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极简新药发现史 [:1700552676]
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切除术、结扎术与胰岛素的发现
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德国病理研究所的医学生保罗·朗格汉斯（Paul Langerhans，1847—1888）于1868年在显微镜下观察氯化金染色后的皮肤细胞，发现了不成熟的树突状细胞，后来以他的名字命名为朗格汉斯（Langerhans）细胞。第二年，他在研究胰腺细胞时，发现大量的胰岛细胞聚在一起，与周围分开形成岛状，后来称为朗格汉斯（Langerhans）岛。但当时大家都不明白这些细胞有什么功能。
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在参与巴比妥药物的发现之前，德国医学家约瑟夫·冯·梅灵（Joseph von Mering）对胰腺很感兴趣，希望了解这一器官的功能。1889年，他正在斯特拉斯堡大学，于是与同事德国医学家奥斯卡·闵可夫斯基［Oskar Minkowski，1858—1931，是数学家赫尔曼·闵可夫斯基（Hermann Minkowski，1864—1909）的哥哥］合作。两人为了研究人体胰腺的功能，闵可夫斯基动手将一只狗的胰腺切除掉，然后观察狗的变化。实验管理员发现，实验场上一摊狗尿布满了苍蝇，而旁边的一摊狗尿却一只苍蝇也没有。敏锐的科学思维使他们意识到这两摊狗尿的成分一定不同。经过分析，发现那条被切去胰腺的狗尿中含有大量的糖分。这说明糖尿病与胰腺之间有某种关系。通过胰腺切除术，科学家明白了胰腺的作用。
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1901年，胰岛与糖尿病之间的确切关系已经得到了证实。但要从胰岛中分离出相应的有效成分分泌物并不容易，因为胰腺分泌的胰液中的许多酶会破坏这种分泌物。第一个分离胰岛素的是罗马尼亚生理学教授尼古拉·保列斯库（Nicolae Paulescu，1869—1931）。他在1916年成功分离胰岛素，但工作被第一次世界大战打乱，他于战后1921年发表了相关文章。被“一战”打乱相关胰岛素工作的还有其他科学家，否则很难说谁会最快把胰岛素推向市场。
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1920年10月，加拿大一个小镇上的医生弗里德里克·班廷（Frederick Banting，1891—1941），在参加完第一次世界大战后，看到梅灵和闵可夫斯基关于胰腺与糖尿病关系的论文，想要把胰岛的分泌物提取出来。他想到母校——多伦多大学，那里的实验室设备先进、试剂齐全。于是，便先后两次找他的老师约翰·麦克劳德（John Macleod，1876—1935）教授，请求在麦克劳德去苏格兰度假期间使用那里的实验室。
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1921年，麦克劳德教授答应将实验室借他使用一个暑假，并为他提供了10只狗和两个学生助手。因为班廷只需要一个助手，所以查尔斯·赫伯特·贝斯特（Charles Herbert Best，1899—1978）通过掷硬币选择的方式幸运地留下来。班廷分析了同行失败的原因后，设计了实验方案。为了停止胰腺外分泌部分泌酶类的工作，他把胰腺里的胰管结扎掉，然后再提取胰岛的分泌物。时间一天天过去了，可实验并没有取得进展。班廷重新审查了实验设计方案和操作方法，发现了失败的原因：胰腺里的胰管结扎不紧，造成胰腺外分泌部仍在分泌酶，从而影响了提取工作。
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1921年7月27日，班廷重新又做了一次实验。他们结扎了几只狗的胰管，待7天后，这些狗的胰腺都萎缩了，并且失去了消化器官的功能，然而胰岛在外观上仍是完好的。他们从这些胰腺中分离出一种液体，注射给因切除胰腺而患糖尿病的狗，结果此提取物很快缓解了那只狗的糖尿病症状。胰管结扎术使胰岛素提取成功。
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麦克劳德教授度假回来后，了解到他们的结果，但心存疑虑。当班廷重新为麦克劳德教授做了一次演示性的实验后，教授信服了，并表示要帮助班廷将实验进一步开展下去。他还为班廷提取的这个物质起名胰岛素（insulin）。而班廷也要求麦克劳德教授给自己和贝斯特发工资。
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但班廷和贝斯特对胰岛素进行提取的工作进展很慢。擅长生物化学的詹姆斯·科利普（James Collip，1892—1965）刚好从美国作为交流学者在多伦多大学生理系工作。于是麦克劳德教授邀请他参加改进提取、纯化岛素的工作，他们用乙醇提取法终于得到较纯的胰岛素。1922年利用胰岛素进行第一例临床试验，获得成功。班廷、贝斯特和科利普申请了专利，并以1美元的价格转让给了多伦多大学。
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康诺特实验室（Connaught Laboratories）生产的胰岛素。英文标示为50单位，每次10单位
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引自：http://www.tudiabetes.org/forum/uploads/default/original/3X/5/6/56a76c048ac6335a2ef34bbb38a2281107bc199c.jpg
