閔可夫斯基發(fā)現(xiàn)糖尿病的病因之后，許多科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了同樣的發(fā)現(xiàn)。例如1899年，德國醫(yī)生馮·貝林等切除狗的胰臟，并縫合傷口，但狗仍在幾天后因“糖尿病”死去。又如1909年，法國生理學(xué)家梅耶（1878～1934）將胰臟中分泌的激素命名為“胰島素”，雖然此時(shí)胰島素的分泌同散存于胰臟中的胰島組織之間的關(guān)系僅是初步確定。不過，此時(shí)胰島素還沒被提取出來。

為什么叫“胰島”呢？這是因?yàn)楹苌俚姆置谝葝u素的細(xì)胞分散在大量分泌胰酶的細(xì)胞中，好像水中的孤島一樣。由于德國病理學(xué)家蘭格亨斯首先在一篇論文中提到它，所以又叫“蘭格亨斯島”。

科學(xué)家們在很長一段時(shí)間沒能提取出胰島素的原因是提取困難。他們采用的方法是，把胰腺搗碎，然后抽提。但是，由于胰腺里含有大量的蛋白水解酶——胰腺酶能分解蛋白質(zhì)，這樣，胰島素這種蛋白質(zhì)就在抽提過程中被這種酶破壞了，因而無法得到胰島素。

于是，提取胰島素的歷史重任落到對它“念念不忘”的生物化學(xué)家們身上。有趣且使人感慨萬端的是，取得這一重大成果的，是一位“不知天高地厚”的、年僅29歲的青年“外行”！

他就是加拿大安大略省的外科醫(yī)生班廷（1891～1941）。他是在對前述提取胰島素的困難程度知之甚少的情況下大膽做這一工作的，甚至連他自己在已經(jīng)取得這一成果之后還說：“當(dāng)時(shí)如果我知道文獻(xiàn)中對這一課題的復(fù)雜性的論述的話，我恐怕就沒有勇氣研究它了?！笨沙跎俚拇_不怕虎，“外行”因?yàn)椤安恢y”倒可“膽大包天”。這類在科技中屢見不鮮的史實(shí)給我們重要的啟示是，有時(shí)“門外漢”由于沒有“框框”的約束，倒反而可以“瀟灑走一回”，而“內(nèi)行”們則因“循規(guī)蹈矩”而裹足不前。

班廷童年時(shí)期，他的一個(gè)女朋友因?yàn)榈昧颂悄虿《廊?，這使他對此深有感受，立志攻克這一疾病。1920年，他偶然在一本外科醫(yī)學(xué)雜志上看到一篇文章，報(bào)道結(jié)扎胰導(dǎo)管可以使分泌胰腺酶的細(xì)胞萎縮，而胰島細(xì)胞卻不受影響。他讀了以后很受啟發(fā)，想來想去徹夜難眠，于是找出他的筆記本，在上面寫道：“結(jié)扎狗的胰導(dǎo)管，等候6～8星期使胰腺萎縮，這就避免了胰腺酶對胰島素的破壞，然后再切下胰腺進(jìn)行抽提?！彼麤Q心進(jìn)行大膽地嘗試。但當(dāng)時(shí)在加拿大，只有多倫多大學(xué)的生理系有條件做這樣的試驗(yàn)。于是他兩次到那里，向生理系的教授、原籍英國蘇格蘭的生理學(xué)家麥克勞德（1876～1935）求助，請求允許他在那里做試驗(yàn)，但都被拒之門外。因?yàn)辂溈藙诘抡J(rèn)為用這種方法是相當(dāng)困難的。直到“三顧茅廬”，麥克勞德才終于勉強(qiáng)同意給他10只狗，允許他在暑假期間借用一間簡陋的實(shí)驗(yàn)室工作8個(gè)星期。考慮到班廷本人是化學(xué)的“門外漢”，麥克勞德還為他配備了一位助手，就是即將畢業(yè)的醫(yī)學(xué)院學(xué)生貝斯（1899～1978）。而麥克勞德本人則遠(yuǎn)涉大西洋，到家鄉(xiāng)蘇格蘭度假去了。1921年5月17日，29歲的班廷與27歲的貝斯開始試驗(yàn)。兩人密切配合，結(jié)扎狗的胰導(dǎo)管的工作由班廷負(fù)責(zé)，血和尿里葡萄糖含量的分析則由貝斯完成。他在夏季潮濕炎熱、簡陋的實(shí)驗(yàn)室里奮戰(zhàn)了兩個(gè)多月后，終于在7月30日午夜取得了成功。此時(shí)，他們給一只患糖尿病的狗注射了5毫升從狗的胰腺里提取出來的、極為寶貴的胰腺提取液，奇跡出現(xiàn)了——這只狗過高的血糖濃度迅速下降，一項(xiàng)偉大的發(fā)明發(fā)現(xiàn)就這樣完成了。

