诺奖得主、药理学家阿尔维德·卡尔森(Arvid Carlsson)
导读
阿尔维德·卡尔森(Arvid Carlsson)是一位瑞典籍的杰出药理学家。他出生于1923年,从小在乌普萨拉长大。
卡尔森的成长岁月伴随着战火,这也促使他选择了一条截然不同的道路。他出生在一个文学世家,可当他清晰地认识到战争的残酷后,他毅然决然地选择了医学道路。
2000年,卡尔森与保罗·格林加德(Paul Greengard)和埃里克·坎德尔(Eric Kandel)因其在神经系统信号转导方面的研究而共同获得诺贝尔生理学或医学奖,他的生平也更为人熟知。以下是卡尔森对其人生的自述。
Arvid Carlsson | 撰文
深究科学 | 翻译
我成长于一个学术氛围浓厚的中产家庭。1926年,我3岁时,父亲被任命为瑞典隆德大学的历史学教授,我们全家从瑞典乌普萨拉迁往那里。我母亲通过了文学硕士学位考试,我父亲在乌普萨拉大学获得了博士学位。我母亲一生对研究都抱有浓厚兴趣,但她更重视抚养孩子和协助丈夫进行研究。
然而,当她丈夫76岁去世时,已经71岁的她开始全身心投入她最喜爱的研究领域,即中世纪瑞典女性的法律地位。她就此主题在瑞典发表了几本书和一系列文章,几年后,乌普萨拉大学授予她荣誉博士学位。
成长历程
我们家共有四个孩子,我们都在不同程度上获得了学术学位。
我们家有着强烈的人文倾向。然而,与选择人文领域的哥哥和姐姐不同,我决定学医,我7岁的弟弟后来也追随我。我之所以做出这种偏离常规的选择,部分原因是年轻人身上常有的叛逆心理,部分原因是模糊地认为科学比艺术“更有用”。
我的童年和青年时期在稳定的环境中过着幸福的生活,父母充满爱意,全力支持我们。我可能在调皮捣蛋方面只是平均水平。在学校,我觉得日子还过得去,学习不怎么费力就能取得好成绩。
1939年6月,我16岁时,和一个同龄的男孩一起进行了为期两周的徒步旅行,目的地是德国。这成了我32岁之前唯一一次离开北欧国家的旅行。这次旅行发生在第二次世界大战爆发前两个半月。我们有机会与许多不同社会地位的德国人交谈。他们中的大多数人都坚信,一旦收割完庄稼,战争就会爆发,他们虽然不情愿,但似乎已接受这一事实。
在柏林,我曾在一家由福音派基金会经营的医院过夜,住在那里的显然是些非常贫穷的人。我尤其记得几位留着长胡须、面容悲戚的犹太人,他们一边阅读一本厚重的书(可能是《塔木德》),一边低声嘟哝,显然在绝望的境地中寻找答案和解决办法。除此之外,我并没有意识到我周围可能正在发生针对犹太人的可怕暴行。
我的医学学习始于1941年,进展顺利,除了两年的军役造成的几次中断。隆德(Lund)当时和现在一样,是一个相当典型的小大学城,有些类似牛津(Oxford)。包括医学院在内的研究和教学质量都很好。在这所学校的教授中,有几位杰出人物值得一提。生理学教授托尔斯滕·通贝格(Torsten Thunberg)发现了“组织呼吸”,即脱氢酶,并开发出一种测量其活性的方法。他的研究与柏林的瓦尔堡(Warburg)在同一主题上的研究是同时进行的,但相互独立。瓦尔堡而非通贝格获得了诺贝尔奖。药理学教授欧内斯特·奥弗顿(Ernest Overton)因其关于细胞膜结构和脂质特性的革命性理论,以及关于麻醉机制的理论而闻名。
然而,奥弗顿在我开始医学学习之前就去世了,通贝格当时也已经是名誉退休教授了。令人难过的是,奥弗顿晚年精神失常;据说他曾多次提名自己获得诺贝尔奖,他和通贝格一样,当然配得上这个奖项,但最终未能获得。在隆德大学医学院的同期学生中,最具创新精神的是尼尔斯·阿尔瓦尔(Nils Alwall),尽管他开创性的贡献在当时并未得到普遍认可。阿尔瓦尔是“人工肾脏”发展的先驱之一。他成功地在医科大学附属医院运营了一个肾脏透析部门。这家医院后来发展成了国际知名的甘布罗公司(Gambro Company)。该公司在肾脏透析和其他生物医学技术方面仍然相当成功。隆德大学当时的另一项重大创新是赫尔穆特·赫兹(Helmuth Hertz)和英格·埃德勒(Inge Edler)开发的超声心动图。
最后,值得一提的是通贝格的学生中最杰出的约根·莱曼(Jörgen Lehmann)。在20世纪40年代,莱曼在瑞典哥德堡发现了对氨基水杨酸(PAS),它与瓦克斯曼(Waksman)发现的链霉素一起,为结核病提供了首个有效的药物治疗方案。瓦克斯曼而非莱曼因其发现获得了诺贝尔奖。
Helmuth Hertz(左)和Inge Edler(右)
在我医学学习的前五年,第二次世界大战正在进行,这使得瑞典几乎完全与世隔绝。然而,在我学习的第一年,五名丹麦医学生获准离开当时被德国占领的丹麦,与我们一起在隆德学习解剖学。我与其中一位伊布·蒙克瓦德(Ib Munkvad)建立了特别的友谊。我们在一起下棋。蒙克瓦德后来成为了一名精神病学家,专注于生物精神病学。他在丹麦发展生物精神病学方面发挥了重要作用,还因提出多巴胺受体激动剂引起的运动障碍可作为精神病模型的假说而闻名。
