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　　蛋白質(zhì)研究一直被喻為破解生命之謎的關(guān)節點(diǎn)，人們如能解決人工合成蛋白質(zhì)的問(wèn)題，不僅對深入了解生命現象與活動(dòng)規律有重大意義，還可以為人類(lèi)的生產(chǎn)實(shí)踐開(kāi)辟新天地。正是基于這樣的理念，44年前，我國科學(xué)家在落后的科研條件下，靠著(zhù)智慧、協(xié)作和奉獻的開(kāi)拓精神，在人工合成牛胰島素方面為世界科技寫(xiě)下了濃墨重彩的一筆。44年后，具有非�！坝H緣關(guān)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(huì )和經(jīng)濟效益。

　　2008年10月23日，經(jīng)過(guò)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(xiàn)二期擴建工程，實(shí)現一次試車(chē)成功并通過(guò)國家GMP認證。這不僅標志著(zhù)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(shí)也標志著(zhù)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(lǐng)域就已取得了驕人的成績(jì)。

　　歷史的告白：從零開(kāi)始描繪的藍圖

　　小心翼翼地打開(kāi)相冊，北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)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(guān)于照片的背景，一邊感懷著(zhù)那一場(chǎng)并未走遠的記憶。

　　在上世紀60年代中期上海有機所的一個(gè)實(shí)驗室里，北大青年教師葉蘊華和她的同事們正在進(jìn)行一個(gè)有趣的實(shí)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，觀(guān)察它能否出現預期中的驚厥反應�！疤�了！跳了！小白鼠真的跳了！”看著(zhù)小白鼠的反應，所有在場(chǎng)的研究人員都抑制不住內心的激動(dòng)，無(wú)數次艱難嘗試的努力這一刻都化作了初戰告捷后的喜悅。

　　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(wú)數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(guān)節點(diǎn)。上世紀50年代，蛋白質(zhì)是世界生物化學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。1958年，英國生物化學(xué)家桑格因為破譯出由17種51個(gè)氨基酸組成的兩條多肽鏈牛胰島素的全部結構而榮獲該年度的諾貝爾化學(xué)獎。這是人類(lèi)第一次清楚一種重要蛋白質(zhì)分子的全部結構。

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

　　“當時(shí)有許多科學(xué)家認為，蛋白質(zhì)與核酸兩類(lèi)生物大分子體現生命的物質(zhì)基礎，蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔者，它調節生長(cháng)、發(fā)育、繁殖代謝和行為等生命過(guò)程。人們如能解決人工合成的問(wèn)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象與活動(dòng)規律有重大意義，還可以為人類(lèi)的生產(chǎn)實(shí)踐開(kāi)辟出新的天地，在生命科學(xué)研究的漫長(cháng)道路上樹(shù)立一塊重要的里程碑�！辈稍L(fǎng)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(gè)重要的研究人員，中國科學(xué)院上海生物化學(xué)研究所研究員、中國科學(xué)院院士龔岳亭這樣告訴記者。

　　從1958年開(kāi)始，中國科學(xué)院上海生物化學(xué)研究所、中國科學(xué)院上海有機化學(xué)研究所和北京大學(xué)化學(xué)系三個(gè)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(gè)協(xié)作組，在前人對胰島素結構和肽鏈合成方法研究的基礎上，開(kāi)始探索用化學(xué)方法合成胰島素。而當時(shí)作為北京大學(xué)化學(xué)系的一名學(xué)生，葉蘊華有幸加入了這個(gè)研究隊伍。

　　盡管在當時(shí)，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構已被闡明，但作為一種蛋白質(zhì)分子，它有特殊的空間構象，一旦特定構象遭到破壞，蛋白質(zhì)就會(huì )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象的生物活性分子，形成同樣的結晶，表現相同的活力。這在當時(shí)是一項難度很高的基礎研究課題�！饼徳劳ぴ菏空f(shuō)。

　　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”�！拔覀儑�家當時(shí)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)——氨基酸國內都沒(méi)有�！比缃褚咽潜贝蟛┦可鷮�師的葉蘊華教授很是感慨，“當時(shí)國內只有一兩位科研人員具有初步合成僅含9個(gè)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(shù)都不完整，更別提氨基酸自動(dòng)分析儀了�！�

