發(fā)現(xiàn)維生素 B12的故事

dlky · 發(fā)表于 2007-7-10 08:23:24

20世紀(jì)的前20余年間，在北美和歐州的許多大城市的醫(yī)院里，常見到一種神秘的致
死性貧血病，患者多為中年以上的各階層男女，他們血液中的紅細(xì)胞數(shù)僅及正常人的 l
／3或更少，面容泛黃，神色疲憊，各種治療方法都無效，常在 l一3年內(nèi)死亡。這種病
被稱為惡性貧血。
　　1929年，美國波士頓哈佛大學(xué)的助理教授、血液學(xué)家喬治•邁諾特（1885一1950)及其助手威廉•墨菲發(fā)表了一篇震驚醫(yī)學(xué)界的論文。論文宣稱他們對(duì)45位患惡性貧血的病人，每人每日給吃半磅生的或輕微煮過的
牛肝，幾個(gè)月過后，貧血癥狀大為減輕。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)不僅使這些病人結(jié)束了死刑的宣判.還對(duì)血液病的研究開創(chuàng)了一個(gè)新的前沿課題。
偶然得來的啟發(fā),有趣的是，他們用牛肝治療惡性貧血的想法來自于偶然閱讀一篇論文。約在前一年
（1925)的3月間，邁諾特看過一篇在美國生理學(xué)雜志上發(fā)表的論文，它是由美國病理學(xué)家喬治•惠普爾（1878一1976)等寫的。內(nèi)中報(bào)告他們的實(shí)驗(yàn)用狗,由于連續(xù)放血而導(dǎo)致慢性貧血，飼以肝臟則能促進(jìn)血紅蛋白的再生。邁諾特讀過后想：如果肝臟對(duì)貧血狗有效，也可能對(duì)惡性貧血病人有效。正是由于受了惠普爾等人的啟
發(fā)，才有了上述治療惡性貧血病的新發(fā)現(xiàn)。
　　實(shí)際上，邁諾特的這項(xiàng)新發(fā)現(xiàn)，可以說是"歪打正著"的一個(gè)絕好例子。因?yàn)檫B續(xù)
放血引起的貧血與惡性貧血，其產(chǎn)生機(jī)制完全不同。從以后的研究中得知，前者是缺鐵
性貧血，是10年后才闡明的；后者是由于維生素 B12缺乏所致。但在這個(gè)發(fā)現(xiàn)中，科學(xué)
工作者發(fā)揮了充分的想象力，這在獲得重大成果中是十分必要的。邁諾特在學(xué)生時(shí)代，
就對(duì)貧血及其他血液病有興趣。他試過用切除脾的辦法治療惡性貧血，但無長久效果：
在與惡性貧血病人的密切接觸中，他了解到這些病人非常厭惡肉食，于是他懷疑這種病
可能是一種營養(yǎng)缺乏病。這里用得著引用巴斯德的名言："在觀察的領(lǐng)域中，機(jī)遇只偏
愛那種有準(zhǔn)備的頭腦。"
人們?cè)缙趯?duì)惡性貧血病的認(rèn)識(shí),遠(yuǎn)在1872年，瑞士學(xué)者比爾默曾報(bào)道15例貧血病人，有14例死
亡，他稱之為"進(jìn)行性惡性貧血"。4年后(1876)在英國一本醫(yī)學(xué)期刊的社論中，援引了
瑞士學(xué)者的稱呼，在英語中第一次用"惡性貧血，一種新病"來描述這種致死性貧血病。
此后，這種病逐漸引起醫(yī)學(xué)界的注意。
　　惡性貧血的特點(diǎn)是：血液中有不正常的巨型紅細(xì)胞，其紅細(xì)胞數(shù)目?jī)H為 l00萬一
300萬／mm3。骨髓呈巨幼紅細(xì)胞生成，還可累及粒細(xì)胞及巨核細(xì)胞系列。臨床癥狀除貧
血外．常伴有舌痛、舌紅，輕微黃疽，周圍神經(jīng)炎，還有手足麻木和蟻?zhàn)吒校轮珡?qiáng)直
和行動(dòng)困難。
　　關(guān)于惡性貧血患者的血像，1874-1890年間在歐洲即有所描述。如1874年即記載有
其紅細(xì)胞的計(jì)數(shù)僅為正常人的 l／10；1877年法國即發(fā)現(xiàn)其血液中有大量的巨幼大型紅
細(xì)胞，提示有細(xì)胞成熟障礙。1916年，美國的邁諾特等人發(fā)現(xiàn)切除脾臟可使惡性貧血產(chǎn)
生短時(shí)期的好轉(zhuǎn)，但不持久。
　　關(guān)于惡性貧血病人胃液缺乏問題，早在19世紀(jì)50年代即由英國人喬思斯(H．
Jones)發(fā)現(xiàn)。還有報(bào)道某些患嚴(yán)重貧血的病人的尸體，其胃中的分泌腺大量萎縮。1860
年，一位美國醫(yī)生甚至認(rèn)為，這種致死性貧血病是因胃液缺乏引起的消化不良所致。
