揭秘糖尿病：第一支商業胰島素是怎樣誕生的？

出品：科普中國

製作：中國細胞生物學學會 王立銘

監製：中國科學院電腦網路資訊中心

好了，親愛的讀者們，幾位人類英雄們已經將胰島素雙手捧給我們。英雄的時代結束了，但是胰島素的百年傳奇，呵，其實才剛剛開始呢。

科學家們的新麻煩

請不要忘記，即便班廷和貝斯特能夠通過酸化酒精浸泡從屠宰場的牛胰臟裡提取出可以降低血糖的溶液，即便克裡普能夠運用他高超的生物化學技巧盡可能得除去溶液中的雜質(比如各種鹽分、組織殘塊、無關的蛋白質等等)，但是他們最終應用在患者身上的，本質上還是一管褐色的、渾濁的、看起來挺可疑的不明液體而已。這些胰島素發現者們盡力地提高溶液中的胰島素含量、減少雜質，但是歸根結底，他們並沒有真正製備出一種潔淨無暇、毫無雜質的胰島素。

這當然是時代的局限，我們的英雄們沒有現代製藥工業的各種神兵利器。僅用粗糙的罎罎罐罐，經過簡單的幾步溶解、加熱、沉澱等等這些“大廚的功夫”，就能從牛內臟裡提純出可以直接注射給患者的藥物，已經著實是難為他們了。

但是這也意味著，想要把這些聽起來非常粗糙的操作和工藝規範化、擴大化、甚至自動化，將會是非常困難的任務。

首當其衝的就是擴大產能的麻煩。我們已經知道，從1922年初開始，新大陸各地的糖尿病患者就開始懷著朝聖的心情向班廷他們所在的多倫多進發了。為了救治越來越多的患者，班廷他們迫切需要幾倍、幾十倍的擴大他們生產出胰島素注射液的能力。

要知道，胰島素注射雖然能夠立竿見影地挽救糖尿病人於生死之間，但是這種神奇藥物的作用並不是一勞永逸的。在1920年代，糖尿病人每天要接受至少三次胰島素注射才能完全的控制症狀。而這也意味著，對胰島素的需求，將註定成為一個巨大的、長期的、和全球性的問題。

而實際上，對於蛋白質提純這種技術活，把實驗室裡精雕細琢出的製作工藝放大到工廠生產的級別，可不僅僅是購買大量的原材料和大號尺寸的罎罎罐罐就可以解決的。

大規模生產中如何保證不同批次原料的品質？如何保證每一步生產工藝的一致性(想想把成噸的牛胰臟均勻的絞碎就是個令人頭大的任務)？如何精確控制每一步工藝中的溫度、酸鹼度和生化條件？即便是擴大生產的任務交給了特裡普這位傑出的生物化學家，多倫多也要一直等到1922年中才生產出了勉強足夠應付當地患者的胰島素溶液。面對始終在不斷增加的需求，科學家們第一次感到束手無策了。

怎麼辦？如果說在胰島素發現前，科學家們面對隨時可能死去的糖尿病患者，更多是感覺到責任感和使命感的話，那麼在此時，明明已經找到救命良方卻無法生產出足夠的胰島素，科學家們的心情大概可以用負罪感來形容了。

充滿挫敗感的科學家們第一次開始尋求學術界之外的幫助。

其實工業界的嗅覺遠比科學家們敏銳。早在1922年初，當學術界還對多倫多幾位科學家的成就半信半疑的時候，禮來製藥(EliLilly and Company)，一家總部位於美國中西部城市印弟安納波里斯的製藥企業，已經摩拳擦掌地準備在糖尿病藥物的這塊沃土上開掘第一桶金了。喬治·克洛斯(George Clowes)，禮來製藥的研發主管，早在當年3月份就已經聯繫過麥克萊德，希望以學術界工業界聯手的方式，展開胰島素溶液的大規模生產。當時清高的麥克萊德拒絕了這一提議，只是現在，越來越多的臨床需求讓麥克萊德改變了主意。