　　七年攻堅：從無(wú)到有的協(xié)作開(kāi)拓

　　困難并沒(méi)有把這樣一群立志在中國最早合成蛋白質(zhì)的科學(xué)家嚇倒。經(jīng)過(guò)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鏈相結合。

　　研究的程序雖然確立了，但隨之而來(lái)的困難卻不小。經(jīng)過(guò)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(guò)科學(xué)論證，生化所采取“全面準備，多路探索，上下并舉，重點(diǎn)突破”的方針，制定出五路進(jìn)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(xué)合成為主力，同時(shí)建立與改善肽的分離、純化與分析技術(shù)，并探索肽的激活(磷酸化)與酶促轉肽等生化途徑。

　　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(guān)人員，在較短時(shí)間內結束了國內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(jìn)行，并創(chuàng )辦了生化所東風(fēng)廠(chǎng)，供應全國包括氨基酸在內的生化試劑。

　　葉蘊華教授說(shuō)：“正是由于這項研究促成了東風(fēng)廠(chǎng)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(jìn)度，北大化學(xué)系的領(lǐng)導讓本該1960年7月才畢業(yè)的葉蘊華和其他十余個(gè)同學(xué)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(shí)結束。全國經(jīng)濟形勢好轉一些以后，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(xué)學(xué)術(shù)會(huì )議。在這個(gè)會(huì )議上，北大化學(xué)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，結果發(fā)現對方還在繼續研究這一課題。于是，在國家科委領(lǐng)導撮合下，北京大學(xué)化學(xué)系考慮再次和上海有機所合作。

　　葉蘊華回憶說(shuō)：“當時(shí)因為考慮到上海和北京之間還是有一定的距離，合作起來(lái)不是很方便，所以就決定讓我們北大這邊幾個(gè)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(xué)系的陸德培、李崇熙、施溥濤、季愛(ài)雪和葉蘊華等五位教師開(kāi)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(kāi)

　　在上海的日子是枯燥而辛苦的�！暗搅松虾Ｒ院鬀](méi)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(lái)說(shuō)不算什么，最難受的是看不到工作的進(jìn)展。

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

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

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

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

　　“人工合成胰島素是科學(xué)上的又一次飛躍，它標志著(zhù)人工合成蛋白質(zhì)時(shí)代的開(kāi)始，是生命科學(xué)發(fā)展史上的一個(gè)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(shí)驗強有力地證明：只要氨基酸排列正確，在很大程度上會(huì )自然形成α螺旋、β轉角等結構以及盤(pán)曲折疊成具有生物活力的蛋白質(zhì)。也就是說(shuō)，蛋白質(zhì)的一級結構在很大程度上可以決定其特定的空間結構，這一研究發(fā)現具有深遠意義�！�

　　1965年11月，這一重要科學(xué)研究成果首先以簡(jiǎn)報形式發(fā)表在《中國科學(xué)》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晶胰島素”，引起了世界的極大轟動(dòng)。

　　盡管有人認為人工合成胰島素在今天看來(lái)沒(méi)有太多的現實(shí)意義，但通過(guò)胰島素的人工合成工作，我國整個(gè)多肽領(lǐng)域都被帶動(dòng)發(fā)展了起來(lái)。與人工合成結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(guān)系”的基因重組人胰島素被賦予的則是更多的社會(huì )和經(jīng)濟效益。

　　自主創(chuàng )新：讓人胰島素依賴(lài)進(jìn)口的歷史結束

　　資料顯示，我國已有3000萬(wàn)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，人胰島素因其結構和純度有著(zhù)比動(dòng)物胰島素更確切的療效，成為糖尿病人的首選。而過(guò)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(lài)進(jìn)口。

　　為了改變臨床上使用動(dòng)物胰島素和進(jìn)口人胰島素的狀況，通化東寶藥業(yè)的技術(shù)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(kāi)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(gè)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(cháng)李一奎說(shuō)：“這個(gè)產(chǎn)品是治療糖尿病的特效藥，當時(shí)我國沒(méi)有，一直要從國外進(jìn)口，如果我們自己開(kāi)發(fā)不出來(lái)就會(huì )一直受制于人�！�

