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胰島素療法靈光乍現前的黑夜:在百年前曾是不治絕症的糖尿病

2022-04-17 09:10遠足文化 作者/蒂亞.庫伯, 亞瑟.安斯伯格

胰島素示意 圖/ingimage
胰島素示意 圖/ingimage

編按:一九二三年諾貝爾生理學醫學獎,頒給了純化胰臟萃取物對糖尿病臨床治療做出貢獻的班廷(Frederick Banting)麥克勞德(John James Rickard Macleod),在班廷點亮這盞燈之前,猶如黑夜的糖尿病臨床研究是怎麼樣的呢?

人體攝取的食物絕大部分會轉化成葡萄糖(glucose)╱糖(sugar),讓他╱她得以當作能量。健康的胰臟可以產生一種稱為胰島素(insulin)的荷爾蒙,胰島素極其重要的功能便是協助葡萄糖進入細胞。糖尿病患者本質上就是胰臟無法製造充足的胰島素,或是身體無法有效率地利用胰島素。

在西元前一五五○年埃及人的紙莎草紙上,便能看到糖尿病的相關描述。當時埃及的建議療法是吃上一鍋煮沸的綜合鍋物(裡頭有骨頭、麥類、穀類與泥土),總共得吃四天。這樣的飲食也許沒有比一九一八年給病人的飲食來得令人滿意,但似乎也不會更差。對於糖尿病的認知與治療,這幾千年來進展得非常緩慢,近似停滯。這個疾病一直到西元二世紀才被命名,距離出現在埃及紙莎草紙上的紀錄已超過了千年,著名的希臘醫師阿瑞蒂亞斯(Aretaeus of Cappadocia)將這個疾病命名為「diabetes」, 這個字在希臘文的意思是「篩」,因為病人沒完沒了的口渴與排尿,彷彿人體就像個「篩子」。在三個世紀之後,印度的醫師發現了這類病人的小便嘗起來是甜的,就像蜂蜜一般,然而他們卻不知道原因是什麼。接下來的十三個世紀,關於這個疾病的認知只進展了一點點。

十八世紀,英國人馬修.道伯森(Matthew Dobson)發現存在於糖尿病人小便中又甜又黏的物質就是糖,這個重要貢獻加速了十九世紀對於這個疾病的瞭解。一八五六年,有著「生理學之父」稱號的法國醫師克勞德.伯納(Claude Bernard)提出了胰臟可能是這個疾病源頭的假說。一八八九年,德國的奧斯卡.明科夫斯基(Oskar Minkowski)約瑟夫.馮.梅林(Josef von Mering),確切地證實了胰臟在糖尿病所扮演的主要角色;在把狗的胰臟切除之後,狗表現出了所有典型的糖尿病症狀,這個重大發現開啟了接下來一個世紀的探尋,大家忙著尋找這個來自胰臟的神祕物質。一八六九年,德國的保羅.蘭格漢(Paul Langerhans)描述自己從胰臟分離出了一群細胞,但他並沒有繼續研究這群細胞的功能。一八八九年,法國的愛德.拉格西(Edouard Laguesse)這群細胞命名為蘭氏小島(Islet of Langerhans)以紀念發現者,並認為這群細胞有降血糖的功能。隨著二十世紀序幕揭開,比利時的尚.迪.梅爾(Jean de Meyer)由拉丁文的「島嶼」得到了靈感,把這個來自胰臟的神祕物質取名為「胰島素」;然而截至此時胰島素都還只是「科學假設」,仍未有人成功證明它真的存在。世界各地持續尋找著胰島素。德國的喬治.蘇舍(Georg Zuelzer)宣稱自己成功分離出了這個來自胰臟的物質,甚至在一九一二年拿到專利。不幸的是,他沒有辦法證明自己確實能夠持續有效地萃取出這種物質。美國的歐內斯特.史考特(Ernest L. Scott)亦宣稱了類似的情事,卻也在一九一二年由於相似的理由而失敗。整個醫療界仍然一直在掙扎、努力,想著如何將胰島素用於緩解糖尿病。對於第一型糖尿病患者而言,這是關乎生死的拔河與掙扎,而伊莉莎白.休斯正是其中之一。

