潘震澤專文:諾貝爾獎對決

2020-12-19 05:10

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諾貝爾獎自一九○一年設置以來,今年正滿百年。圖為諾貝爾獎博物館。(取自Wikimedia Commons)

諾貝爾獎自一九○一年設置以來,今年正滿百年。圖為諾貝爾獎博物館。(取自Wikimedia Commons)

諾貝爾獎自一九○一年設置以來,今年正滿百年。雖說歷年來多有引人爭議之得獎人,但無論是以獎本身的權威性、新聞性來說,還是以得獎人受到的尊榮來看,諾貝爾獎均非其他類似獎項所能望其項背。

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諾貝爾獎的科學獎項與文學獎不同,同一年最多可有三人獲獎。獲獎者不乏有師生與同事的關係,但更多的是競爭多年的對手;早自一九○六年的高爾基(Camillo Golgi)與卡厚爾(Santiago R. Cajal),近至前年發現一氧化氮(nitric oxide, NO)生理作用的幾位得主都是。其中競爭時間最長、過程最曲折動人的,則非一九七七年獲獎的紀勒門(Roger Guillemin)及薛利(Andrew V. Schally)兩位莫屬。紀勒門與薛利之間的恩怨情仇,曾由當年《科學》(Science)雜誌的記者魏德(Nicholas Wade)藉由採訪當事人、同事,以及數十位同行科學家,寫成《諾貝爾獎對決》(The Nobel Duel)一書,詳細道來。

紀勒門與薛利的工作,在於尋找大腦的下視丘(hypothalamus)究竟分泌了什麼東西來控制腦下腺激素的分泌。一九五五年,他倆分別在美國休斯頓和加拿大蒙特婁兩地,發現下視丘的體外培養液中,含有刺激腦下腺(pituitary gland)加強腎上腺(adrenal gland)皮質功能的因子,他們將之命名為腎皮釋素(corticotropin­releasing hormone, CRF),並著手進行分離純化。實驗結果出來當天,紀勒門回家跟太太說:「今後妳可不用擔心我在學術界混不下去了。」

紀勒門(Roger Guillemin)(取自維基百科)
紀勒門(Roger Guillemin)原籍法國,醫學院畢業後,到加拿大的蒙特婁大學(University of Montreal)師從壓力生理學之父塞爾耶(Hans Selye)學習。(取自維基百科)

紀勒門原籍法國,醫學院畢業後,到加拿大的蒙特婁大學(University of Montreal)師從壓力生理學之父塞爾耶(Hans Selye)學習。取得博士學位後,他便前往休斯頓的貝勒醫學院(Baylor College of Medicine)任教。薛利原籍波蘭,二次大戰時逃難至英國,從倫敦大學(University of London)畢業,也到加拿大蒙特婁的麥吉爾大學(McGill University)攻讀博士。由於兩人有相同的發現與興趣,因此薛利拿到學位後申請到紀勒門的實驗室,繼續腎皮釋素的工作,紀勒門也欣然答應。

從一九五七至六二年間,薛利與紀勒門共事了有五年之久。由於分離純化腎皮釋素的工作比想像中困難太多,再加上許多旁觀者的冷嘲熱諷,說他們尋找的是尼斯湖的水怪及喜馬拉雅山的雪人,他倆的關係開始惡化。後來薛利自立門戶,前往紐奧良市的榮民醫院建立自己的實驗室。

有了這幾年的合作經驗,雖然沒有真正的發現,但他倆都有相同的體認:下視丘激素(hypothalamic hormone)的含量微乎其微,分離的規模不能再像傳統激素那樣,從幾百到幾千個腺體中得出。紀勒門和薛利都用了百萬隻以上動物的腦袋,重量以噸計算;同時生化分析也以工業界量產的規模進行,用上超大型的組織研磨器及高達兩公尺的色層分析管柱。先起步的紀勒門用的是羊的腦組織;另起爐灶的薛利則用了豬的,希望就算趕不上,也和紀勒門有所不同。

從一九六二年分家後,兩人又辛苦了七年,這段時間不斷相互攻訐,也花了納稅人大筆銀子。就在一九六九年美國國家衛生院準備停止資助前夕,他倆的實驗室幾乎同時分離了第一個下視丘激素:不是腎皮釋素,而是與控制甲狀腺有關的甲釋素(thyrotropin­releasing hormone, TRH),只有三個胺基酸大。

薛利(Andrew V. Schally)(取自維基百科)
再二年,由薛利(Andrew V. Schally)的實驗室取得勝利,分離出第二個激素,為控制性腺的性釋素(gonadotropin­releasing hormone, GnRH),由十個胺基酸組成。(取自維基百科)

再二年,由薛利的實驗室取得勝利,分離出第二個激素,為控制性腺的性釋素(gonadotropin­releasing hormone, GnRH),由十個胺基酸組成。又再過二年,紀勒門扳回一城,分離出抑制生長激素的體抑素(somatostatin),有十四個胺基酸大。一九七七年,在同時起步的二十二年後,他倆終於並肩踏上紅地毯,從瑞典國王的手中接過諾貝爾獎。頒獎典禮的照片中,兩人雖並排站立,但面卻各朝一方。

至於腎皮釋素的分離,還要再等上四年,這次不是由紀勒門,也非由薛利的實驗室完成,而是由紀勒門先前的學生維爾(Wylie Vale)從紀勒門當年廢棄不用的標本中分離而得。腎皮釋素有四十一個胺基酸大,純化起來的確困難許多;從知道它的存在,到分離純化,前後整整花了四分之一個世紀的時光。

紀勒門與薛利的研究成果—下視丘激素的發現,為當年的新興學門「神經內分泌學」(neuroendocrinology)提供了最直接的證據,也為目前熱門的「身心醫學」(mind­body medicine)奠下了重要的基石。《諾貝爾獎對決》一書,對於這兩位科學家的生平個性、這段曲折離奇的科學發現經過,以及科學研究的本質與趣味,都多有著墨,是現代科學史寫作的精品,值得一閱。

《科學讀書人:一個生理學家的筆記》書封。(三民書局)
科學讀書人:一個生理學家的筆記》書封。(三民書局)

*作者曾曾任國立陽明大學生理學研究所教授兼所長、韋恩州立大學及奧克蘭大學客座與兼任教授;現旅居美國密西根州,專職寫作與翻譯,並擔任《科學人》雜誌編譯委員。本文選自作者新作《科學讀書人:一個生理學家的筆記》(三民書局)

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