“既然胰島素是給人類(lèi)注射的，為什么當(dāng)時(shí)科學(xué)家非要合成牛胰島素，而不是直接合成人胰島素呢？”5月23日，在上?？萍拣^舉辦的第五屆上海科技傳播大會(huì)“科學(xué)家精神分會(huì)”現(xiàn)場(chǎng)，在聽(tīng)完兩位院士關(guān)于胰島素的分享后，一名小學(xué)生提出了自己的好奇。

面對(duì)孩子出乎意料的問(wèn)題，中國(guó)科學(xué)院院士李林笑了，他說(shuō)：“這個(gè)我確實(shí)沒(méi)有深入思考過(guò)?！?/p>

當(dāng)日，李林和中國(guó)工程院院士賈偉平分別在演講中介紹了中國(guó)科學(xué)家首次人工合成結(jié)晶牛胰島素的故事，以及胰島素的發(fā)現(xiàn)如何讓糖尿病從不治之癥變得可以治愈。兩位院士的講述旨在為一個(gè)問(wèn)題提供啟發(fā)：科學(xué)家應(yīng)當(dāng)具備什么樣的精神？

科學(xué)探索的勇氣與韌性

孩子天真的提問(wèn)，恰恰揭示了科學(xué)探索需要的一種精神——永遠(yuǎn)對(duì)世界保持好奇。

賈偉平介紹道，100多年前，糖尿病曾是一種致死率極高的疾病，尤其是Ⅰ型糖尿病患兒，由于體內(nèi)無(wú)法分泌胰島素，只能依靠極端的“饑餓療法”維持短暫的生命，患者最終多因嚴(yán)重消瘦和酸中毒死亡。

彼時(shí)，人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)胰島或與血糖水平有關(guān)，但胰島中的物質(zhì)卻難以提取。加拿大科學(xué)家班廷堅(jiān)持自己的科學(xué)興趣，聯(lián)合多位不同領(lǐng)域的科學(xué)家，終于在1921年成功提取出胰島素，并首次應(yīng)用于臨床，徹底扭轉(zhuǎn)了糖尿病患者的命運(yùn)。班廷最終因該成就獲得諾貝爾獎(jiǎng)。

1955年，英國(guó)科學(xué)家桑格完成了胰島素的一級(jí)結(jié)構(gòu)測(cè)定，這是人類(lèi)首次明確蛋白質(zhì)的氨基酸排列順序。有了氨基酸序列，使得人工合成胰島素成為可能。中國(guó)科學(xué)家之后完成的突破性的合成工作，正是建立在這個(gè)序列之上。回答上述孩子提問(wèn)時(shí)，李林推測(cè)，選擇合成牛胰島素，可能與原材料獲取有關(guān)——牛胰島素相對(duì)容易大量提取和純化。

但要把可能變成現(xiàn)實(shí)并不容易。胰島素包含兩條肽鏈，A鏈（由21個(gè)氨基酸組成）和B鏈（由30個(gè)氨基酸組成）通過(guò)3對(duì)雙硫鍵連接折疊而成。雖然這幾乎是結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的蛋白質(zhì)，但當(dāng)時(shí)合成技術(shù)粗糙，如何人工合成兩條肽鏈并精確形成讓它們對(duì)接的雙硫鍵，避免合成過(guò)程中產(chǎn)生的大量副產(chǎn)物，是世界公認(rèn)的難題。

李林介紹，當(dāng)時(shí)國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然》曾評(píng)論稱(chēng)，合成胰島素將是“遙遠(yuǎn)的事情”。然而，在基礎(chǔ)條件極其匱乏的困難時(shí)期，中國(guó)科學(xué)家沒(méi)有退縮，想要通過(guò)攻克這樣一個(gè)世界難題來(lái)打響中國(guó)科學(xué)的名聲。

“當(dāng)時(shí)他們的想法是，不是我的條件適合做什么，而是做什么有科學(xué)價(jià)值?！崩盍终f(shuō)。

1958年，人工合成胰島素項(xiàng)目在上海岳陽(yáng)路320號(hào)的中國(guó)科學(xué)院上海生物化學(xué)研究所（現(xiàn)分子細(xì)胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心）正式確立，代號(hào)“601”，寓意60年代第一大任務(wù)。那時(shí)候科學(xué)家們的勇氣，不僅來(lái)源于對(duì)科學(xué)的執(zhí)著，也來(lái)自于建設(shè)國(guó)家的使命感。