　　 1900年，丹麥的法勃和勃拉克檢查了33例這種病人，其胃中只有少量的酸或無酸。1921年，美國的列維因等用小直徑易彎曲的胃管，在6年內(nèi)完成了150位惡性貧血病人的胃液檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)其中99％的人在進(jìn)食試餐后
沒有游離酸?？菜鞯膬?nèi)因子和外因子理論.
　　在邁諾特等發(fā)現(xiàn)肝可治療惡性貧血之后，就有人把肝中的這個(gè)活性物質(zhì)稱為"肝因
子"，或"抗惡性貧血因子"。在此后3年，即1929年，坎索首先提出內(nèi)因子和外因子理論來解釋惡性貧血的發(fā)病機(jī)理。在1926-1927年間，坎索還是--個(gè)從哈佛大學(xué)畢業(yè)不久的年輕住院醫(yī)師。他隨他的主任在波士頓市立醫(yī)院研究惡性貧血。在當(dāng)時(shí)，惡性貧血在波士頓血液學(xué)界是一個(gè)熱門話題。
　　坎索知道惡性貧血病人的胃，分泌酸和胃蛋白酶的細(xì)胞都已萎縮；他也知道有人
設(shè)想這種病是一種營養(yǎng)缺乏病，如果認(rèn)真選擇適宜食物，是可以治愈的。因此，他問自
己：為什么正常人不需要每天吃半磅肝來避免產(chǎn)生惡性貧血？正常人的胃是否可從一般
食物中取得相當(dāng)于惡性貧血病人吃肝所取得的物質(zhì)？他因此設(shè)想：如果我們?cè)O(shè)法填補(bǔ)了
惡性貧血病人缺乏的正常胃的某些成分，或者就有可能使惡性貧血病人的病情好轉(zhuǎn)。于
是，坎索開始進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)：
　　1．在自己身上做試驗(yàn)?？崭购?，他吃了300克幾乎是生的粉碎的瘦牛肉，在 X線觀
察下，一個(gè)小時(shí)后還有2／3留在胃中。他用刺激自己咽部的方法，把胃內(nèi)食物都反吐出
來，獲得約200克半消化的牛肉。他向其中加入足量鹽酸，使其 pH達(dá)到2.5-3.5，然后
在37℃溫度下孵育；3一4小時(shí)，留此混合液備用。
　　 2．設(shè)計(jì)以下兩組實(shí)驗(yàn)來測(cè)定上述半消化的牛肉的效力。每組有惡性貧血患者10
人，實(shí)驗(yàn)約10天，每天測(cè)定患者血液內(nèi)網(wǎng)織紅細(xì)胞的數(shù)目，作為血細(xì)胞再生、病狀好轉(zhuǎn)
的標(biāo)志。①第一組患者每日食物中只含200克粉碎的瘦牛肉，作為動(dòng)物蛋白的唯一來
源，10天后并未見到網(wǎng)織紅細(xì)胞有所增加；②第二組患者每日給予上述由健康人消化牛
肉后吐出又經(jīng)體外孵育的消化混合液。有趣的是，這一組病人在實(shí)驗(yàn)第6天，血液中網(wǎng)
織紅細(xì)胞數(shù)即開始增加，第10天達(dá)到高峰。以后網(wǎng)織紅細(xì)胞數(shù)下降而正常紅細(xì)胞數(shù)開始
增加，一直延續(xù)到第30天。在這段期間，患者的健康愉快感也大有改善。這項(xiàng)結(jié)果與邁
諾特每日給予其惡性貧血病人半磅肝的結(jié)果極為相似。
　　 3．每日單獨(dú)給予惡性貧血病人150毫升由正常人提供的胃液，不給予動(dòng)物蛋白，
對(duì)病情無效。
　　以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果是坎索于1929年發(fā)表的。簡(jiǎn)單地說是：惡性貧血病人，對(duì)單獨(dú)給予
牛肉無效；單獨(dú)給予正常人的胃液也無效；但對(duì)牛肉在體外與正常人胃液消化后的混
合液有良好反應(yīng)。因此，結(jié)論是：牛肉提供了一個(gè)外因子(extrinsic factor)，而正
常人胃液提供了一個(gè)內(nèi)因子(intrinsic factor)，二者合一，才對(duì)惡性貧血病的病情好
轉(zhuǎn)有效。
外因子和內(nèi)因子的本質(zhì)是什么
　　自從發(fā)現(xiàn)"肝因子"以及由坎索提出內(nèi)外因子理論之后，有不少學(xué)者進(jìn)行這方面的研
究。但由于缺乏相似的動(dòng)物模型以及不易找到復(fù)發(fā)的惡性貧血病人(此種病人大都已得
到根治)進(jìn)行提純物質(zhì)的規(guī)定，以致研究工作進(jìn)展很慢，直到20年后的 l948 年，才成
功地將"肝因子"(也就是坎索所稱的“外因子”)提純，而內(nèi)因子則一直沒有完全搞清
楚。

