60 年前我国首人工合成结晶牛胰岛素,背后有何故事?


六十年前的九月十七日,我国借助人工手段,首次研制出结晶牛胰岛素,这在全球范围内是首创。

这个代号为“601”的绝密项目,是中国科学院生物化学研究所(简称“生化所”)、中国科学院上海有机化学研究所(简称“有机所”)与北京大学联合研发的,经过了长达七年的艰苦努力才得以成功。
但是,当年生物化学研究所着手攻克那个能与“两弹一星”相提并论的重大科研课题,并且承担起统筹协调攻关的主要任务时,这个机构成立才刚满一年。究竟是什么让这个刚刚起步的科研机构有勇气去尝试《自然》期刊视作极难实现的目标?
昨天中国科学院举办“科学家精神大讲堂”和上海分院“报国讲坛”,院士李林做了报告,题目是《结晶映甲子初心照未来——纪念人工全合成结晶牛胰岛素工作六十周年》;他在讲话中讲到,生化所的奠基者勇于面对科学上的艰难挑战,科研的领导者非常看重科学法则,这样才成功攻克了这个科学难关。

李林院士于“报国论坛”发表演讲,回顾了“胰岛素精神”,文汇报记者许琦敏摄
经过六十年后再次体会“胰岛素精神”,能够明白,尽管科学课题可能有所变化,不过勇于开创、克服困难的精神传承始终不变。
不问“能做什么”,只问“应该做什么”
1955年,英国科学家桑格成功解析了胰岛素的初级结构排布,这一成就标志着人类首次测定了某种蛋白质的构造。然而,受限于当时的技术条件,人工制造这种蛋白质极为不易。彼时,权威学术期刊《自然》预言“构建胰岛素尚需漫长岁月”。
1958年,桑格荣获诺贝尔化学奖。那一年,中国科学院生物化学研究所刚刚成立。首任所长、我国生物化学领域的权威王应睐先生,召集了研究所的核心科研人员,召开了一次关键会议,共同商讨“生化所未来的发展方向”。
那个时期,中国的科学研究事业刚刚起步,各方面条件都非常匮乏,然而,第一代生化所的研究人员并没有被眼前的困境所束缚。李林表示,倘若仅仅是为了追求快速取得成果,他们完全能够简化设备,开展一些简单的研究工作,但他们却始终关注“究竟该研究什么”。

科学家在探讨人工合成牛胰岛素过程中遇到的问题
李林提及,五十至六十年代期间,大庆油田的钻井工人王进喜被称为“铁人”,他高喊过“具备条件就行动,不具备条件也要设法创造条件去行动”的口号,这句话不仅是石油工人的壮志豪言,也是科研人员心中的一种精神动力。
科学问题解决了,为何还合成不出?
代号“601”,代表人工合成牛胰岛素成为国家在20世纪60年代的首要使命。
那个攻关小组最先面对的是人工制造时存在的两个核心科学难题。其一在于,一旦将天然胰岛素分解再重新组合,其生物功能就会丧失。为了攻克这个难题,团队成员对天然胰岛素的分解与重组过程反复试验了两百多次,最终成功测定了其活性,从而解决了这一科学问题。
科研难题攻克之后,接下来只需专注于构建肽链的工艺环节了,在这种积极心态驱动下,众多机构纷纷加入竞争行列,上海分院负责合成的部门人员激增至三千之众,全面展开规模化的协作模式
然而几个月过去,“聚合成肽”尝试受挫。王应睐由此反思起那种“整体作战”的路径。1961年,聂荣臻副总理亲临生化研究机构考察,明确表示:“你们推进,无论承担何种后果,人工合成胰岛素即便百年也要完成。”
接下来,王应睐开始缩减生化所的人员规模,选拔核心专业人才队伍继续推进合成任务。与此同时,有机所和北大化学系也实施了相同的措施。
回顾往昔,从先辈事迹里,我们似乎能映照出自身的影子。李林谈到,在开拓新领域时,不畏惧挑战与困顿,唯恐自满与鲁莽。怎样防止工作原地打转、随意扩张体量,怎样识别关键点并持续努力,这些在当下的科技发展中,始终是我们必须时刻警惕的。

科研人员对人工合成牛胰岛素进行生物活性测定
王仲良担任中国科学院上海分院党委书记期间,并非科班出身,然而在项目遭遇瓶颈时,他始终如一地遵循科学准则,并且信任科研人员。李林指出,正是科技管理者们这种求真务实、敬重科学的作风,为人工合成牛胰岛素的突破奠定了稳固基础。
不分上海、北京,一心一意搞中国的胰岛素
1963年8月,生物研究所、有机化学研究所与北京大学再度联手,着手进行胰岛素的合成研究。
该团队由王应睐担任领导,汪猷在有机所担任辅助领导,有机所与北京大学联手负责制作21个氨基酸的A链,生化所负责制作30个氨基酸的B链,并且负责最后将A链与B链结合折叠形成有活性的胰岛素。
彼时,三方商定,不研制上海的胰岛素,不研制北京的胰岛素,不研制此单位的胰岛素,不研制彼单位的胰岛素,要齐心协力,集中力量,研发出中国的胰岛素。
李林认为前辈们那种齐心协力、合力冲击学术顶峰的态度,在当前科研领域尤为重要,必须继承,“众人拾柴火焰高,团结一致方能成就伟业”。
到了1965年9月17日,牛胰岛素结晶终于呈现出晨光的反射。这一成果迅速传遍全球,赢得了众多荣誉。诺贝尔奖评审委员会化学组的瑞典主席蒂塞利乌斯在访问中国后表示,“中国正飞速发展成科学强国”,并邀请中国参与诺贝尔奖的评选。从此,生化所也接待了不少外国高级官员和诺贝尔奖获得者前来访问。
此刻,王应睐先生彰显出崇高的风范,对于人工合成牛胰岛素的所有研究报告以及荣誉凭证,他均未列出自己的名字。
王应睐为生化所确立了奉献、严谨、协作、进取的治所方针,这与2019年倡导的新时代科研人员风范形成呼应,老一辈学者实际上已为我们提供了典范。李林谈到,先生虽然不看重个人声望,但他的精神永远被年轻一代所怀念。

国际天文学联合会通过决议,确定编号为355704号的小行星正式冠以“王应睐星”之名,其姓名将永远铭刻于璀璨的星河之中。
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