伊莉莎白.休斯 圖/截自維基百科
伊莉莎白.休斯 圖/截自維基百科
儘管醫界記載這個疾病已經有數千年了,可是在一九一八年的當下,醫生們只能無助地看著像是伊莉莎白這樣的孩子死去。醫界極度渴望找到治療的方式,或起碼找出延長病人生命的方法——好讓病人撐到數世紀以來無解的糖尿病治癒方式出現。佛德列.艾倫醫師(Dr. Frederick M. Allen)就是如此想的,所以發展出了「飢餓療法」(starvation treatment,一種極為激烈的飲食方式),儘管使用此法的病人會像是活著的骷髏頭一般,但確實能讓病人比預期的多活上好幾個月。說得更白一點,在這個方法之下有些病人其實是被活活餓死的,不過艾倫醫生認為反正這些病人本來就會死了。在一九一八年,這個令人絕望的方法是糖尿病患僅存的希望。一九一四年到一九二二年是糖尿病研究的「艾倫時代」。

諷刺的是,治癒糖尿病的方法,當時離真正發明核心人物的腦海仍極為遙遠,遠到不能再遠。一九一八年的佛德列.班廷(Frederick Banting)正忙著在法國村莊康布雷(Cambrai)惡氣沖天的壕溝裡,治療安撫受傷的士兵,這讓他無暇思考醫學界的新奇蹟。在戰爭期間如果真有那麼一刻奢侈安靜的時光可以思考,他多半也是想著未婚妻走在加拿大阿來斯頓小鎮泥土路前往教堂的畫面,或是想念從小跟著家人長大的農場。他的期望是結婚,然後當名骨科醫生,當時的他還不會知道這個期望最後會落空。

一九二○年十月三十日午夜前刻,安大略省倫敦市阿得雷德北街四四二號白色磚房外,佛德列.班廷醫師正在又冷又硬的地面塗鴉。他把一支小小的蠟燭立在地上,上頭的火焰不斷閃爍,接著就熄滅了,這似乎像極了他的現況。此時此刻,班廷對於自身專業的未來感到多沮喪,艾倫就感到有多自信。他蹲在那兒,手繼續抓著地面,洩了氣的感官真是特別銳利。他一邊讓霜凍過的硬土從自己又大又方的手中慢慢流走,心中一邊流轉著那些他從戰場回來後,傾瀉而來的厄運與錯失的機會。

佛德列.班廷 圖/截自維基百科
佛德列.班廷 圖/截自維基百科
次日,也就是十月三十一日星期一的早上,他得要出現在西安大略大學,教授關於碳水化合物代謝與胰臟的課程。數週之前,生理部的部長佛德列.米勒教授提給了班廷外科與生理部門的講師職缺,這讓他一個星期可以多賺八到十元。班廷的任教資格實在有點勉強,不過他向米勒教授保證,自己的學習進度每週都會趕在班級之前。有時,他僅勉強超前一丁點。他時常在授課的前一晚失眠,今晚也不例外。他花了一整天在備課以及憂思自己的人生。

他的迷茫不僅只是這門生理課程,在他高深難測的人生布局中亦然。他從鄉間農場男孩變成了醫學生,然後又搖身成了接受表彰的加拿大軍人;而現在,他發現自己無業、負債、渴望尋找方向,又飽受悔恨過往所折磨,於是對未來充滿恐懼與不知所措。

子夜正過,來到了一九二一年十月三十一日。班廷回到室內,塞住水槽後搓洗起他的手。凌晨一點,他坐下翻閱起昨天剛寄到的十一月號《外科、婦科與產科學》(Surgery, Gynecology and Obstetrics)。這篇文章長十二頁,標題是〈蘭氏小島與糖尿病之間的關聯,以及特殊胰管結石的個案報告〉(The Relation of the Islets of Langerhans to Diabetes with Special Reference to Cases of Pancreatic Lithiasis)。文章開頭是這樣的:

任何提到胰臟會分泌一種必要的、能夠驅使身體組織利用糖分荷爾蒙的文獻,基本上是種誤導,因為精確來說有這個功能的部位,只占整個胰臟非常小的一部分,稱之為蘭氏小島。所以與其說是胰臟與糖尿病的關係,不如說是小島與糖尿病的關聯。