dlky · 發(fā)表于 2007-7-10 08:24:43

（一) 外因子：氰鈷胺(維生素 B12)
　　
　　外因子被認(rèn)為是存在于肉類或其他食物中的活性物質(zhì)。它不被熱所破壞，也存在
于粗制的酪蛋白、雞蛋以及自溶的酵母中。在研究外因子時(shí)，也曾稱之為"動(dòng)物蛋白因
子"。它的提純，是由美國的化學(xué)家雷克斯(E. L. Rickes)等和英國的化學(xué)家史密斯
(E. L．Smith)等于1948年幾乎是同時(shí)各自從肝臟中提取，并精制成結(jié)晶品。此后，對(duì)
其結(jié)構(gòu)、生理特性、臨床應(yīng)用等，都進(jìn)行了詳細(xì)的研究。它是一個(gè)含鐵化合物，分子量
很大，結(jié)構(gòu)也很復(fù)雜，是應(yīng)用 X射線逐漸明確其結(jié)構(gòu)并得以肯定的。這個(gè)因子由于其被
證明是一個(gè)營養(yǎng)上需要的物質(zhì)，所以被稱為維生素B12，也稱為氰鈷胺
(cyanocobalamin)或鈷胺素(cobalamin)?，F(xiàn)在維生素 B12的生產(chǎn)以發(fā)酵法為主，可大
量工業(yè)化生產(chǎn)，這對(duì)于進(jìn)行多方面的研究，提供了有利的條件。

(二) 內(nèi)因子

　　關(guān)于內(nèi)因子的研究，一直與外因子一同進(jìn)行。坎索最初認(rèn)為它是一個(gè)蛋白質(zhì)水解
酶，當(dāng)加熱至70℃一80℃30分鐘，即被破壞。但已證明它不是胃蛋白酶。

　　在1996年，芬蘭學(xué)者由人胃液中分離出的內(nèi)因子是一個(gè)糖蛋白，只用 l毫克就能
和30微克的維生素 B12結(jié)合。但從40升的胃液中只能提取出純內(nèi)因子8毫克?，F(xiàn)已知，
內(nèi)因子含有 15%碳水合化物。由人胃中分離出的內(nèi)因子含有約340個(gè)氨基酸殘基和36個(gè)
糖殘基，分子量為44000，它很可能是一個(gè)簡(jiǎn)單的多肽鏈。

dlky · 發(fā)表于 2007-7-10 08:25:24

許多動(dòng)物都能合成和分泌內(nèi)因子。它的分泌和胃酸相似。在人體，組胺、五肽胃
泌素以及膽堿能刺激都能引起它的分泌。但它對(duì)刺激的反應(yīng)，很快就達(dá)到高峰，持續(xù)分
泌的時(shí)間遠(yuǎn)較胃液分泌為短。