1923年，諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)平分給班廷和麥克勞德，而對“發(fā)現(xiàn)胰島素”也作出重大貢獻(xiàn)的貝斯卻遺憾地被排斥在外。但可貴的是，班廷把他獎(jiǎng)金的一半給了貝斯；而麥克勞德也把他一半的獎(jiǎng)金分給了JB科利普?？评帐且晃簧瞄L生物化學(xué)的科學(xué)家，他是在班廷和貝斯前述試驗(yàn)成功后參加提純工作的；最后他們終于得到了較純的“島素”，并將其更名為“胰島素”，其后是麥克勞德又改進(jìn)了提取方法。

由于班廷、貝斯找到了得到胰島素提取液的方法，而且通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了它能降低糖尿病的血糖，使尿糖消失，糖代謝恢復(fù)正常。這就建立起胰島素分泌不足是糖尿病的直接病因的明確關(guān)系。因此，從1922年起，胰島素已開始用于臨床治糖尿病了。

不過，班廷、貝斯得到的還僅僅是胰島素的提取液，而并沒有得到結(jié)晶。后來又經(jīng)過許多人，特別是美國生化學(xué)家艾貝爾（1857～1938）的努力，終于在1925年得到純化的胰島素結(jié)晶，并在次年投產(chǎn)，從此開始廣泛用于臨床。經(jīng)過英國桑格這位惟一兩獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的化學(xué)家于1945年～1955年的努力，終于搞清了胰島素的全部化學(xué)結(jié)構(gòu)，并因此于1958年獨(dú)享諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。從1958年起，中國王應(yīng)睞、紐經(jīng)義等科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的協(xié)作小組經(jīng)過7年努力，在1965年9月17日人工合成了牛胰島素，曾轟動(dòng)世界。

胰島素是胰臟中蘭氏小島細(xì)胞產(chǎn)生的一種物質(zhì)。從結(jié)構(gòu)上看，它是由16種氨基酸組成的蛋白質(zhì)；從功能上看，它是調(diào)節(jié)控制生物體內(nèi)新陳代謝的一種多肽激素。這種白色結(jié)晶粉末可用于糖尿病、精神病和神經(jīng)性食欲不振等的治療。

胰島素的發(fā)現(xiàn)、提取、結(jié)構(gòu)研究、人工合成，不但在醫(yī)學(xué)上有重要地位，而且在分子生物學(xué)研究、生物化學(xué)研究中都有極其重要的地位。

原來，胰島素雖然分子量大到接近6 000，比氫原子大五六千倍，但與其他蛋白質(zhì)相比，卻要小到幾或幾十分之一。因此，它就理所當(dāng)然地成為科學(xué)家們研究蛋白質(zhì)的首選對象。通過對這種最簡單的蛋白質(zhì)的研究，人們就能獲得對蛋白質(zhì)的認(rèn)識。事實(shí)上，正如前面所說，它成為第一個(gè)成功地進(jìn)行氨基酸序列分析的蛋白質(zhì)（1955，桑格），也是第一個(gè)由人工進(jìn)行化學(xué)合成的蛋白質(zhì)（1965，王應(yīng)睞等）。由此可見，胰島素在科學(xué)上的重要地位不可替代。