科學(xué)家們一步一個(gè)腳印，將這個(gè)問(wèn)題拆解成一個(gè)個(gè)步驟。1959年，通過(guò)上百次實(shí)驗(yàn)，他們成功將拆開(kāi)的胰島素肽鏈重新組合。緊接著，這個(gè)團(tuán)隊(duì)成功將牛胰島素B鏈的30個(gè)氨基酸分別連接成各種合成肽，最長(zhǎng)達(dá)到10個(gè)氨基酸長(zhǎng)度。

李林提到，科學(xué)需要穩(wěn)扎穩(wěn)打，但當(dāng)時(shí)有人作出“關(guān)鍵問(wèn)題已經(jīng)解決，只余下‘堆肽’的技術(shù)活”的樂(lè)觀判斷，組織各個(gè)單位共300多人展開(kāi)“大兵團(tuán)作戰(zhàn)”，而不同單位也都躍躍欲試，想要自己取得成果。

不出意外，科學(xué)的“浮夸風(fēng)”導(dǎo)致了研究的失敗。時(shí)任生化所所長(zhǎng)王應(yīng)睞建言集中精干力量，上級(jí)果斷調(diào)整方向，終止“大兵團(tuán)作戰(zhàn)”，留下生化所和有機(jī)所繼續(xù)合作。1963年，生化所、有機(jī)所、北京大學(xué)再次協(xié)作攻關(guān)，明確分工：共同合成A肽鏈與B肽鏈，并由生化所完成最終的組合折疊。

經(jīng)過(guò)兩年多艱苦努力，1965年9月17日，研究人員首次觀察到人工全合成牛胰島素的結(jié)晶。生物活性測(cè)定證實(shí)，這是世界上第一次人工合成了與天然胰島素分子結(jié)構(gòu)相同、具有完整生物活性的蛋白質(zhì)，標(biāo)志著人類(lèi)在探索生命奧秘的征途中邁出了人工合成蛋白質(zhì)的里程碑式一步。

繼承與傳承

科學(xué)活動(dòng)不僅僅是探索未知。李林介紹，在百?gòu)U待興的年代，成功合成人工結(jié)晶牛胰島素極大地提升了中國(guó)科學(xué)發(fā)展的聲譽(yù)，引來(lái)世界知名研究者和機(jī)構(gòu)不斷到訪(fǎng)，反過(guò)來(lái)又促進(jìn)了科學(xué)合作與發(fā)展。

很多科學(xué)研究的突破初看之下似乎“無(wú)用”，但往往總會(huì)在之后轉(zhuǎn)化為造福人類(lèi)的技術(shù)。從最初的動(dòng)物胰島素提取，到后來(lái)的重組人胰島素及胰島素類(lèi)似物，科學(xué)家的不懈探索讓糖尿病的臨床治療有了更多選擇。賈偉平提到，中國(guó)正在糖尿病治療領(lǐng)域作出越來(lái)越多的重要貢獻(xiàn)，比如上海長(zhǎng)征醫(yī)院近期完成的世界首例利用干細(xì)胞再生胰島組織移植治療Ⅰ型糖尿病的臨床研究，讓糖尿病看到了“根治”的希望。

從班廷到王應(yīng)睞，這些早期科學(xué)家身上展現(xiàn)出了獨(dú)特而純粹的精神。李林介紹，王應(yīng)睞不僅在研究團(tuán)隊(duì)浮夸和渙散的時(shí)刻及時(shí)扭轉(zhuǎn)方向，并且作為該項(xiàng)目的總負(fù)責(zé)人和協(xié)作組組長(zhǎng)，他從未在任何一篇論文或獲獎(jiǎng)證書(shū)上為自己署名。

李林坦言，在隨后的科研體制演變和時(shí)代變遷中，這種不計(jì)個(gè)人名利、淡泊得失、高度協(xié)同的優(yōu)秀科學(xué)家精神在某種程度上有所失落?？蒲性u(píng)價(jià)體系的功利化、對(duì)個(gè)人指標(biāo)的過(guò)度追求，在一定程度上削弱了團(tuán)隊(duì)協(xié)作和攻關(guān)重大科學(xué)難題的凝聚力。

李林認(rèn)為，當(dāng)前國(guó)家和科技界大力弘揚(yáng)科學(xué)家精神，實(shí)際上是在召喚這種純粹、專(zhuān)注、協(xié)同的科研初心重新回歸，讓科研人員能夠靜下心來(lái)，攻克真正制約國(guó)家發(fā)展的原始創(chuàng)新難題。