因蘇林：第一支商業化胰島素

美國印弟安納波里斯，禮來公司總部

這家創立於1876年的製藥公司，已經發展成為擁有三萬多員工、市值近千億美元的世界製藥界巨頭。而在1922年那個春天敏銳而勇敢的涉足胰島素生產，可能是這家公司歷史上最重要、也是最驕傲的歷史時刻。(圖片來自)

1922年5月，多倫多大學與禮來公司達成協議，由科學家們幫助禮來開展胰島素的規模生產。到這一年秋天，禮來的胰島素開始源源不斷的運往多倫多，這讓不願意眼睜睜看著自己的病人因為缺少藥物而死去的班廷欣喜若狂。到這一年年底，禮來的產量達到了驚人的每週10萬單位。每一天清晨，滿載著冰凍豬和牛胰腺的卡車從芝加哥列隊開進禮來公司的工廠，在那裡經過有條不紊的切割、浸泡、蒸餾和提純，變成一瓶瓶比金子還寶貴的胰島素。現代工業和科學的結合，迅速顯示了無堅不摧的力量。

事實上這樣的成功絕非偶然。早在1910年代，禮來製藥已經未雨綢繆地開始著重藥物研發和生產自動化的投入。禮來開發出了世界上第一套膠囊自動灌注系統，擁有世界最大的膠囊生產線，這一切保證了當公司轉向大規模生產胰島素時，能夠駕輕就熟地管控大規模生產的品質。更重要的是，禮來也是製藥工業界最早意識到研究重要性的公司之一。喬治·克洛斯，就是那個負責與麥克萊德暗送秋波的研發主管，很可能是全世界製藥公司裡第一個頂著這個頭銜上班的人!

而公司在胰島素規模生產中同樣借助了研究者的力量：正是他們的首席化學家喬治.沃爾頓(George Walden)發現了胰島素溶液酸鹼度的最優範圍，才保證了大批量胰島素注射液的穩定生產。

第一支商業化的牛胰島素注射液，商品名因蘇林/Iletin (Insulin, Lilly)

在上市第一年的1923年，因蘇林的銷售額就超過了一百萬美元。要知道，在那個年代，在曼哈頓買一處宅子也只需要幾千美元!值得注意的是，這麼一小瓶胰島素注射液，需要消耗成噸的牛胰腺組織，這也使得動物來源的胰島素難以滿足全球需求。(圖片來自www.antiquesnavigator.com)

1美元轉讓的專利

順便說一句，為了保證胰島素的順利商業化生產，幾位本來對身外之物頗為抵觸的科學家，班廷、貝斯特和克裡普還是滿心不情願地為胰島素申請了專利並於1923年初得到批准。隨後三位科學家就以每人一美元的象徵性價格，將這價值連城的專利轉讓給了多倫多大學，隨後又以非排他授權的方式允許禮來公司開展胰島素的大規模生產和銷售。

三位科學家的高風亮節，保證了糖尿病人不會因為經濟原因而無法接受救命的治療，值得我們長久的懷念和讚美。

而與此同時，非排他授權的方式也使得禮來之外更多的製藥公司可以參與到胰島素的生產和銷售中，使得全世界範圍內更多的糖尿病人受惠。實際上，現今世界最大的胰島素生產和銷售商，丹麥的諾和諾德公司(Novo Nordisk A/S)，也是因為這個原因得以早在1923年底就開始在歐洲大陸生產和銷售胰島素。這是後話，這裡暫且不多說。

敬請期待下文《糖尿病：過去、現在和未來(八)：“拼圖”揭秘胰島素》。雖然胰島素開始進行商業化生產，但人們還是搞不清胰島素究竟是種什麼樣的蛋白質。這個問題，被一位內向而文靜的科學家，用“拼圖”的方法，全面解決。

“科普中國”是中國科協攜同社會各方利用資訊化手段開展科學傳播的科學權威品牌。

本文由科普中國移動端出品，轉載請注明出處。