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在口才较好的麦克劳德教授的宣传下，他们提取胰岛素的实验得到医学界承认。不过，他们希望在多伦多大学下属的康诺特实验室（Connaught Laboratories）进行大规模生产。康诺特实验室是由卫生系教授约翰·杰拉尔德·菲茨杰拉德（John Gerald FitzGerald，1882—1940）创办于1917年。在此之前，他和妻子一起买马，生产马血清抗白喉毒素，后来把实验室捐献给了多伦多大学。因为这一实验室主要做公益性工作，所以发展一般，对胰岛素大生产显得力不从心。于是礼来公司参与进来，大大提高了胰岛素的产量和质量。
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为了避免一家独大的情况，多伦多大学把胰岛素生产权授予多家企业，包括丹麦专门为此成立的诺和诺德公司。从此，大量上市的胰岛素使糖尿病成为一种可控疾病。
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1923年班廷和麦克劳德获得诺贝尔生理学或医学奖，这是加拿大人首次获得诺贝尔奖。当时，班廷准备放弃诺贝尔奖，因为奖金给了麦克劳德教授一份，而没给贝斯特，他认为贝斯特的工作被忽略了。经过劝说，当时32岁的班廷接受了奖金，然后把自己的奖金分给贝斯特一半。而麦克劳德也把奖金分给了科利普一半。因为班廷和麦克劳德之间的误会，麦克劳德无心继续在多伦多工作，他于1928年离开了加拿大。而贝斯特接替麦克劳德教授，成为多伦多大学生理学系教授，他成立了肝素研究团队，开发了肝素这种抗凝生物药。
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极简新药发现史 [:1700552677]
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从科研助手到领军人物：贝斯特在肝素发现中独当一面
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1913年，德裔美国外科医生里夏德·勒威森（Richard Lewisohn，1875—1961）在美国芒特西奈医院（Mount Sinai Hospital）发明了一种新的抗凝血方法，他在血中加入柠檬酸物质，使得血液凝结时间延长，从而可以实施体外输血。他用这种方法，把自己的血输给患者，这是历史上第一次体外输血。
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1916年，约翰·霍普金斯（Johns Hopkins）大学的二年级学生杰伊·麦克莱恩（Jay McLean）在教授威廉·亨利·豪厄尔（William Henry Howell，1860—1945）指导下研究抗凝血机制。他从狗的肝脏组织中提取了一种脂溶性的膦脂，而这种膦脂加入血液中，可以延长凝血时间，具有抗凝血效果。1918年，豪厄尔把它称为肝素（heparin，肝脏的希腊文是hepar）。1920年后，麦克莱恩转做外科医生，但仍与豪厄尔合作抗凝剂的研究。豪厄尔又发现了一种水溶性的多糖类物质，也具有抗凝作用，他把这种物质也命名为肝素（heparin）。现在的肝素指多糖类的生物大分子物质。豪厄尔在很长一段时间研究肝素的临床应用，但他的产品因为纯度不够、副作用大，效果不明显。但仍然引起了一些药企和科学工作者的注意。
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1928年，因为与班廷不和，麦克劳德教授伤心地离开加拿大，接任多伦多大学生理系教授的正是查尔斯·赫伯特·贝斯特（Charles Herbert Best）。他当时还兼任了另一个职务：加拿大多伦多大学的康诺特医学研究实验室（Connaught Medical Research Laboratories）副主任。1929年，瑞典科学家埃里克·约尔佩斯（Erik Jorpes，1894—1973，发现胰岛素重结晶后可降低不良反应）拜访了贝斯特，并参观胰岛素生产线。他向贝斯特建议开发肝素。
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在开发过胰岛素后，贝斯特也希望找到一种新的生物活性物质开发成药品。因为肝素有抗凝作用，但其生产工艺尚未建立，难以大生产，所以只能做科研用。同时，相应的动物实验资料不全，临床试验也未开展。贝斯特希望优化肝素生产工艺，得到纯化肝素并进行临床试验，争取能把它作为抗凝血药品推向市场。
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于是他邀请有机化学家阿瑟·F.查尔斯（Arthur F. Charles，1905—1972）、多伦多全科医院外科医师戈登·默里（Gordon Murray，1896—1976）和参加过胰岛素工作的大卫·A.斯科特（David A. Scott）加入自己的肝素研究团队。
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他们首先开发从牛肝中提取肝素的工艺，不过当年食品涨价，牛肝的成本升高，他们又转向尝试从牛肺和牛肠中提取肝素。这一工艺首先让原材料腐败，然后再进行提取，以提高产量。1933年，工艺成功了，他们得到了结晶的肝素，并把它制作成盐溶液，用来做动物实验。又经过两年的优化，于1935年发布了肝素钠盐的工艺标准。同年，临床试验开始，证明了它的安全有效[6]。1937年，肝素正式上市。
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而埃里克·约尔佩斯也一直关注着肝素的生产情况。1936年，约尔佩斯在研究了肝素的结构后，发表了相应的结果，随后还发现肝素在肝脏、肺脏、肥大细胞中都存在。1937年，瑞典维切姆制药公司（Vitrum AB）也把肝素推向市场，静脉注射使用。直到现在，肝素都在临床大量使用，不过，肝素的来源多为半合成。
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