中外人工合成胰岛素优先权之争背后科学春

?人工牛胰岛素结晶

52年前的9月17日,中国科学家成功获得人工合成的牛胰岛素结晶。这是一项被传颂为“伟大胜利”的科研成果,但竞争者的具体情况,还鲜为中国人所知。而这,必然影响人们对这项成果,乃至对改革开放前中国的科研效率和科研业绩的正确评价。

撰文|熊卫民(中国科学技术大学科技史与科技考古系)

责编|一朵熊

年之前,诺贝尔科学奖一直是国人心中的痛。因为它不仅是一项针对个人的荣誉,还在一定程度上反映了一个国家的科学发展水平。长期没有植根于本土的研究获得这个奖项,也就意味着我们这个占世界人口五分之一强的国度,在高规格请进“赛先生”之后那么多年,仍全面落后于世界先进水平。

正是因为这个缘故,从上世纪八十年代起的大约三十年间,每到颁布诺贝尔奖的时候,我国的媒体都不免要重炒一下人工合成胰岛素这个冷饭,并且常常要惋惜一番——毕竟唯有它才是我国科学家在本土做出的确切获得过诺贝尔奖提名的工作。但历经几十年的宣传之后,仍然鲜为人知的是:即使在这项少有的世界级成果上,我们与国外也存在优先权之争。直至今天,美国和德国的相关研究机构和人员还在宣称是他们第一个用人工方法合成了胰岛素![1]

国家行为和个人行为

当美国的维格纳奥德(V.duVigneand,-)于年合成了第一个天然多肽激素(他因此而获得了年度的诺贝尔化学奖),英国的桑格(F.Sanger,-)于完成了胰岛素的全部测序工作(他因此而获得了年度的诺贝尔化学奖)之后,人工合成胰岛素就成了一项世界性的热门课题。据国外媒体报道,-年间,在世界范围内共有10个研究小组在进行胰岛素的人工合成[2]。其中,最终达到了目标的,除我国的相关机构之外,还有美国匹兹堡大学医学院生物化学系的卡佐亚尼斯(P.G.Katsoyannis)小组和联邦德国羊毛研究所的查恩(H.Zahn,-)小组。

我国的人工合成胰岛素工作涉及中国科学院生物化学研究所、有机化学所、北京大学化学系等多家单位,参与人数最多时达到约人,少的时候也有约30人。这个题目虽然最早由科学家说出来,但考虑到它的“大跃进”背景,尤其是真正被确立为科研课题的过程,应当承认,它的提出在相当大的程度上是出于周恩来等国家领导人的钦点。研究过程中的“这是一项严肃的政治任务,是在科学阵地上用科学做武器和帝国主义斗争”[3]等口号,也展示了它的国家主体性。而且,它的研究资金完全由国家无限量提供,具体工作更曾多次受多级党政领导的直接指挥。所以,从多个方面看,都应当说它主要是一种国家行为。

?年中国科学院生物化学研究所胰岛素工作参加者合影

与中国的状况形成鲜明对照的是,卡佐亚尼斯和查恩的相关研究基本上是一种个人行为。

卡佐亚尼斯是美籍希腊人。他于年在雅典大学化学系获博士学位,随即去美国康奈尔大学医学院生物化学系工作,-年间任合作研究员,-年间任助理教授,跟国际多肽合成领域的领衔人物维格纳奥德一道进行多肽合成研究。他们共同署名发表了一系列的成果,譬如催产素的合成(年)、精氨酸抗利尿激素的合成(年)、精氨酸催产素的合成(年),等等。年,他以副教授的身份进入美国匹兹堡大学医学院生物化学系,正式开始他独立的科学生涯。

