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　　蛋白質(zhì)研究一直被喻為破解生命之謎的關節(jié)點，人們?nèi)缒芙鉀Q人工合成蛋白質(zhì)的問題，不僅對深入了解生命現(xiàn)象與活動規(guī)律有重大意義，還可以為人類的生產(chǎn)實踐開辟新天地。正是基于這樣的理念，44年前，我國科學家在落后的科研條件下，靠著智慧、協(xié)作和奉獻的開拓精神，在人工合成牛胰島素方面為世界科技寫下了濃墨重彩的一筆。44年后，具有非常“親緣關系”的基因重組人胰島素在我國研制成功則被賦予了更多的社會和經(jīng)濟效益。

　　2008年10月23日，經(jīng)過6年建設、累計投資7億元、年產(chǎn)3000公斤的通化東寶藥業(yè)重組人胰島素凍干粉生產(chǎn)線二期擴建工程，實現(xiàn)一次試車成功并通過國家GMP認證。這不僅標志著通化東寶藥業(yè)已成為亞洲最大的基因重組人胰島素生產(chǎn)基地，同時也標志著我國成為了世界上三大重組人胰島素生產(chǎn)基地之一。

　　相對于基因重組人胰島素，早在44年前，我國在人工合成牛胰島素領域就已取得了驕人的成績。

　　歷史的告白：從零開始描繪的藍圖

　　小心翼翼地打開相冊，北京大學化學與分子工程學院葉蘊華教授輕輕為記者取出一張張保存完好的老黑白照片，一邊告訴記者關于照片的背景，一邊感懷著那一場并未走遠的記憶。

　　在上世紀60年代中期上海有機所的一個實驗室里，北大青年教師葉蘊華和她的同事們正在進行一個有趣的實驗：為了測試人工合成的牛胰島素是否具有生物活性，她們將其注入小鼠體內(nèi)，觀察它能否出現(xiàn)預期中的驚厥反應�！疤�了！跳了！小白鼠真的跳了！”看著小白鼠的反應，所有在場的研究人員都抑制不住內(nèi)心的激動，無數(shù)次艱難嘗試的努力這一刻都化作了初戰(zhàn)告捷后的喜悅。

　　作為人工合成牛胰島素課題組的研究人員之一，葉蘊華忘不了之前無數(shù)研究者所為之付出的努力。

　　蛋白質(zhì)研究一直被喻為破解生命之謎的關節(jié)點。上世紀50年代，蛋白質(zhì)是世界生物化學領域研究的熱點。1958年，英國生物化學家桑格因為破譯出由17種51個氨基酸組成的兩條多肽鏈牛胰島素的全部結(jié)構(gòu)而榮獲該年度的諾貝爾化學獎。這是人類第一次清楚一種重要蛋白質(zhì)分子的全部結(jié)構(gòu)。

　　既然牛胰島素的全部結(jié)構(gòu)已經(jīng)清楚，那么能不能用化學方法合成它呢？我國科學家看到了新的研究方向。

　　“當時有許多科學家認為，蛋白質(zhì)與核酸兩類生物大分子體現(xiàn)生命的物質(zhì)基礎，蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者，它調(diào)節(jié)生長、發(fā)育、繁殖代謝和行為等生命過程。人們?nèi)缒芙鉀Q人工合成的問題，乃至創(chuàng)造出不存于自然界的蛋白質(zhì)‘變種’，不僅對深入了解生命現(xiàn)象與活動規(guī)律有重大意義，還可以為人類的生產(chǎn)實踐開辟出新的天地，在生命科學研究的漫長道路上樹立一塊重要的里程碑�！辈稍L中談及人工合成牛胰島素項目的提出背景和意義，作為該項目一個重要的研究人員，中國科學院上海生物化學研究所研究員、中國科學院院士龔岳亭這樣告訴記者。