人、牛、豬、羊等不同屬種的胰島素，只是兩條肽鏈上個(gè)別氨基酸不同，而沒有質(zhì)的區(qū)別。

順便指出，豬胰島素分子的立體結(jié)構(gòu)，也是中國在1971年測出來的。

對攻克糖尿病作出重大貢獻(xiàn)的還有一個(gè)人，他就是1887年4月10日出生于阿根廷首都布宜諾斯艾利斯的豪塞利（B.A.Houssay）。這位神童13歲就完成了大學(xué)預(yù)科學(xué)業(yè)，被阿根廷最高學(xué)府——布宜諾斯艾利斯大學(xué)藥學(xué)院破格錄取，22歲便成為該大學(xué)獸醫(yī)學(xué)院生理學(xué)教授。動(dòng)物體內(nèi)的血糖水平是由分泌腺和激素來調(diào)節(jié)的，經(jīng)常性的血糖濃度失調(diào)、過高，都是糖尿病的癥狀；而血糖平衡是通過胰島素和肝臟來進(jìn)行調(diào)節(jié)的。他通過研究發(fā)現(xiàn)，腦下垂體對血糖平衡中激素的調(diào)節(jié)是必不可少的，這就進(jìn)一步闡明了糖尿病的發(fā)病機(jī)制和治療途徑。1924年，他切除了狗和蟾蜍的腦下垂體或垂體前葉，發(fā)現(xiàn)有切除腎上腺的效果，大大降低高血糖的血糖濃度。而把狗的胰腺切除后，狗的血糖會增高而患糖尿??；而將它的腦垂體切除后病情會緩解，但又注射垂體液后病情會加重。他的這一系統(tǒng)的研究為臨床治療糖尿病提供了可靠的依據(jù)。為紀(jì)念豪塞利的功績，醫(yī)學(xué)界把切除垂體或胰腺的動(dòng)物稱為“豪塞利動(dòng)物”，并與科里夫婦共享1947年的諾貝爾醫(yī)學(xué)和生理學(xué)獎(jiǎng)。

人們對糖尿病的研究，一直在繼續(xù)。20世紀(jì)50年代，蘇格蘭人鄧恩（Shaw Dunn）在研究肢體嚴(yán)重壓傷后腎損傷的起因時(shí)，嘗試了各種方式，其一是用四氧嘧啶作注射。結(jié)果他意外地發(fā)現(xiàn)，四氧嘧啶會使胰臟的胰島組織壞死。這一發(fā)現(xiàn)給糖尿病的研究提供了極有用的工具。

閔可夫斯基沒有放過狗尿招蒼蠅的疑點(diǎn)，引出對糖尿病的研究；“無知”的班廷因大膽的設(shè)想得到胰島素，進(jìn)而引出一系列的重大成果?？磥黹h可夫斯基留意意外之事、觀察別具慧眼，和班廷能在文獻(xiàn)的啟發(fā)下別出奇招，都是我們應(yīng)該借鑒和學(xué)習(xí)的。

胰島素的最早發(fā)現(xiàn)者，世界醫(yī)學(xué)界公認(rèn)是羅馬尼亞的N帕包列斯庫，他的發(fā)現(xiàn)比班廷早約6個(gè)月。

糖尿病的最早發(fā)現(xiàn)者是中國人，不晚于7世紀(jì)。醫(yī)生甄權(quán)（卒于643年）在他著的、現(xiàn)已失傳的《古今錄驗(yàn)方》也提到過糖尿病。

克林頓的克星

2000年6月26日，六國科學(xué)家完成了人類基因“工作草圖”的測序，這成為當(dāng)年“世界十大科技進(jìn)展”之一。中國科學(xué)家參與并高質(zhì)量完成其1%的任務(wù)，表明中國人有能力躋身國際科學(xué)前沿，這成為當(dāng)年“中國十大科技新聞”之一。隨著這一“草圖”在2001年2月12日“正式版”的公布，和近年生物工程、基因工程的長足進(jìn)展，“基因”、“克隆”、“DNA”等已成為時(shí)髦的詞語。