　　關(guān)于內(nèi)因子在胃中的細(xì)胞來源問題，荷蘭學(xué)者于1966年用放射自顯影技術(shù)，利用
同位素鈷 B12與內(nèi)因子的特殊結(jié)合活性，首先指出，人胃分泌鹽酸的壁細(xì)胞，也是產(chǎn)生
內(nèi)因子的細(xì)胞。此后又得到其他學(xué)者證實(shí)。同樣地，在免、猴、貓、牛等動(dòng)物，內(nèi)因子
也由壁細(xì)胞分泌。但在小鼠和大鼠，內(nèi)因子卻由主細(xì)胞分泌。而豬的內(nèi)因子卻由幽門部
的粘液細(xì)胞分泌。
內(nèi)因子是怎樣起作用的？
　　坎索當(dāng)初設(shè)想，內(nèi)因子和外因子結(jié)合形成一個(gè)血液生成因素，存貯于肝內(nèi)；而惡性
貧血病人的胃腺萎縮，不能產(chǎn)生必要的內(nèi)因子，才產(chǎn)生造血障礙。實(shí)際上，肝內(nèi)所含的
維生素B12很少，但它治療惡性貧血的有效劑量也極少。僅每日注射純維生素B12 1微
克，就能有效地治療惡性貧血，這劑量比用5微克維生素B12，加胃液使病人口服，還更
有效。因此，維生素B12本身就是抗惡性貧血的活性物質(zhì)。那么，內(nèi)因子起什么作用
呢？直到1950年，有了同位索標(biāo)記鈷的氰鈷胺后，才有可能完全了解內(nèi)因子的作用。

　　在1957年有人發(fā)現(xiàn)，如果給惡性貧血病人口服大量的維生素B12，如50微克或300微
克，那么，即使沒有加入胃液(內(nèi)因子)，也能吸收不產(chǎn)生惡性貧血的維持量。這也可以
解釋當(dāng)初邁諾特等的發(fā)現(xiàn)，即只吃半磅肝，沒有加內(nèi)因子，也能治療惡性貧血。計(jì)算起
來，這半磅肝中含有約200余微克的維生素B12，這樣大劑量的純維生素，即使能吸收2
微克，就比注射 l微克即能生效的劑量還要多一倍。因此，內(nèi)因子的重要性僅僅在于：
它以某種方式幫助正常人在每日的肉類食物中僅含的約2-5微克的那么微量的維生素
B12，得以被腸子吸收入血。

　　許多研究指出，內(nèi)因子是作為一個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白而起作用的。內(nèi)因子的分子中含有2個(gè)
不同功能的受體位點(diǎn)。在胃中，它與維生素B12緊密結(jié)合形成一個(gè)大分子復(fù)合物，它們
的結(jié)合有高度親和力，這個(gè)復(fù)合物對(duì)蛋白酶的水解作用具有抵抗力。另一個(gè)功能位點(diǎn)只
與回腸吸收細(xì)胞上的受體結(jié)合，促使維生素B12的吸收。

　　關(guān)于吸收維生素B12的地點(diǎn)，英人布思(C．C．Booth)于1959年指出是在人的小腸末
段?；啬c最后的 l／3-1／2是最有效的吸收地點(diǎn)。回腸微絨毛膜的外表面上有特異受
體，它與內(nèi)因子B12復(fù)合物接觸得很快，二者的結(jié)合有高度親和力。此受體不吸收自由
的維生素B12。

　　回腸上的受體數(shù)目非常有限。在倉鼠，每一個(gè)回腸的吸收細(xì)胞共有300-490個(gè)受
體，也就是說，幾乎每一微絨毛只有一個(gè)受體位點(diǎn)。人的回腸上的受體含有2個(gè)亞單
元，其分子量為900O0一140000。在回腸的受體位點(diǎn)上，內(nèi)因子B12復(fù)合物分離，B12被
吸收后，即進(jìn)入門靜脈中轉(zhuǎn)運(yùn)。

　　總之，內(nèi)因子的作用有二，一是它與維生素B12緊密結(jié)合，保護(hù)后者免受蛋白水
解酶的破壞；二是幫助維生素 B12在回腸內(nèi)的吸收。這樣看來，目前對(duì)于內(nèi)因子和外因
子及其相互關(guān)系的認(rèn)識(shí)，已經(jīng)和坎索原先的設(shè)想有所不同了。當(dāng)然，假說促進(jìn)了研究的
進(jìn)展，但真理是建立在實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上的。這是科學(xué)發(fā)展的必然規(guī)律。

　　 1934年，諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)授予惠普爾(Whipple)、邁諾特(Minot)和墨菲
(Murphy)三人．以表彰他們發(fā)現(xiàn)用肝臟治療貧血病的功績(jī)。