世界科学史的百年冤案(中英对照)
【本文发表于2019年英文《内分泌与代谢趋势》杂志,评论迄今广为流传的有关肾上腺素的科学史错误】
本文指出生物医学史上有三个错误与肾上腺素有关:一是误认为第一个激素是胰泌素,二是误认为化学分离纯化肾上腺素的为美国药理学家
John Abel
,三是美国坚称肾上腺素为
epinephrine
。
实际上:第一个激素是肾上腺素,因为发现活性的时间和分子得到纯化的时间都是肾上腺素先于胰泌素;分离到真正肾上腺素的是旅美日本科学家高峰让吉
(Jōkichi Takamine
,
1854-1922)
,时间为
1901
年;肾上腺素的英文正确名称为
adrenaline
,而
epinephrine
是无生物学活性的化学衍生物。
如果科学界真正公平,日本的第一项诺贝尔生理或医学奖可能就不是
2012
年,而推前一百年。日本本土和旅居西方的科学家在科学上有较多重大发现。不过,日本人还长期受美国无意忽视和有意打压。在生物学方面,早在
1901
年,日本科学家不止一次达到了相当高的程度。
高峰让吉
高峰让吉于 1901 年发现了世界上第一个激素:肾上腺素,命名为 adrenalin 。但教科书一般误认为 1902 年英国生理学家发现了第一个激素(胰泌素),而美国人坚持称肾上腺素为 epinephrine ,后两个错误遗留至今。 高峰让吉父母本希望他学医,但他喜欢上了化学,毕业于东京帝国大学应用化学系,后赴英国格拉斯哥念研究生。回日本后,他建了日本第一个化肥厂(日本人造肥料公司)( Yamashita , 2003 )。高峰让吉访问美国期间,与美国人 Caroline Field Hitch 恋爱,回日本工作后再度赴美完婚,其后妻子与他回日本。他在日本发现了一种淀粉酶( diastase , amylase ),可以降解淀粉,大大降低发酵时间(和成本)。他的岳母建议他到芝加哥将这种酶用于威士忌制造过程。高峰让吉和妻子从此定居美国。他在芝加哥不远的 Peoria 建立了“高峰发酵公司”( Takamine Ferment Company ),但遭反对,厂房被纵火焚毁,公司被解散。房漏偏逢下雨天,他自己又得了肝病,妻子以为他病得要死了,紧急住院,一住就几个月。住院期间,他意识到医院的饮食以淀粉为主,而三分之二的病人有消化不良 (dyspepsia) ,他把自己发现的酶命名为 Taka-Diastase (高峰淀粉酶),治疗消化不良很有效,他获得专利后将使用权授予 Parke-Davis 药厂,销售逾三千万美元,这是他对生物技术产业的贡献( Yamashita , 2003 )。 高峰让吉个人收入也可观,因此于 1897 年在纽约建自己的实验室。 1900 年,他请 上中啟三 ( Keizo Uenaka , 1876-1960 ) 为助手,后者的老师为东京帝大的长井长义( Nagayoshi Nagai , 1844-1929 ),长井长义的一项重要科学工作是从中药麻黄提取麻黄素( ephedrine )( Nagai , 1892 )。 肾上腺髓质活性成分的分离纯化 位于美国密西根州底特律的 Parke-Davis 药厂建议高峰让吉分离提取肾上腺所含的化学分子。顾名思义,肾上腺是位于肾脏上面的一个腺体。 1855 年,伦敦 Guy’s 医院的 Thomas Addison 医生( 1793-1860 )发现肾上腺损害后的疾病,后称为 Addison 病,人们从而感兴趣肾上腺的内涵。很快就有科学家用动物做实验,试图看切除动物的肾上腺对动物的影响,常常发现动物死亡( Schäfer , 1908 )。 George Oliver ( 1841-1915 )是一位对研究感兴趣的英国医生,在家做研究,设计实验仪器(如他自行了血压计,当时医生对血压还普遍不重视),甚至用儿子做实验动物。他曾给自己儿子吃肾上腺的提取物( Barcroft and Talbot, 1968 )。伦敦大学学院生理系教授 Edward Albert Schäfer ( 1850-1935 )是著名生理学家,除了科学优秀,包括提出“内分泌 ” 概念,还有个人特色,例如:为纪念自己的导师 William Sharpey ( 1802-1880 ), Schäfer 把长子命名为 John Sharpey Schäfer 。他儿子去世后,为了纪念老师和儿子,他把自己改名 Edward Albert Sharpey-Schäfer ,而且自己家的姓从此改成 Sharpey-Schäfer 。 