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摘自《一氧化氮让你远离心脑血管病》第一章
(原著 Louis J. lgnarro 北京大学医学出版社出版)
媒体报道:
1998年诺贝尔生理学和医学奖
诺贝尔委员会在卡若斯林(karolinska)研究员召集会议
1998年10月12日
今天,诺贝尔委员在卡诺斯林会议上决定将1998年生理学和医学奖授予Robert F. Furchgott、Louis J. Ignarro和Ferid Murad,以表彰他们发现和证明了“一氧化氮是心血管系统的信号分子”。
当我和Robert F. Furchgott、Ferid Murad,共同获得1998年诺贝尔奖时,我特别高兴,这个荣誉将引起世界前沿科学对一氧化氮的关注。荣获诺贝尔奖也把我从一个充满好奇心的纽约男孩推向世界闻名的科学奖顶峰。科学和工业的巨人——Alfred Nobel引导了我成长的每一步。我获得诺贝尔奖一个最引人注目的原因就是我的研究与Nobel的生活和工作圈子围绕着同一个分子。是Nobel本人的经历为我对这鲜为人知物质的困惑播下种子。
Alfred Nobel的工作和生活
Alfred Nobel是19世纪才华横溢的瑞典化学家、发明家和一个富有技能的实业家。他拥有355项专利,其中一项是炸药,用硝化甘油为活性粉末混合物。在20世纪,Alfred Nobel建立了几个工厂,为建筑工地、采矿公司和军队生产和销售大量炸药。这些炸药的威力改变了建筑业,以为用炸药能炸开山丘和大山,能为修路、建桥、开通隧道和筑坝开辟道路。
Nobel 非常清楚,液体硝化甘油受热或加压后有事会发生爆炸。他21岁的弟弟Emil和四位工人就是在在自己的工厂被炸死的。几年前,曾经在1846年发明硝化甘油的一位意大利化学家Asciano Sobrero也是由于一次硝化甘油爆炸而毁了容。
自从斯德哥尔摩政府禁止在城市内进行硝化甘油的实验研究,Nobel 被迫在湖泊的一艘驳船上进行实验。最终,他发现硝化甘油和一种类似于沙土的添加剂——硅土——一起即可安全地使用而不会发生可怕的爆炸。
Nobel对细节的关注使他认识到了在他的工厂发生的一种不同寻常的现象。很多工人抱怨说,当他们度过周末,周一回到工厂上班后就会出现剧烈的头痛,而周末才会消失。头痛的原因追溯到工厂使用的硝化甘油。硝化甘油是一种挥发型物质,它挥发的气体可以扩张血管,增加脑部的血流。由于这种气体造成脑血管不稳定的扩张收缩,因而引起搏动性头痛。Alfred Nobebl本人也患有周期性偏头痛。这可能与他接触硝化甘油 有关。
同时,Alfred Nobel工厂的员工报告说,当他们接近硝化甘油时,他们的心绞痛会缓解。离开工厂时就会头痛加重。反复验证后认为,一定是硝化甘油挥发气体对缓解胸痛起了作用。
很巧合,在19世纪晚期,内科医生发现小剂量的硝化甘油对治疗胸部不适的患者有效,虽然没有人确切知道它是如何起作用的。19世纪90年代,Alfred Nobel患上了心脏病和心绞痛,并且非常严重,以至于常常卧床。医生建议他服用硝化甘油,但他却固执地不予理睬,不相信这个有威力的炸药能有医学价值。1896年Alfred Nobel死前几个月,他在给朋友的一封信中写道:“用不了几天,我的心脏病将会在巴黎夺去我的生命。医生让我服用硝化甘油,这不是命运的讽刺吧!医生们把硝化甘油称为三硝酸甘油,好让化学家和公众们不会感到害怕”。