“基因”是指含特定遺傳信息的核苷酸序列，是遺傳物質(zhì)的最小功能單位。除某些病毒的基因由RNA（核糖核酸）構(gòu)成外，多數(shù)生物的基因由DNA（脫氧核糖核酸）構(gòu)成。1866年，奧地利生物學(xué)家孟德爾（1822～1884）在其論文中最先提出遺傳因子，認(rèn)為生物性狀由它控制。

1909年，丹麥學(xué)者約翰森從英國生物學(xué)家達(dá)爾文的Pangenesis（泛生論）一詞中抽出音節(jié)gene，得到“基因”一詞。1944年，美國細(xì)菌學(xué)家艾威瑞（1877～1955）等人經(jīng)過對肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化因子的研究，開始揭示出基因的化學(xué)本質(zhì)，證明基因由DNA構(gòu)成，認(rèn)定DNA是遺傳物質(zhì)。然而，他們的工作并未立即得到全部公認(rèn)。直到1952年，經(jīng)德裔美國生物學(xué)家德布呂克、美國噬菌體學(xué)家赫爾希的工作和其后奧地利生化學(xué)家查加夫的工作之后，DNA是遺傳物質(zhì)的觀點(diǎn)才開始得到公認(rèn)。

1985年，英國萊斯特大學(xué)遺傳學(xué)家亞歷克·杰弗里斯建立了“DNA指紋”圖技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)程序，并發(fā)表在英國《自然》雜志上。從此，一項(xiàng)新的檢測術(shù)——“DNA指紋圖檢測術(shù)”就誕生了。

以“親子鑒定”為例，通過被測父子各自DNA的檢測，便確定了各自的“DNA指紋”，如相同，父子關(guān)系便得到確認(rèn)。此法的優(yōu)點(diǎn)是快速（最快只要6小時(shí)）、準(zhǔn)確（準(zhǔn)確率高達(dá)999%以上）。

在1999年美國總統(tǒng)克林頓緋聞事件中，聯(lián)邦調(diào)查局（FBI）的科學(xué)家們對萊溫斯基的連衣裙進(jìn)行了檢測，結(jié)果在連衣裙上找到了精子細(xì)胞。檢測人員用“圣誕樹”著色劑——它能使DNA所處的細(xì)胞核呈紅色，使細(xì)胞核周圍呈綠色。由于精子基本上不含細(xì)胞質(zhì)，所以它們只呈現(xiàn)紅色，容易辨認(rèn)。雖然檢測結(jié)果一直對外界保密，但參與檢測的法醫(yī)透露說，其結(jié)果讓克林頓無言以對。

還有另一位美國總統(tǒng)的謎團(tuán)也是靠DNA檢測術(shù)揭開的。1802年，在美國流傳過關(guān)于第3任總統(tǒng)托馬斯·杰斐遜（1743～1826）與他的女仆薩莉·赫明斯的流言蜚語，說兩人有染而非婚生下幾個(gè)孩子。杰斐遜對此不屑一顧，但政治反對派卻把這一緋聞鬧得沸沸揚(yáng)揚(yáng)。100年后，一本全國暢銷書認(rèn)定，兩人的關(guān)系確有其事，并猜想他們是真心相愛。直到1998年，科學(xué)家們找到了杰斐遜男性后裔的血樣，經(jīng)檢測與赫明斯的一位男性后裔的DNA吻合，而前者與杰斐遜家族的淵源可以追溯到這位總統(tǒng)的叔父?？梢姾彰魉沟暮⒆又兄辽儆幸粋€(gè)是她和這位總統(tǒng)所生。

路易十六的兒子路易·夏爾，是1795年死于巴黎的一座監(jiān)獄的，還是設(shè)法逃脫資產(chǎn)階級大革命的追捕的？這個(gè)問題已爭論了205年。1999年12月，科學(xué)家們從墓地中取出假定屬于這位少年君主的心臟，并將它的DNA結(jié)構(gòu)與健在和已故的皇室成員的DNA進(jìn)行比較，證實(shí)他的確在童年就死在獄中，從而解決了這一歷史懸案。

俄國十月革命后，蘇聯(lián)官方宣布沙皇一家于1918年7月19日被槍決。但一些歷史學(xué)家指出，沙皇的幼女安娜絲塔西婭公主的尸體從未找到，很可能她在集體槍決中逃過一死。于是不斷有人聲稱自己就是這位公主，其中有的人還繪聲繪色地講出宮中秘聞和自己的脫險(xiǎn)經(jīng)歷。

