每到頒布諾貝爾獎的時候,我國的媒體都不免要重炒一下人工合成胰島素這個冷
飯,並且常常要惋惜一番——畢竟唯有它才是我國科學家在本土做出的確切獲得過諾貝
爾獎提名的工作。但歷經四十餘年的宣傳之後,仍然鮮為人知的是:即使在這項少有的
世界級成果上,我們與國外也存在優先權之爭。直至今天,美國和德國的相關研究機構
和人員還在宣稱是他們第一個用人工方法合成了胰島素!
國家行為和個人行為
當美國的維格納奧德(V. du Vigneand,1901-1974)於1953年合成了第一個天然多
肽激素(他因此而獲得了1955年度的諾貝爾化學獎),英國的桑格(F. Sanger,1918-
)於1955完成了胰島素的全部測序工作(他因此而獲得了1958年度的諾貝爾化學獎)之
後,人工合成胰島素就成了一項世界性的熱門課題。據國外媒體報道,1955-1965年間,
在世界範圍內共有10個研究小組在進行胰島素的人工合成 。其中,最終達到了目標的,
除我國的相關機構之外,還有美國匹茲堡大學醫學院生物化學系的卡佐亞尼斯(P. G.
Katsoyannis)小組和聯邦德國羊毛研究所的查恩(H. Zahn,1916-2004)小組。
我國的人工合成胰島素工作涉及中國科學院生物化學研究所、有機化學所、北京大
學化學系等多家單位,參與人數最多時達到約800人,少的時候也有約30人。這個題目雖
然最早由科學家說出來,但考慮到它的“大躍進”背景,尤其是真正被確立為科研課題
的過程,應當承認,它的提出在相當大的程度上是出於周恩來等國家領導人的欽點。研
究過程中的“這是一項嚴肅的政治任務,是在科學陣地上用科學做武器和帝國主義斗
爭” 等口號,也展示了它的國家主體性。而且,它的研究資金完全由國家無限量提供,
具體工作更曾多次受多級黨政領導的直接指揮。所以,從多個方面看,都應當說它主要
是一種國家行為。
與中國的狀況形成鮮明對照的是,卡佐亞尼斯和查恩的相關研究基本上是一種個人
行為。
卡佐亞尼斯是美籍希臘人。他於1952年在雅典大學化學系獲博士學位,隨即去美國
康奈爾大學醫學院生物化學系工作,1952-1956年間任合作研究員,1956-1957年間任助
理教授,跟國際多肽合成領域的領銜人物維格納奧德一道進行多肽合成研究。他們共同
署名發表了一系列的成果,譬如催產素的合成(1954年)、精氨酸抗利尿激素的合成
(1958年)、精氨酸催產素的合成(1958年),等等。1958年,他以副教授的身份進入
美國匹茲堡大學醫學院生物化學系,正式開始他獨立的科學生涯。
他自主選擇的第一個研究課題就是人工合成胰島素。這不難理解:他在多肽合成方
面受到了良好的訓練,正在尋找新的合成目標;而胰島素的一級結構剛剛被測定出來,
正向所有的多肽合成專家提出了挑戰;同時他還很年輕,初生牛犢不怕虎,並不害怕困
難,敢於面對挑戰。他認為,利用已有的多肽合成、分析技術,再憑藉自己的發明創
造、獨特智慧,自己確有可能登上合成胰島素的高峰。合成途中當然很可能會遇到眾多
的艱難險阻,但克服它們可能意味着帶來巨大的理論突破。這種前景對一個科學家而
言,顯然是極具誘惑力的。而且,胰島素給以前必死無疑的糖尿病患者帶來了生的福
音,是一種神奇的物質,如果能化學手段合成,並通過工廠生產的出來,也可能帶來巨
大的經濟效益。這也是很具誘惑力的。基於這樣的理由,卡佐亞尼斯決定攀登胰島素的
人工合成之峰。
查恩,聯邦德國化學家,1940年從卡爾斯魯厄(Karlsruhe)工業學院獲得博士學
位,自1952年起開始擔任位於亞琛工業學院的德國羊毛研究所的主任(直至1985年才離
任),並於1960年升為該學院教授。在整個20世紀50年代及以前,他的主要研究方向是
羊毛。他捲入人工合成胰島素這個課題有一定的偶然性。據他的學生斯坦納(D. F.