如果 Nobel相信硝化甘油可以用作血管扩张剂,他的生命可以得到延长。他在辞世前设立了诺贝尔基金奖,希望历史把他不仅仅只作为当时最具毁灭行的东西——炸药的发明人而记住他。
从布鲁克林到斯德哥尔摩
Alfred Nobel的生命似乎与我的经历有非常密切的关系。毫无疑问,我们有不同的开端,生活在不同年代。但如果没有Nobel的天赋和他的工作,我的生活和工作将会完全不同的历程。结果是命运在科学上把Nobel和我联系在了一起。
我是意大利移民的儿子,在20世纪20年代我的父母来到美国,他们缺乏教育,但他们却富有希望。20世纪30年代我和我的哥哥Angelo生长在一个被称为“长沙滩”的长岛南部的海滨小镇。我的父亲是一名木匠,靠他养活全家。
父亲偶尔会带我一起去工作,所以我能看他干活。但我从10岁起他就不带我去了。我想他是会担心我会选择不去念大学,而像他一样成为体力劳动者。父亲一定注意到我从8岁开始就酷爱上专为青少年射击的化学实验装置,这已经说明我很有可能会选择不需要过分体力的行业。当我的实验做得越来越娴熟后,这类化学实验装置成了我最心爱的所有。
当我逐步有了大型的化学仪器,做了些更具有挑战性的的试验,我决定要做一个像爆竹一样的小型炸弹。不久后,我满怀抱负来到公众图书馆,读了书架上每一本关于爆炸和燃料方面的书籍并逐页做了笔记,我经常读到Alfred Nobel名字和他所做的工作。我被所从事的爆炸工作及硝化甘油与缓解心绞痛之间的联系迷住了。
当我读到Nobel的职业生涯时,我备受鼓舞,想创造一些爆炸性的东西。我进行了好几个月的实验,除了利用自己手里的化学药品,我还说服邻居家的小孩从当地药店获取了一些化学药品。我本想制造鞭炮,但我无意间做成了管式炸弹使房子里的家具被损坏,使妈妈非常伤心。
不久以后,我从制造炸药转向制造火箭。我在后院发射了一个自制火箭,火箭飞行了一段距离后落在我家的屋顶上,由于着陆过猛,砸碎了屋顶的瓦。父亲非常生气,但我对科学上的进步使他感触尤深。因而父亲虽然非常生气,但对我在科学上的进步使他感触尤深。因而父亲对我的宽恕态度使我保持了继续追求的热情,最终为我指明了一生方向。
我在哥伦比亚大学读书时,虽然只有药理学这门课真正激发了我的兴趣,但我还是选修了我所知道的每一门化学课。在明尼苏达大学的研究生院,我的主攻方向为药理学第二专业为心血管生理学——我在读有关Alfred Nobel的书籍时就开始感兴趣的。获得药学博士后,我开始从事识别和解决药剂和药学上的一些秘密。
当我致力与药理学研究工作时,我孩童时读到的关于硝化甘油与心绞痛缓解的故事又浮现在我的眼前。不久以后,虽然我的研究进展缓慢,但明确了一氧化氮的研究方向。我那时在研究一个叫环磷酸鸟苷(GMP)的分子,该分子对血管平滑肌的舒张起重要作用,休士顿的药理学家 Ferid Murad 的研究引起了我的兴趣。当时,Murad正从事一氧化氮的早期研究。直到那时,好像只有化学家把一氧化氮当作活性化学药品才会感兴趣。他和我的同事们写的一片论文引起我的注意。因为该论文表明一氧化氮不仅能激活产生环磷酸鸟苷分子的酶,而且能数百倍地增加人体组织内环磷酸鸟苷的浓度。与此同时,纽约药理学家 Robert F. Furchgott得出的结论与我和Murad的正好相吻合。
问题在于一氧化氮是否对机体产生有益的作用。几乎一个世纪后,科学家和内科医生们仍受 Alfref Nobel 对硝化甘油以及类似的陈旧悲观看法的影响,难以想像一氧化氮在体内具有正面作用。毕竟,一氧化氮是一种有毒物质——汽车尾气和香烟烟雾中的一种成分。总之,一氧化氮是一种污染环境的主要成分,它怎能治病呢?我也没有找到全部的答案,但我想继续探寻下去。