其中一位移居美國，甚至取得了幾個(gè)沙皇親戚的信任。但經(jīng)過科學(xué)家們提取沙皇后裔和沙皇本人3歲時(shí)理發(fā)留下的頭發(fā)的DNA樣品，與這位移居美國的自稱沙皇小公主的DNA樣品比較，證明她也是“冒牌貨”。不過，此時(shí)科學(xué)家們卻大費(fèi)周折，因?yàn)樗缫阉廊??？茖W(xué)家們是從她生前做結(jié)腸癌手術(shù)時(shí)切下的一些組織片斷，和她夾在書信中的幾根頭發(fā)才提取到上述DNA樣品的。

DNA破案術(shù)還使一起冤案昭雪。1986年，美國得克薩斯州一位名叫德亞娜·奧格的16歲少女被奸殺。警方懷疑殺人兇手就是當(dāng)?shù)匾晃恢挥?0多歲的名叫羅伊·克里內(nèi)的小伙子。因?yàn)橛?位證人在法庭上作證，克里內(nèi)曾對他們說，他在奧格被奸殺那天晚上曾與一過路女子發(fā)生過性關(guān)系。檢察官認(rèn)定這一女子就是奧格，于是克里內(nèi)因強(qiáng)奸罪被判9年監(jiān)禁，雖然判他謀殺罪證據(jù)不足。1990年，克里內(nèi)入獄服刑，但他和律師一直不服，但起初的申訴都被州的最高上訴法院駁回。后來，辦案人員發(fā)現(xiàn)了被害少女身上一根香煙上殘留唾液的DNA與克里內(nèi)不符，加之克里內(nèi)的律師還找到一個(gè)新的證人——當(dāng)晚和克里內(nèi)發(fā)生“一夜情”的女子，于是克里內(nèi)的冤情終于昭雪。

雙手掰開原子彈

誰能鎮(zhèn)定自若、置生死于不顧去掰開原子彈呢？

歷史上確曾有人這樣干過。這聽起來也許十分荒唐，但確有其事。這位“超人”就是加拿大科學(xué)家斯羅達(dá)博士。

二戰(zhàn)期間，德國人用閃電戰(zhàn)吞并了大半個(gè)歐洲，每天都有數(shù)以萬計(jì)的人被屠殺。日本侵略中國和東南亞，還偷襲了美國珍珠港。面對這兩個(gè)瘋狂的強(qiáng)盜，各國都想研制一種新武器來對付他們。

一天，加拿大著名的核物理學(xué)家斯羅達(dá)博士，正在實(shí)驗(yàn)室里主持著原子彈引爆的“臨界質(zhì)量”試驗(yàn)工作。

臨界狀態(tài)是原子彈引爆的關(guān)鍵。原子彈的核裝料（例如鈾和钚）裝置，平時(shí)要保持亞臨界狀態(tài)——低于“臨界質(zhì)量”，以確保安全；而在爆炸時(shí)，又必須使核裝料迅速達(dá)到高超臨界狀態(tài)——高于“臨界質(zhì)量”，以實(shí)現(xiàn)鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)。

要實(shí)現(xiàn)從亞臨界到高超臨界狀態(tài)的轉(zhuǎn)變，有兩種方法。一是積木式的拼湊法，比如把核爆炸裝料分成兩塊（或三塊），每塊都小于臨界質(zhì)量，但如果合起來就大于臨界質(zhì)量。平時(shí)兩塊（或三塊）分開放著，每塊都處于亞臨界狀態(tài)，不能發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)；如果將它們迅速地合起來，就組成了一塊高超臨界的核裝料，便立即發(fā)生裂變而爆炸。第二種方法叫壓緊法，利用普通炸彈的爆炸力把分散的濃縮核裝料擠壓在一起，使它超過“臨界質(zhì)量”而爆炸。斯羅達(dá)博士等的試驗(yàn)，就是在探索和解決這種引爆的問題。