文章是由任職於明尼蘇達大學的美國病理學家莫塞斯.巴隆(Moses Barron)所寫。巴隆描述了自己在常規解剖遇到的罕見胰管結石案例。他注意到了幾乎所有的胰臟腺體細胞(分泌消化酵素,屬於外分泌)都萎縮了,但是小島細胞(分泌荷爾蒙,屬於內分泌)大多完好無缺。這個現象促使他搜尋關於胰臟的文獻。他的這個發現,與實驗刻意將胰管切斷或綁斷呈現出一致的結果。

班廷有些無聊,摳著指甲裡的泥土,一邊陷入椅子漸漸進入不安的睡眠狀態。二十分鐘之後他醒了過來,試圖將專注力放在那篇文章上,他覺得這個主題無聊到讓人麻木。內分泌學──真是同情這個領域的渾蛋們啊!想像你的一輩子,要花在仔細檢視那些鮮為人知、形狀奇特器官所分泌的骯髒滲出物。骨外科學──這才是有具體行動的地方。任何能把鋸子帶進開刀房的學科注定是令人興奮的,至少他在壕溝裡截肢時似乎就是這樣。

他被迫繼續看下去,因為課堂已經近逼了,只剩下幾個小時而已。他想像起自己站在講堂對著滿臉期待的學生。他的運氣可能不太好,學生之中也許會有自作聰明的,問出他聽不懂或是根本不屑回答的問題,好羞辱他;藉此顯露出他正如自己擔憂的,是個完全不稱職的講師。

他又試了幾次,讀過了整整十二頁無聊乏味的內容又漸漸睡去。凌晨兩點,他突然醒了,仍舊沒有換過衣服,仍舊坐在床邊的椅子,而期刊還攤在他的大腿上。是什麼吵醒了他?外面的噪音?一個夢?都不是。他是被一個點子給擊醒了。他從床邊桌上拿起了黑色小筆記本,半夢半醒間寫了難以識別還帶有拚音錯誤的二十五個英文字。這二十五個字在一九二○年十月三十一日凌晨兩點潦草地出現了,最後導出了超過千年醫學謎團的解答。內容大致如下:

糖尿、綁住狗胰管。維持狗活著直到胰腺細胞退化剩下小島細胞。嘗試分離裡面的分泌物來緩解尿糖。

基本想法是:仰賴結紮胰管,可以用六週的時間讓胰臟中的胰腺細胞退化,藉以剔除會破壞干擾小島細胞的消化酵素;接著再試著分離出小島細胞與其難以捉摸的分泌物。這個分泌物如果純化得宜,已可在動物身上緩解糖尿病的症狀了。這並不是新的想法,但班廷實在對文獻不太熟悉,所以不知道早在一九○六年莉迪亞.德威特(Lydia de Witt)就提過一樣的想法了。他也不知道在一九一一〜一二年,有位研究生歐內斯特.萊曼.史考特(Ernest Lyman Scott)做出了個結論:之前嘗試萃取這個神祕分泌物失敗,是因為消化酵素的干擾,在這個有效的小島分泌物被辨別出來前,這些酵素就破壞了它。史考特甚至將胰臟萃取液注射進胰臟被切掉的狗,以驗證自己的理論,而四隻狗裡有三隻印證了他的假設。班廷亦沒發現近期(一九一六年)的羅馬尼亞生理學家尼古拉斯.包勒斯克(Nicolas Paulesco),也把胰臟萃取液注射進狗的體內,進而使狗兒的血糖回歸正常。包勒斯克甚至還把這個神奇的萃取物取名為「pancreine」(當時未發表成英文)。不幸的是,這些早期的學者沒有辦法複製自己的結果。整個過程是讓人抓狂的複雜與精細;換句話說,不僅只分離與萃取胰島素是困難的,就算你真的做到了,也很難證明這件事。

班廷最原始的想法既不新創也不成功,但他堅持了下去;他的堅持而帶來的解決之道,就是新創又成功的。日後他說,要是自己對於文獻與這個主題更熟悉,又知道前人嘗試的歷程,他一開始就不會試著實現這個想法。對於數百萬名的孩子而言,幸好他什麼都不知道。

※ 本文摘自《奇蹟的救命靈藥:胰島素發現的故事》。


《奇蹟的救命靈藥:胰島素發現的故事》

作者:蒂亞.庫伯, 亞瑟.安斯伯格

譯者:胡德瑋

出版社:遠足文化

出版日期:2021/09/01

糖尿病
胰島素

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