Insulin 100 år
En personlig betraktelse
Ander Frid
Insulinbehandling är en av 1900-talets största medicinska landvinningar, jag ska försöka fokusera på personerna som skrev medicinhistoria 1869-1923
Paul Langerhans och öarna
Dr Langerhans (1847-1888) presenterade sina öar i en avhandling 1869 vid 22 års ålder och skrev samtidigt att han inte hade en aning om deras funktion. Han obducerade flitigt och fick liksom många kollegor tidigt tuberkulos och dog av detta på Madeira vid 41 års ålder efter en blygsam akademisk karriär i Freiburg. 1883, fem år efter Paul Langerhans´ död lanserades begreppet ”Langerhanska öar” av fransmannen Laguesse och därmed är namnet odödligt. Laguesse hade, till skillnad från Langerhans, en idé om funktionen och misstänkte att de påverkade glukosomsättningen. Framsynt måste man säga.
Joseph von Mering och Oscar Minkowski
Joseph von Mering (1849-1908) var den första som beskrev att ämnet phlorizin gav glukosuri hos människa och blev därmed den förste som beskrev SGLT2-hämningens effekter men det visste han förstås inte då och det är en annan historia. Han var läkare och forskare i Strassbourg tillsammans med Oscar Minkowski (1858-1931) och de träffades i universitetsbiblioteket en vårdag 1889. Diskussionen gällde om lipidabsorptionen skulle påverkas om man tog bort pankreas på hund. Sagt och gjort, samma kväll togs pankreas bort på en hund, morgonen därefter måste von Mering resa till Colmar i ett brådskande familjeärende. Kvar fanns Minkowski som snart kunde konstatera att hunden oupphörligt kissade på golvet trots att den skulle vara rumsren. Han fick den ljusa idén att testa urinen och fann att den innehöll stora mängder glukos.
Glukosuri var vid den här tiden synonymt med diabetes mellitus och när von Mering kom tillbaka från Colmar gjordes fler operationer på hundar, med samma resultat. De drog slutsatsen att om pankreas tas bort får ett försöksdjur diabetes och de publicerade sina iakttagelser samma år i en artikel med titeln: Diabetes Mellitus nach Pankreas Extirpation. Klart och koncist.
Hur många försökte sedan behandla diabetes (hos försöksdjur) med pankreasextrakt?
Väldigt många. Nu stod det klart att nyckeln till behandling av den dödliga sjukdomen diabetes mellitus hos unga på något sätt var kopplad till pankreas. Enligt flera översiktsartiklar finns över 400 publikationer om hur man försökte behandla diabetes hos försöksdjur med pankreasextrakt åren efter 1889.
Georg Zülzer och de första försöken på människa
Zülzer (1870-1949) var läkare i Berlin och hörde till den stora skara som visade effekt på diabetiska hundar med pankreasextrakt och bestämde sig för att pröva på människa. 1906 gav han sitt extrakt (som han benämner Acomatol) till en person döende av diabetes. Han vaknade upp och förbättrades men behandlingen kunde inte fortsätta och han avled. Acomatol gavs till ytterligare fem döende patienter 1906-1908. Alla fick en övergående förbättring men avled när injektionen inte kunde upprepas. Priset för förbättringen var också svåra biverkningar, både lokala och generella.
Läkemedelsföretag som Hoffmann-LaRoche och Schering var en period intresserade men drog snart tillbaka sitt stöd. Zülzer fick ett patent i USA 1912 med titeln ”Pancreas preparation suitable for the treatment of diabetes” vilket var ett avancerat önsketänkande. I praktiken var det biverkningarna som begränsade användningen av Acomatol men ingen kan ta ifrån Georg Zülzer att han var först med att behandla diabetes hos människa med pankreasextrakt.
Av övriga forskare var det flera som gav enstaka injektioner till människa före 1920, några namn: Ernest Scott, Israel Kleiner, John Murlin. Tord Ajanki skriver också i sin utmärkta och läsvärda bok ”Historien om diabetes” om Paul Sjökvist som 1908 på Karolinska Sjukhuset gav pankreasextrakt från kalv till en patient med diabetes men blev utskälld av sina överordnade.