　　從1958年開始，中國科學院上海生物化學研究所、中國科學院上海有機化學研究所和北京大學化學系三個單位聯(lián)合，以鈕經(jīng)義為首，由龔岳亭、鄒承魯、邢其毅、汪猷等人共同組成一個協(xié)作組，在前人對胰島素結(jié)構(gòu)和肽鏈合成方法研究的基礎上，開始探索用化學方法合成胰島素。而當時作為北京大學化學系的一名學生，葉蘊華有幸加入了這個研究隊伍。

　　盡管在當時，胰島素作為世界上最小的蛋白質(zhì)分子，其氨基酸排列順序的全部結(jié)構(gòu)已被闡明，但作為一種蛋白質(zhì)分子，它有特殊的空間構(gòu)象，一旦特定構(gòu)象遭到破壞，蛋白質(zhì)就會變性，并隨之喪失生物活性。

　　“因此人工合成胰島素不僅要完成氨基酸的正確排序，還要求正確排序后的肽鏈能夠自然地折疊卷曲成與天然胰島素同樣構(gòu)象的生物活性分子，形成同樣的結(jié)晶，表現(xiàn)相同的活力。這在當時是一項難度很高的基礎研究課題�！饼徳劳ぴ菏空f。

　　相對于這項課題的“高難度”，研究小組的物質(zhì)、人才和裝備卻顯得“低水平”。“我們國家當時在科研的物質(zhì)、人才和設備方面都相當落后，連合成蛋白質(zhì)最基本的物質(zhì)——氨基酸國內(nèi)都沒有�！比缃褚咽潜贝蟛┦可鷮�師的葉蘊華教授很是感慨，“當時國內(nèi)只有一兩位科研人員具有初步合成僅含9個氨基酸的催產(chǎn)素經(jīng)驗，而其他方面連一整套蛋白質(zhì)、多肽純化和分析的技術都不完整，更別提氨基酸自動分析儀了。”

　　七年攻堅：從無到有的協(xié)作開拓

　　困難并沒有把這樣一群立志在中國最早合成蛋白質(zhì)的科學家嚇倒。經(jīng)過周密研究，他們確立了合成牛胰島素的程序。第一步，先把天然胰島素拆成A、B兩條鏈，再把它們重新合成為胰島素；第二步，用人工合成的B鏈同天然的A鏈相連接；第三步，把人工合成的A鏈與人工合成的B鏈相結(jié)合。

　　研究的程序雖然確立了，但隨之而來的困難卻不小。經(jīng)過還原、分離純化之后的胰島素A鏈和B鏈是否能重新組合形成天然的胰島素分子？此前世界上其他國家的同行都認為這條路行不通。

　　經(jīng)過科學論證，生化所采取“全面準備，多路探索，上下并舉，重點突破”的方針，制定出五路進軍的具體措施。以天然胰島素的二硫鍵拆合和氨基酸生產(chǎn)為先行，多肽化學合成為主力，同時建立與改善肽的分離、純化與分析技術，并探索肽的激活(磷酸化)與酶促轉(zhuǎn)肽等生化途徑。

　　1959年初，生化所由鈕經(jīng)義、沈昭義、龔岳亭幾位科研骨干組織有關人員，在較短時間內(nèi)結(jié)束了國內(nèi)不能自制整套氨基酸的歷史，保證了胰島素合成工作的順利進行，并創(chuàng)辦了生化所東風廠，供應全國包括氨基酸在內(nèi)的生化試劑。

　　葉蘊華教授說：“正是由于這項研究促成了東風廠的創(chuàng)辦，這為我國以后的生化研究奠定了良好的物質(zhì)基礎�！�

　　為了加快胰島素工作的進度，北大化學系的領導讓本該1960年7月才畢業(yè)的葉蘊華和其他十余個同學在4月份提前畢業(yè)。

　　但由于全國經(jīng)濟形勢的原因，1960年底至1963年8月，胰島素合成工作處于低谷，院所之間的合作也暫時結(jié)束。全國經(jīng)濟形勢好轉(zhuǎn)一些以后，1963年8月中科院在青島舉行了一次全國性的天然有機化學學術會議。在這個會議上，北大化學系的代表和上海有機所、生化所的代表各自匯報了自己在胰島素合成方面的研究成果，結(jié)果發(fā)現(xiàn)對方還在繼續(xù)研究這一課題。于是，在國家科委領導撮合下，北京大學化學系考慮再次和上海有機所合作。