Steiner)回憶,1958年時,他和別的一些同學厭倦了羊毛研究,特別想換換口味,湊巧
聽說有人在合成他們熟悉的胰島素分子,就也想在自己的實驗室做。向查恩反映後,查
恩也很興奮。不久之後,這個工作就開展了起來。
當然,上述簡略區分也不能絕對化。人們的行為動機經常是很複雜的,可以有某個
主要影響因素,但經常難以完全排除別的影響因素。中國相關科學家在提出課題和從事
研究的時候,未必就全都違背了他們的個人興趣。而卡佐亞尼斯和查恩等人的經費來自
企業和國家的有關基金,這裡面也必然體現有後者的意志。拿查恩來說,他之所以進入
人工合成胰島素領域,除斯坦納說的偶然因素外,還在更大程度上出於實用目的考慮—
—胰島素分子與羊毛分子在結構上具有相似性,他和給他提供經費的羊毛生產商試圖通
過合成胰島素而對後者達成更充分的了解 。
官營研究和自由研究
既然主體存在區別,相關研究的組織方式也就有所不同。
我國在這項工作上所體現出來的最大特點是“全國一盤棋”。多級黨政領導不計成
本、不惜代價,以集中力量做成這件“大事”。缺實驗原料,馬上辦相關工廠和生產車
間,並組織多人到全國各地搜羅。缺實驗人員,立即讓數百名其他學術單位的人員停下
自己手頭的工作,緊急過來支援。進入大饑荒時代後相關研究人員不忍心再多花經費,
而聶榮臻副總理則指示他們說:“我們這麼大的國家,幾億人口,就那麼幾個人,就那
麼一點錢,為什麼就不行?”
這種組織方式在壓制其他多項研究的同時,給胰島素工作創造了相當優越的條件。
就像踩高蹺或者疊羅漢一樣,它使得物資基礎比較薄弱的中國在某些方面達到了卡佐亞
尼斯和查恩等所不能企及的高度。當工作遇到極大困難,絕大部分相關研究人員都想下
馬這個項目的時候,它更是一面大做政治思想工作給他們打氣,一面以行政命令的方式
使得這個項目延續下來,並最終導致了人工胰島素晶體的獲得。
但凡事都有兩面性。我國的胰島素工作之所以會遭遇卡佐亞尼斯和查恩等所不曾經
歷的極大困難,也完全是出於這種由黨政官員所主導的組織方式。出於自己的利益考
慮,或者出於科學上的無知,這些比較外行的官員在支配反正不屬於他們的東西時不可
避免地出現了一些瞎指揮、瞎折騰現象。在“大躍進”、“反右傾”的狂熱背景下,為
了在激烈的國內競爭中保住頭上的烏紗帽,各級黨政官員層層加碼,發動了“大兵團作
戰”:把“保守”的專家晾到一邊或者讓其充當科研流水線中的小兵,由他們自己直接
指揮多個研究單位的數百“革命”群眾不分日夜地“向科學進軍”。就是這個階段出現
了科研資源的極大浪費。不僅使得數百科研人員一事無成,數以百萬元計的經費打了水
漂,還使得合成胰島素工作原本良好的勢頭遭到了遏制。
卡佐亞尼斯和查恩只是美、德兩國比較普通的科學家,不曾得到國家的特別關注,
也就沒有遭遇上述機緣或者厄運。在鎖定目標之後,他們時而獨自一人,時而帶領幾個
學生,一邊書寫經費申請報告和利用私人關係尋求一點的合作,一邊進行實驗和思考。
在研究的關鍵時候或者自己心情急躁的時候,也偶爾加加班;一般狀況下,則不時渡渡
假。根本就沒人給他們做思想政治工作,以動員他們繼續做這項研究,或者採取何種方
式去做這項研究。他們的經費支持者只在給錢和監督的問題上把握大的方法,根本就不
關心這些細節,所有的一切都由他們自己做主,由他們自己對科學和個人名利的追求、
對胰島素研究的興趣所決定。就這樣,儘管不曾達到很高的速度,但從總體上看,他們
的研究工作卻一直都在不急不慢地向前進,從來沒有出現過大的波折。
最終的勝利和階段性領先
儘管我們付出了巨大的努力和代價,但事與願違的是,最先宣布合成成功的居然是
國外的研究者。
1963年11月底,哈佛大學。卡佐亞尼斯在蛋白質基金會第15屆科學年會(the 15th
Annual Scientific Conference of the Protein Foundation)上發表了題為“胰島素
A、B鏈的合成研究”的演講,向大家宣稱,他已經合成了胰島素的A鏈和B鏈,對它們進
行初步的重組合後,得到了具有微弱胰島素生物活性的產物 。1964年初,卡佐亞尼斯又
在《美國化學會雜誌》發表了自己的這番發言 。