1893 年, Oliver 慕名找到 Schäfer ,提出合作研究肾上腺提取物的作用( Davenport, 1991 )。 Oliver 和 Schäfer 于 1894 年发表两篇会议摘要、 1895 年发表文章,发现肾上腺提取物的作用,包括收缩血管、升高血压、加快心跳。 1895 年, Schäfer 让自己的两位同事研究了肾上腺提取物的化学特性( Moore , 1895 ; Nabarro , 1895 )。 1897 年,德国科学家 Sigmund Fränkel ( 1868-1939 ) 提取了肾上腺的物质,他取名为 spygmogenin ( Fränkel , 1897 )。 1897 年,美国霍普金斯大学药理学系 John J Abel ( 1857-1938 )从肾上腺提取到一个分子( Abel and Crawford, 1897; Abel, 1898,1899 ),他命名为 epinephrin ,分子式为 C 17 H 15 NO 4 ( Abel, 1898 )。 1900 年,在德国斯特拉斯堡大学工作的奥地利犹太科学家 Otto von Fürth ( 1867-1938 )认为 epinephrin 没有生物学活性, Fürth 把自己从肾上腺提取的分子命名为 suprarenin ,分子式为 C 5 H 9 NO 2 ( von Fürth , 1900 )。 1901 年, Abel 发表专文回复 Fürth 的质疑,辩解自己分离的分子还是有活性的,但它不是天然分子( native principle )而是衍生物,可能多了一个苯甲酰( benzoyl )( Abel , 1901 )。 1900 年,高峰让吉和 上中啟三 获得了生物活性很强、结晶纯的分子,分子式为 C 10 H 15 NO 3 。高峰的朋友 Wilson 医生建议他命名为 adrenaline 。高峰让吉于 1901 年 1 月在纽约举行的化工学会作报告,并于 1901 年在《美国药学杂志》发表其结果( Takamine , 1901 )。 1901 年 12 月高峰让吉在英国生理学会作报告,并于 1902 年发表于英国《生理学杂志》( Takamine , 1902 )。 Parke-Davis 药厂科学实验室生物部的 Thomas Aldrich 于 1900 年夏也分离了肾上腺素, 1901 年发表了论文。他认同高峰让吉当年年初在化工学会的报告, Aldrich 通过实验比较了自己的样本和高峰让吉的样本,推出两种样本的正确分子式都是: C 9 H 13 NO 3 ( Aldrich , 1901 )。这一正确的分子式也最接近高峰此前推出的分子式,而与 Abel 和 Fürth 的分子式相差甚远。
高峰让吉于 1901 年发现了世界上第一个激素:肾上腺素,命名为 adrenalin 。但教科书一般误认为 1902 年英国生理学家发现了第一个激素(胰泌素),而美国人坚持称肾上腺素为 epinephrine ,后两个错误遗留至今。 高峰让吉父母本希望他学医,但他喜欢上了化学,毕业于东京帝国大学应用化学系,后赴英国格拉斯哥念研究生。回日本后,他建了日本第一个化肥厂(日本人造肥料公司)( Yamashita , 2003 )。高峰让吉访问美国期间,与美国人 Caroline Field Hitch 恋爱,回日本工作后再度赴美完婚,其后妻子与他回日本。他在日本发现了一种淀粉酶( diastase , amylase ),可以降解淀粉,大大降低发酵时间(和成本)。他的岳母建议他到芝加哥将这种酶用于威士忌制造过程。高峰让吉和妻子从此定居美国。他在芝加哥不远的 Peoria 建立了“高峰发酵公司”( Takamine Ferment Company ),但遭反对,厂房被纵火焚毁,公司被解散。房漏偏逢下雨天,他自己又得了肝病,妻子以为他病得要死了,紧急住院,一住就几个月。住院期间,他意识到医院的饮食以淀粉为主,而三分之二的病人有消化不良 (dyspepsia) ,他把自己发现的酶命名为 Taka-Diastase (高峰淀粉酶),治疗消化不良很有效,他获得专利后将使用权授予 Parke-Davis 药厂,销售逾三千万美元,这是他对生物技术产业的贡献( Yamashita , 2003 )。 高峰让吉个人收入也可观,因此于 1897 年在纽约建自己的实验室。 