　　葉蘊華回憶說：“當時因為考慮到上海和北京之間還是有一定的距離，合作起來不是很方便，所以就決定讓我們北大這邊幾個青年教師直接去上海，跟他們生化所的人一起搞研究�！�

　　于是，1964年初，北大化學系的陸德培、李崇熙、施溥濤、季愛雪和葉蘊華等五位教師開赴有機所，和有機所的研究小組一道工作。

　　合成成功：生命的奧秘已然打開

　　在上海的日子是枯燥而辛苦的�！暗搅松虾Ｒ院鬀]有周六、周日，每天都在夜以繼日的工作�！钡�這樣的辛苦對葉蘊華和她的同事們來說不算什么，最難受的是看不到工作的進展。

　　“人工合成(牛)胰島素，最關鍵的就是合成路線的制定。但是由于當時的技術所限，加上國際上也沒有成功的先例，完全要靠自己摸索，所以合成的過程中遇到了很多問題�！睂Ξ斈甑那樾�，葉蘊華記憶猶新。

　　不過，問題只是暫時的。經(jīng)過大家的努力和協(xié)作，困難還是迎刃而解了。1965年9月17日，研究小組完成了結(jié)晶牛胰島素的全合成。經(jīng)過嚴格鑒定，它的結(jié)構(gòu)、生物活力、物理化學性質(zhì)、結(jié)晶形狀都和天然的牛胰島素完全一樣。

　　“這是世界上第一個人工合成的蛋白質(zhì)，為人類認識生命、揭開生命奧秘邁出了可喜的一大步�！比~蘊華的語氣中透露出一種難以遮掩的自豪。

　　龔岳亭院士說：“由于蛋白質(zhì)和核酸兩類生物大分子在生命現(xiàn)象中所起的主導作用，人工合成了第一個具有生物活力的蛋白質(zhì)便突破了一般有機化合物領域到信息量集中的生物大分子領域之間的界限，在人類認識生命現(xiàn)象的漫長過程中邁進了重要的一步�！�

　　“人工合成胰島素是科學上的又一次飛躍，它標志著人工合成蛋白質(zhì)時代的開始，是生命科學發(fā)展史上的一個重要的里程碑。胰島素全合成工作第一次有效地完成了由兩條肽鏈組合成硫硫鍵正確配對的蛋白質(zhì)。這一實驗強有力地證明：只要氨基酸排列正確，在很大程度上會自然形成α螺旋、β轉(zhuǎn)角等結(jié)構(gòu)以及盤曲折疊成具有生物活力的蛋白質(zhì)。也就是說，蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)在很大程度上可以決定其特定的空間結(jié)構(gòu)，這一研究發(fā)現(xiàn)具有深遠意義�！�

　　1965年11月，這一重要科學研究成果首先以簡報形式發(fā)表在《中國科學》雜志上，并于1966年4月全文發(fā)表。1966年12月27日，毛主席73歲生日的第二天，《人民日報》發(fā)表社論，宣布“我國在世界上第一次人工合成結(jié)晶胰島素”，引起了世界的極大轟動。

　　盡管有人認為人工合成胰島素在今天看來沒有太多的現(xiàn)實意義，但通過胰島素的人工合成工作，我國整個多肽領域都被帶動發(fā)展了起來。與人工合成結(jié)晶牛胰島素所承載的歷史意義相比，44年后，具有非�！坝H緣關系”的基因重組人胰島素被賦予的則是更多的社會和經(jīng)濟效益。

　　自主創(chuàng)新：讓人胰島素依賴進口的歷史結(jié)束

　　資料顯示，我國已有3000萬以上的糖尿病患者，而且正以每年10%的速度增加。作為治療糖尿病最重要的藥物之一，人胰島素因其結(jié)構(gòu)和純度有著比動物胰島素更確切的療效，成為糖尿病人的首選。而過去，世界上只有美國和丹麥可以生產(chǎn)人胰島素，我國則一直依賴進口。