另一次与战争的特殊接触发生在1943年10月的几个夜晚,当时数千名犹太人设法乘坐小型渔船穿越丹麦和瑞典之间的海峡逃亡。这是因为德国占领当局的一名高层人员告知丹麦当局,即将从丹麦向德国大规模驱逐犹太人。当时来到瑞典的犹太人中,有一些是著名的医学研究人员。这些人立即被录用,成为我们医学院的重要师资力量和研究人员。
初涉药理学
1944年春天,当我还在临床实习的第一年时,发生了一件与战争更加令人伤心的事情。当时,瑞典王室成员福尔克·伯纳多特伯爵(Count Folke Bernadotte)设法说服德国当局,允许他乘坐几辆“白色巴士”从瑞典前往德国,并在集中营接走囚犯。这些运输活动取得了成功,大约3万名囚犯得以逃脱,其中包括1.1万名犹太人。一些囚犯被带到隆德,在那里的一个公园里搭建了一个大帐篷来安置他们。作为一名医学生,我负责检查其中的一些囚犯。他们中的许多人都是孩子,饱受营养不良之苦,结核病也屡见不鲜。然而,最令人震惊的是他们的精神状态,他们表现得像野生动物一样,显然遭受着严重的痛苦和猜疑,不信任任何人。
在我刚开始医学学习的时候,我就已经决定尝试投身于研究工作。1944年,我通过药理学学科考试后,获得了药理学系“amanuens”(起初没有薪水)的职位。当时该系的主任,也是唯一的教授,是贡纳尔·阿尔格伦(Gunnar Ahlgren)。他曾是图恩贝里(Thunberg)最得意的学生,显然也是图恩贝里研究团队的重要成员。然而,当他独自担任药理学教授时,他在科研上并无多少建树。但他成功吸引了一批才华横溢的学生,这些学生后来在医学的各个领域都取得了成功的职业生涯。其中一人就是之前提到的尼尔斯·阿尔沃尔(Nils Alwall)。
Nils Alwall(右)
阿尔格伦给我和另一位名叫乔治·特兰德(Georg Theander)的学生布置了一个研究课题,即测量戊四唑(Cardiazol)的作用持续时间。戊四唑是当时常用的一种“兴奋剂”,用于唤醒服用过量催眠药或镇静剂的人,也用作电休克疗法的前驱疗法。如今,这种药物主要用作诊断和实验工具。为了测量戊四唑的作用,阿尔格伦建议我们利用其对中枢抑制药的唤醒作用。
起初,我们尝试使用一氧化二氮,但令我们惊讶的是,该药物无法对抗其麻醉作用。随后,我们加入亚催眠剂量的巴比妥,发现这种药物与一氧化二氮的联合作用可以被拮抗,而抑制翻正反射所需的一氧化二氮分压的增加可以作为衡量戊四唑作用的指标。这项研究的结果表明,戊四唑的作用持续时间比从观察其在未接受中枢抑制药治疗的动物身上的效果所预期的要长得多。
我们发表了研究结果(Carlsson和Theander,1946),我们的第一篇论文荣获了隆德大学为年轻医学科学家设立的奖项。人们可能会好奇,为什么阿尔格伦对这种药物的作用持续时间感兴趣。他从未向我解释过原因,但当我告诉他我们的研究结果时,他显然很高兴,但并不惊讶。一个合理的原因是,他实际上曾在自己身上试验过这种药物来对抗镇静剂,从而发现了其长效作用。
我与另一位年长五岁的药理学家福尔克·塞林(Folke Serin)一起研究了另一种“兴奋剂”即尼可刹米的作用,并发现了其致死作用的昼夜节律。根据一篇后来发表的关于生物节律的综述文章,我们的发现(Carlsson和Serin,1950)似乎是首次描述药物作用的昼夜节律。这篇综述文章在生物节律研究成为时尚,尤其是在与太空研究相关时发表。
钙代谢的研究工作
1948年,冈纳·阿尔格伦(Gunnar Ahlgren)说服我转向一个完全不同的研究领域,即钙代谢。当时,放射性示踪剂,其中包括Ca45,已经可以在市场上买到,而一家瑞典制药公司希望我们测试一些钙盐关于其口服可用性。我接受了这项研究工作。测试不同钙盐的工作并没有发现什么有趣的东西,但我利用这个机会,利用新技术研究了钙的吸收及其在骨骼中的代谢。这项工作促成了我的医学博士学位论文(相当于美国的博士学位),以及随后的几篇论文,包括我的两名学生伯蒂尔·林德奎斯特(Bertil Lindquist)和格伦·鲍尔(Göran Bauer)的博士论文,他们后来分别成为了儿科和骨科手术的教授。
简单地说,我们发现与当时的普遍看法相反,可以使用示踪技术来分别测量骨骼矿物质的摄取(或“累积”)和再吸收(相关综述见Bauer等人,1961年)。
除此之外,我们还发现生理剂量的维生素D不仅可以刺激肠道吸收和“累积”,还可以刺激骨骼矿物质的再吸收。我们的发现引起了国际关注,并导致我们在1955年夏天被邀请参加戈登会议(Gordon Conference)。
参考资料
Arvid Carlsson Biographical.The Nobel Prize.