查恩小組的胰島素工作也在這個時間有重大突破。1963年12月,他們在《自然科學
雜誌》(Zeitschrift Für Natürschung)上發表了一條短訊,宣布自己已經合成了羊胰
島素,其生物活性為0.5-1%。 1964年7月3日,查恩在哥廷根舉行的馬普學會分子生物學
討論會上發表演說,宣布了同樣的消息。該消息被收錄入1965年的《生物化學年鑑》
(Annual Review of Biochemistry),被認為是1964年多肽和蛋白質合成領域最重要的
成就:
在多肽和蛋白質合成領域發生的最重要的事件是胰島素的合成;這項成就意味着蛋
白質化學的大門已經敞開。有三個研究小組在進行這項研究,查恩及其領導的小組是第
一個成功者。
當然我們可以不同意這樣的看法,正如杜雨蒼研究員所分析的那樣:
“美國人……開記者招待會,說自己已經合成了胰島素,我們拿他發表的文章一
看,他根本連大肽的合成都沒有完成,他哪裡來的胰島素……關鍵性的文章沒有發表,
他前面說的話是沒有什麼根據的……從後來的工作來看,許多關鍵大肽的合成他後來還
是做了,而且用的是我們的方法。他用我們的方法來做,做出來了,有一定的活力,但
那是以後的事。”
國外科學界也並不是非常肯定他們所宣稱的成果。譬如,日本坂田大學校長、曾在
查恩實驗室工作過的奧田暢就曾公開發表文章說:查恩實驗室沒有取得全合成胰島素結
晶,不能認為合成是完成了。
我們國家於1965年9月17日最早做出了人工胰島素結晶。而且,我們還有其他非常強
硬的數據。譬如元素分析、層析、電泳、旋光測定、酶解、氨基酸組成分析、指模印鑑
等等。可以十分肯定地說,確實是我國在世界上第一次人工合成了結晶胰島素!
但我們並不能說查恩他們完全沒有一點優先權。胰島素合成並不只有取得結晶這樣
一個鑑定標準。而且,有機化學界的一些知名學者甚至還習慣於用在學術刊物上發表信
件的方式表明自己合成了什麼,然後過較長時間之後才發表實驗數據。更重要的是,合
成胰島素並不等於一篇全合成論文,它還有大量的中間工作要做——在發表最後的全合
成論文之前,我們共發表了24篇中間成果。這些中間成果也是很重要的,其重要性並不
一定遜色於最後的成果,完成它們之後,最後的結果就基本上是水到渠成的了。而在中
間成果發表方面,美國、德國的實驗室並不總是比我們晚——實際上,他們在B鏈合成等
重要項目上論文比我們發表得還早。
我國的一些領導人實際上也沒有完全否認這一點。據中國科學院生物學部前副主任
薛攀皋先生最近透露,1978年在決定只推薦一位諾貝爾獎候選人時,我國的有關領導人
考慮到了“聯邦德國、美國在胰島素人工合成方面也取得較好成績,有可能此獎將由兩
國或三國科學家共同獲得”的可能性 。
究竟誰更優勝
也就是說,我們集中全國的人力、物力、財力於人工合成胰島素這個小項目上,在
消耗了比人家多得多的資源、付出了比人家大得多的代價之後,仍然沒有完勝卡佐亞尼
斯和查恩這兩位幾乎是單兵作戰的學者——而這已經是中國最高水平的工作了!
是不是卡佐亞尼斯和查恩特別優秀呢?情況似乎並不如此。雖然他們此前此後還取
得了不少成就,但一直到晚年,他們倆都不曾獲得過國家科學院院士之類的學術地位。
換句話說,他們還未必算得上是美、德兩國的一流學者。而與此同時,我國參與了這項
工作的鄒承魯、王應睞、汪猷等人均享有世界性的聲譽。
為什麼把很多優秀專家加到一起,在不計成本的情況,仍然只是基本與國外的一兩
位並不是特別突出的個人戰成平手呢?
恐怕關鍵還是在於體制。我們計劃體制,或者更確切地說官營體制下的科研產出效
率實在是不夠高。它固然存在集中資源攻堅的優勢,但在實踐中,這種優勢往往會被官
僚主義所帶來的劣勢所超過。雖然具體在人工合成胰島素這類可謂國家面子的少量工程
性項目上,由於國家在投入時根本不惜代價,其優勢還未完全被劣勢所抵消,但我們從
中至少可以看出,同樣多的科研資源,在自由競爭的情況下,其科研產出要比官辦高得
多。
科學上的事情究竟該由行政人員做主,還是該由科學家做主?我們國家是否還應當
把資源集中於少量行政部門?鑒往是為了知今,希望人工合成胰島素中的教訓能引起有
關領導人,尤其是國家科技發展中長期規劃的制訂者們深醒。