　　為了改變臨床上使用動物胰島素和進口人胰島素的狀況，通化東寶藥業(yè)的技術人員應用90年代最新的分子伴侶理論，歷經(jīng)三年的努力，于1998年成功研制、開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權的基因重組人胰島素，使我國成為世界上第三個能夠生產(chǎn)基因重組人胰島素的國家。

　　提及當初研發(fā)人胰島素的緣由，通化東寶集團董事長李一奎說：“這個產(chǎn)品是治療糖尿病的特效藥，當時我國沒有，一直要從國外進口，如果我們自己開發(fā)不出來就會一直受制于人。”

　　而生物專業(yè)出身的李一奎，一直想在這一領域做出點新產(chǎn)品，于是不愿“受制于人”的他最后選擇了做基因重組人胰島素。

　　從1995年開始進行基因重組人胰島素的研發(fā)，到1998年研制成功第一個基因重組人胰島素產(chǎn)品，再到如今的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，通化東寶藥業(yè)走過了艱難的歷程。

　　為了把基因重組人胰島素研制成功，李一奎為此燒了12年的錢，他把創(chuàng)業(yè)頭些年掙的錢基本都投到這里了。用他的話說“這一產(chǎn)品是頂著壓力做起來的”。在他看來，“搞自主創(chuàng)新，必須耐得住寂寞�！�

　　而自主創(chuàng)新為“耐得住寂寞”的李一奎帶來了豐厚的回報：自1998年研制出我國第一支基因重組人胰島素制劑，不僅結(jié)束了我國基因重組人胰島素完全依賴進口的歷史，而且產(chǎn)品還大量出口國外。如今，東寶藥業(yè)的基因重組人胰島素的品種和劑型，在世界上都是最齊全的，令外國同行刮目相看。

　　從 2001年至今，通化東寶人胰島素凍干粉和制劑實現(xiàn)出口創(chuàng)匯近4000萬美元，其基因重組人胰島素系列產(chǎn)品已在俄羅斯、波蘭、墨西哥、巴西、烏克蘭等20多個國家進行了注冊認證。我國基因重組人胰島素的研制成功，已經(jīng)創(chuàng)造出了越來越顯著的社會及經(jīng)濟效益。

　　相關鏈接 何為胰島素

　　在人體十二指腸旁邊，有一條叫做胰的長形器官。在胰腺中散布著許許多多的細胞群，叫做胰島。胰島素就是由胰島β細胞受內(nèi)源性或外源性物質(zhì)如葡萄糖、乳糖、胰高血糖素等的刺激而分泌的一種蛋白質(zhì)激素。胰島素是機體內(nèi)唯一降低血糖的激素，也是唯一同時促進糖原、脂肪、蛋白質(zhì)合成的激素。

　　對生長來說，胰島素也是不可缺少的激素之一。胰島素一方面促進細胞對氨基酸的攝取和蛋白質(zhì)的合成，一方面抑制蛋白質(zhì)的分解，因而有利于生長。

　　體內(nèi)胰島素的生物合成速度主要受以下因素影響：1.血漿葡萄糖濃度,這是影響胰島素分泌的最重要因素。血漿葡萄糖濃度升高,胰島素分泌也增強。2.進食含蛋白質(zhì)較多的食物后，血液中氨基酸濃度升高，胰島素分泌也增加。3.進餐后胃腸道激素增加，可促進胰島素分泌。4.神經(jīng)功能狀態(tài)可影響胰島素分泌。迷走神經(jīng)興奮時促進胰島素分泌；交感神經(jīng)興奮時則抑制胰島素分泌。

