在多次改善萃取純度後，成功治療一位加拿大的14歲小男孩。然而，受到Macleod指示的Collip，在成功萃取出胰島素後，試圖對Banting隱藏萃取的竅門，這使Banting對Macleod的憤怒衝到了高峰。

在這之後，Macleod將臨床實驗的權利交給多倫多綜合醫院的醫生，因此Best與Banting淪為萃取的「工人」，而Macleod成為了整個計畫的主導與擁有者，這大大衝擊了Banting，發現多年的努力泡湯，便萌生放棄念頭。但Best的一句話而打醒了Banting，他發現放棄的不只是自己，而是影響到了身旁這個認真的年輕人，因此開始想盡辦法，希望能挽回這一切。

Banting開始尋求幫助，幸運的從過去戰場上的長官Starr上校，得知能進入醫院看病的方法，並且在多倫多的軍人醫院院長協助下，在醫院中成立糖尿病診所。Banting逆轉勝的搶回了臨床實驗主導權，開始幫助許多糖尿病患者。而「量產」成為新的挑戰，胰島素的純度在生產過程中非常不穩定，導致品質不一無法銷售，禮萊製藥廠的George Walden發現在萃取胰島素的過程中，若能控制蛋白質內外的pH值，可以提升萃取的純度，這個發現，讓更多糖尿病患有機會接受治療，挽回生命。

1923年，因著胰島素的發現，Banting與Macleod同時被授與諾貝爾醫學獎，Banting非常不滿，並且替Best打抱不平，認為真正有貢獻的人是Best，卻被Macleod這個搶功勞者奪去Best的榮耀，原先非常不願意去領獎，卻因著國家榮譽的緣故接受這個獎項，同時也發表與Best共享諾貝爾榮譽的宣言，這件事大大打擊了Macleod和他在學校的聲譽，使得讓Macleod毅然決然回老家蘇格蘭度過晚年。

雖然大家對於Macleod因著胰島素得到諾貝爾獎的事情有非常多評價，但整體而言，確實不可以忽略Macleod在過程中不時的協助Banting尋找對的人幫忙、提供一開始的研究場域及在眾多研討會發表這樣的研究，才促成後來的發展。或許在實驗及研究上，Macleod並沒有貢獻什麼心力，但往往一個實驗的成功，都有許多背後努力的人，就如Best這樣默默耕耘的角色。

講了如此多胰島素的故事，現在的胰島素與糖尿病又是如何發展的呢？至2019年底止，台灣的糖尿病患者已超過兩百三十萬，更不用說全球多少人有血糖方面的問題。面對胰島素的大量需求，目前最有效的生產方法是靠基因轉殖的細菌來製造，不僅可以降低生產成本也可以減少免疫反應等身體不適，不僅如此，除了過去最常使用的注射胰島素方法，現在也有了口服、皮下等治療方式。在前人的努力下，糖尿病的治療發展蓬勃且多元，更不需要擔心胰島素缺乏的問題，卻仍沒有根除糖尿病的方法，目前最重要的就是注意個人飲食還有養成運動習慣，才是真正對抗糖尿病的方法。

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本文整理自：109/5/23由嚴宏洋老師在臺大思亮館國際會議廳所主講之「胰島素發現的八點檔連續劇」演講內容。