1900 年,他请 上中啟三 ( Keizo Uenaka , 1876-1960 ) 为助手,后者的老师为东京帝大的长井长义( Nagayoshi Nagai , 1844-1929 ),长井长义的一项重要科学工作是从中药麻黄提取麻黄素( ephedrine )( Nagai , 1892 )。 肾上腺髓质活性成分的分离纯化 位于美国密西根州底特律的 Parke-Davis 药厂建议高峰让吉分离提取肾上腺所含的化学分子。顾名思义,肾上腺是位于肾脏上面的一个腺体。 1855 年,伦敦 Guy’s 医院的 Thomas Addison 医生( 1793-1860 )发现肾上腺损害后的疾病,后称为 Addison 病,人们从而感兴趣肾上腺的内涵。很快就有科学家用动物做实验,试图看切除动物的肾上腺对动物的影响,常常发现动物死亡( Schäfer , 1908 )。 George Oliver ( 1841-1915 )是一位对研究感兴趣的英国医生,在家做研究,设计实验仪器(如他自行了血压计,当时医生对血压还普遍不重视),甚至用儿子做实验动物。他曾给自己儿子吃肾上腺的提取物( Barcroft and Talbot, 1968 )。伦敦大学学院生理系教授 Edward Albert Schäfer ( 1850-1935 )是著名生理学家,除了科学优秀,包括提出“内分泌 ” 概念,还有个人特色,例如:为纪念自己的导师 William Sharpey ( 1802-1880 ), Schäfer 把长子命名为 John Sharpey Schäfer 。他儿子去世后,为了纪念老师和儿子,他把自己改名 Edward Albert Sharpey-Schäfer ,而且自己家的姓从此改成 Sharpey-Schäfer 。 1893 年, Oliver 慕名找到 Schäfer ,提出合作研究肾上腺提取物的作用( Davenport, 1991 )。 Oliver 和 Schäfer 于 1894 年发表两篇会议摘要、 1895 年发表文章,发现肾上腺提取物的作用,包括收缩血管、升高血压、加快心跳。 1895 年, Schäfer 让自己的两位同事研究了肾上腺提取物的化学特性( Moore , 1895 ; Nabarro , 1895 )。 1897 年,德国科学家 Sigmund Fränkel ( 1868-1939 ) 提取了肾上腺的物质,他取名为 spygmogenin ( Fränkel , 1897 )。 1897 年,美国霍普金斯大学药理学系 John J Abel ( 1857-1938 )从肾上腺提取到一个分子( Abel and Crawford, 1897; Abel, 1898,1899 ),他命名为 epinephrin ,分子式为 C 17 H 15 NO 4 ( Abel, 1898 )。 1900 年,在德国斯特拉斯堡大学工作的奥地利犹太科学家 Otto von Fürth ( 1867-1938 )认为 epinephrin 没有生物学活性, Fürth 把自己从肾上腺提取的分子命名为 suprarenin ,分子式为 C 5 H 9 NO 2 ( von Fürth , 1900 )。 1901 年, Abel 发表专文回复 Fürth 的质疑,辩解自己分离的分子还是有活性的,但它不是天然分子( native principle )而是衍生物,可能多了一个苯甲酰( benzoyl )( Abel , 1901 )。 1900 年,高峰让吉和 上中啟三 获得了生物活性很强、结晶纯的分子,分子式为 C 10 H 15 NO 3 。高峰的朋友 Wilson 医生建议他命名为 adrenaline 。高峰让吉于 1901 年 1 月在纽约举行的化工学会作报告,并于 1901 年在《美国药学杂志》发表其结果( Takamine , 1901 )。 1901 年 12 月高峰让吉在英国生理学会作报告,并于 1902 年发表于英国《生理学杂志》( Takamine , 1902 )。 Parke-Davis 药厂科学实验室生物部的 Thomas Aldrich 于 1900 年夏也分离了肾上腺素, 1901 年发表了论文。他认同高峰让吉当年年初在化工学会的报告, Aldrich 通过实验比较了自己的样本和高峰让吉的样本,推出两种样本的正确分子式都是: C 9 H 13 NO 3 ( Aldrich , 1901 )。这一正确的分子式也最接近高峰此前推出的分子式,而与 Abel 和 Fürth 的分子式相差甚远。