　　而生物專(zhuān)業(yè)出身的李一奎，一直想在這一領(lǐng)域做出點(diǎn)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(kāi)始進(jìn)行基因重組人胰島素的研發(fā)，到1998年研制成功第一個(gè)基因重組人胰島素產(chǎn)品，再到如今的大規模產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，通化東寶藥業(yè)走過(guò)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(qián)，他把創(chuàng )業(yè)頭些年掙的錢(qián)基本都投到這里了。用他的話(huà)說(shuō)“這一產(chǎn)品是頂著(zhù)壓力做起來(lái)的”。在他看來(lái)，“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(lái)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，不僅結束了我國基因重組人胰島素完全依賴(lài)進(jìn)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(shí)現出口創(chuàng )匯近4000萬(wàn)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(gè)國家進(jìn)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(lái)越顯著(zhù)的社會(huì )及經(jīng)濟效益。

　　相關(guān)鏈接 何為胰島素

　　在人體十二指腸旁邊，有一條叫做胰的長(cháng)形器官。在胰腺中散布著(zhù)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。胰島素是機體內唯一降低血糖的激素，也是唯一同時(shí)促進(jìn)糖原、脂肪、蛋白質(zhì)合成的激素。

　　對生長(cháng)來(lái)說(shuō)，胰島素也是不可缺少的激素之一。胰島素一方面促進(jìn)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(cháng)。

　　體內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(jìn)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(jìn)餐后胃腸道激素增加，可促進(jìn)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(shí)促進(jìn)胰島素分泌；交感神經(jīng)興奮時(shí)則抑制胰島素分泌。

　　不同種族動(dòng)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(lái)源不同，胰島素可以分為：1. 動(dòng)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(gè)氨基酸不同，牛胰島素中有3個(gè)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(shù)，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(gè)時(shí)代的特點(diǎn)

　　1964年初，北京大學(xué)化學(xué)系的陸德培、李崇熙、施溥濤、季愛(ài)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(shí)，我剛結婚不久，而季愛(ài)雪的孩子也只1歲多，都不舍得離開(kāi)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(kāi)呢？但當時(shí)領(lǐng)導提出讓我們幾個(gè)去上海做實(shí)驗時(shí)，誰(shuí)都沒(méi)有找借口說(shuō)不去。那個(gè)時(shí)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(gè)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幾天沒(méi)有休息，測熔點(diǎn)時(shí)打瞌睡，把頭發(fā)也給燒了。

　　不僅是我們這樣，當時(shí)整個(gè)社會(huì )風(fēng)氣都是這樣。協(xié)作和奉獻是我們那個(gè)時(shí)代的特點(diǎn)。如果沒(méi)有協(xié)作和奉獻精神，人工合成胰島素在當時(shí)的條件下可能只是南柯一夢(mèng)。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(gè)項目研究中的一員。

　　當時(shí)在上海搞研究時(shí)有一件趣事。那時(shí)A鏈已經(jīng)人工合成完成了，拿來(lái)跟B鏈接合。合了一次不行，結果證明沒(méi)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(wèn)題，叫他們把B鏈搞好了再拿來(lái)合�？缮�化所的人不服氣，堅持認為B鏈沒(méi)問(wèn)題。汪猷怕浪費不多的A鏈材料，不肯繼續往下做，雙方就這么耗著(zhù)。那時(shí)學(xué)校剛好放暑假了。李崇熙家在北京，我也在北京成了家，季愛(ài)雪也想念在北京的孩子，都想回家去。于是我們說(shuō)，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(shuō)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(lái)由協(xié)作組出面跟汪猷說(shuō)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(diǎn)點(diǎn)A鏈的材料。這一次拿來(lái)一試，居然行了，有活力了。于是大家干勁又來(lái)了，就再加大量接著(zhù)往下做了。(講述人：北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院博士生導師葉蘊華)

　　記者手記

　　輾轉聯(lián)系上了上海生物化學(xué)研究所的龔岳亭院士。電話(huà)接通的那一刻，我有些躊躇，擔心采訪(fǎng)會(huì )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(yǔ)氣慈祥而和藹，采訪(fǎng)也變得放松起來(lái)。

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

　　讓我沒(méi)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(xué)院上海生物化學(xué)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(wú)法從郵件傳送，就專(zhuān)門(mén)刻錄成光盤(pán)托人轉交到我手中。握著(zhù)這張珍貴的光盤(pán)資料，我很感動(dòng)。(羅朝淑)