　　不同種族動物(人、牛、羊、豬等)的胰島素功能大體相同，但成分稍有差異。按來源不同，胰島素可以分為：1. 動物胰島素。從豬和牛的胰腺中提取，兩者藥效相同，但與人胰島素相比，豬胰島素中有1個氨基酸不同，牛胰島素中有3個氨基酸不同，因而易產(chǎn)生抗體。2. 半合成人胰島素。將豬胰島素第30位丙氨酸，置換成與人胰島素相同的蘇氨酸，即為半合成人胰島素。3. 生物合成人胰島素。利用生物工程技術，獲得的高純度的生物合成人胰島素，其氨基酸排列順序及生物活性與人體本身的胰島素完全相同。

　　講述 協(xié)作和奉獻是那個時代的特點

　　1964年初，北京大學化學系的陸德培、李崇熙、施溥濤、季愛雪和我五位教師奔赴上海有機所，和有機所的研究小組一道工作。

　　那時，我剛結(jié)婚不久，而季愛雪的孩子也只1歲多，都不舍得離開自己的家人和孩子呢。

　　我們又何嘗希望跟自己的家人和孩子分開呢？但當時領導提出讓我們幾個去上海做實驗時，誰都沒有找借口說不去。那個時候的人真的特別講奉獻，只要工作需要，把自己的小家丟一邊就去了。

　　為了讓我國成為世界上第一個人工合成胰島素的國家，大家夜以繼日的工作。有一位老師因為連續(xù)幾天沒有休息，測熔點時打瞌睡，把頭發(fā)也給燒了。

　　不僅是我們這樣，當時整個社會風氣都是這樣。協(xié)作和奉獻是我們那個時代的特點。如果沒有協(xié)作和奉獻精神，人工合成胰島素在當時的條件下可能只是南柯一夢。胰島素人工合成的成功是靠了大家的協(xié)作和奉獻，是集體的智慧和功勞，而我只是很有幸的成為了這個項目研究中的一員。

　　當時在上海搞研究時有一件趣事。那時A鏈已經(jīng)人工合成完成了，拿來跟B鏈接合。合了一次不行，結(jié)果證明沒有活力。負責A鏈合成這邊的汪猷認為生化所的B鏈可能有問題，叫他們把B鏈搞好了再拿來合�？缮�化所的人不服氣，堅持認為B鏈沒問題。汪猷怕浪費不多的A鏈材料，不肯繼續(xù)往下做，雙方就這么耗著。那時學校剛好放暑假了。李崇熙家在北京，我也在北京成了家，季愛雪也想念在北京的孩子，都想回家去。于是我們說，既然不行，那我們回北大休息啦。走之前，負責人跟生化所打招呼，說我們就要走了。那邊一看我們要走，提出是不是再試一次？后來由協(xié)作組出面跟汪猷說希望能再試一次，如果不行，那么我們就回去了。汪猷答應再試一下，就又給了一點點A鏈的材料。這一次拿來一試，居然行了，有活力了。于是大家干勁又來了，就再加大量接著往下做了。(講述人：北京大學化學與分子工程學院博士生導師葉蘊華)

　　記者手記

　　輾轉(zhuǎn)聯(lián)系上了上海生物化學研究所的龔岳亭院士。電話接通的那一刻，我有些躊躇，擔心采訪會冒昧地打攪到龔老的安寧。然而這種不安很快就被化解了。龔老的語氣慈祥而和藹，采訪也變得放松起來。

　　已經(jīng)81歲的龔老說話久了還是顯得有些費勁�？紤]到他的身體狀況，我將采訪略去很多。龔老卻很抱歉地對我說，由于年事已高，他所回憶的內(nèi)容恐怕會不準確，他會請生化所的秦老師將他以前所寫的比較準確的內(nèi)容轉(zhuǎn)交給我。

　　讓我沒有想到的是，龔老給我的這份資料竟然是2000年5月31日中國科學院上海生物化學研究所向中國革命博物館捐贈的人工全合成牛胰島素研究工作的部分檔案。而為了給我這份資料，龔老請秦老師把全部檔案匯編掃描成電子文件，由于文件太大無法從郵件傳送，就專門刻錄成光盤托人轉(zhuǎn)交到我手中。握著這張珍貴的光盤資料，我很感動。(羅朝淑)