?美国科学家P.G.Katsoyannis

他自主选择的第一个研究课题就是人工合成胰岛素。这不难理解:他在多肽合成方面受到了良好的训练,正在寻找新的合成目标;而胰岛素的一级结构刚刚被测定出来,正向所有的多肽合成专家提出挑战;同时他还很年轻,初生牛犊不怕虎,并不害怕困难,敢于面对挑战。他认为,利用已有的多肽合成、分析技术,再凭借自己的发明创造、独特智慧,自己确有可能登上合成胰岛素的高峰。合成途中当然很可能会遇到众多的艰难险阻,但克服它们可能意味着巨大的理论突破。这种前景对一个科学家而言,显然是极具诱惑力的。而且,胰岛素给广大糖尿病患者带来了福音,是一种神奇的物质,如果能化学手段合成,并通过工厂生产出来,也可能带来巨大的经济效益。这也是很具诱惑力的。基于这样的理由,卡佐亚尼斯决定攀登胰岛素的人工合成之峰。[4]

查恩,联邦德国化学家,年从卡尔斯鲁厄(Karlsruhe)工业学院获得博士学位,自年起开始担任位于亚琛工业学院的德国羊毛研究所的主任(直至年才离任),并于年升为该学院教授。在整个20世纪50年代及以前,他的主要研究方向是羊毛。

?德国科学家H.Zahn(-)

他卷入人工合成胰岛素这个课题有一定的偶然性。据他的学生斯坦纳(D.F.Steiner)回忆,年时,他和别的一些同学厌倦了羊毛研究,特别想换换口味,凑巧听说有人在合成他们熟悉的胰岛素分子,就也想在自己的实验室做。向查恩反映后,查恩也很兴奋。不久之后,这个工作就开展了起来。

当然,上述简略区分也不能绝对化。人们的行为动机经常是很复杂的,可以有某个主要影响因素,但经常难以完全排除别的影响因素。中国相关科学家在提出课题和从事研究的时候,未必就全都违背了他们的个人兴趣。而卡佐亚尼斯和查恩等人的经费来自企业和国家的有关基金,这里面也必然体现有后者的意志。拿查恩来说,他之所以进入人工合成胰岛素领域,除斯坦纳说的偶然因素外,还在更大程度上出于实用目的考虑——胰岛素分子与羊毛分子在结构上具有相似性,他和给他提供经费的羊毛生产商试图通过合成胰岛素而对后者达成更充分的了解。[5]

官营研究和自由研究

既然主体存在区别,相关研究的组织方式也就有所不同。

我国在这项工作上所体现出来的最大特点是“全国一盘棋”。多级党政领导不计成本、不惜代价,以集中力量做成这件“大事”。缺实验原料,马上办相关工厂和生产车间,并组织多人到全国各地搜罗。缺实验人员,立即让数百名其他学术单位的人员停下自己手头的工作,紧急过来支援。进入大饥荒时代后相关研究人员不忍心再多花经费,而聂荣臻副总理则指示他们说:“我们这么大的国家,几亿人口,就那么几个人,就那么一点钱,为什么就不行?”[6]

这种组织方式在压制其他多项研究的同时,给胰岛素工作创造了相当优越的条件。就像踩高跷或者叠罗汉一样,它使得物资基础比较薄弱的中国在某些方面达到了卡佐亚尼斯和查恩等所不能企及的高度。当工作遇到极大困难,绝大部分相关研究人员都想下马这个项目的时候,它更是一面大做政治思想工作给他们打气,一面以行政命令的方式使得这个项目延续下来,并最终导致了人工胰岛素晶体的获得。

但事情的另一面是,我国的胰岛素工作之所以会遭遇卡佐亚尼斯和查恩等所不曾经历的极大困难,也完全是出于这种由党政官员所主导的组织方式。出于自己的利益考虑,或者出于科学上的无知,这些比较外行的官员在支配反正不属于他们的东西时不可避免地出现了一些瞎指挥、瞎折腾现象。在“大跃进”、“反右倾”的狂热背景下,为了在激烈的国内竞争中保住头上的乌纱帽,各级党政官员层层加码,发动了“大兵团作战”:把“保守”的专家晾到一边或者让其充当科研流水线中的小兵,由他们自己直接指挥多个研究单位的数百“革命”群众不分日夜地“向科学进军”。就是这个阶段出现了科研资源的极大浪费。不仅使得数百科研人员一事无成,数以百万元计的经费打了水漂,还使得合成胰岛素工作原本良好的势头遭到了遏制。

卡佐亚尼斯和查恩只是美、德两国比较普通的科学家,不曾得到国家的特别







































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