Nicolae Paulesco
Paulesco (1869-1931) är ett namn som alltid diskuteras i detta sammanhang. Han var från Rumänien, forskade i Bukarest och Paris och anses fortfarande av många som insulins upptäckare, bland dem svenske professorns Rolf Luft som 1972 offentligt uttalade att Paulesco också borde fått nobelpriset 1923. Borde han det? Inte enligt min mening.
Paulesco hade från 1916 gjort en lång mycket väl utförd försöksserie på hundar där han givit ett vattenlösligt pankreasextrakt till diabetiska hundar och noterat såväl sänkt blodglukos som uringlukos och sänkta ketoner.
Han drog slutsatsen att ett verksamt hormon finns i extraktet (namnet hormon och skillnaden exokrin-endokrin är känt sedan 1902) men han gjorde ingen koppling till Langerhanska öar. Han kallade sitt extrakt ”Pancreine” och den avgörande frågan är: gavs Pancreine till människa? Svaret är två gånger. En gång rektalt 25 februari 1922 utan framgång och en gång intravenöst 23 mars 1922.
Vid det sistnämnda tillfället rapporterar Paulesco att blodglukos gick ner till 0 utan att nämna ev. medvetandepåverkan och säger mycket lite om andra biverkningar. Inga ytterligare humanförsök gjordes. Hans hundförsök var utan tvekan bäst i klassen men han tog inte det avgörande steget till användbar behandling på människa.
Det finns ytterligare en sak att säga om Paulesco; han var politiskt verksam på yttersta högerkanten, googla på Paulesco och antisemitism så kan ni också läsa vad som hände när man inför IDF i Paris 2003 ville instifta ett Paulesco-pris och sätta upp en byst. Inte för att detta tar något ifrån hans vetenskapliga insatser men det hör till medicinhistoriska fakta.
Frederick Banting och Charles Best, kort presentation
Banting (1891-1941) var bondson från Ontario, Canada. Klar med medicinstudierna 1916, började träna till kirurg, anmälde sig frivilligt till tjänstgöring under första världskriget, blev sårad, kom hem vid krigsslutet 1918. Fortsatte som kirurg men fick inget fast jobb, öppnade därför en egen praktik i London, Ontario 1 juli 1920. Mottagningen gick uselt, enligt uppgift hade han inte en enda patient första månaden. Han hade enstaka föreläsningar på det lokala universitet, Western University.
Charles Best (1899-1978) var son till en läkare i West Pembroke, Maine, studerade fysiologi och biokemi på universitetet i Toronto, blev inkallad 1916 som infanterisoldat, kom hem 1918 och fortsatte studierna i Toronto, tog sin examen i maj 1921, inte som läkare utan som biokemist.
Frederick Banting får sin idé
Banting, som är helt utan forskningserfarenhet och inte har egen erfarenhet av att behandla diabetes, behöver läsa på inför en föreläsning om kolhydratomsättning. Han läser en artikel av Moses Barron där resultatet av flera obduktioner redovisas. En person har fått en total blockering av pankreas utförsgång och Barron noterar där att hela den acinära vävnaden har atrofierat men att de Langerhanska öarna är opåverkade.
Än viktigare är obduktionsresultatet från fem personer med diabetes där han ser förändringar i de Langerhanska öarna hos samtliga och helt frankt drar slutsatsen att ”… true diabetes in man is primarily the result of pancreatic (islandic) deficiency.” Huvudet på spiken men ingalunda oomtvistat. Banting skriver nu 31 oktober 1920 i sin dagbok de berömda orden ”Diabetus (sic). Ligate pancreatic ducts of dog. Keep dogs alive till acini degenerate leaving Islets. Try to insolate the internal secretion of these to relieve glycosurea.”
Banting vet inte säkert hur diabetes stavas men nu sitter idén i hans huvud och här ställer jag en diagnos. Frederick Banting har ett ”single track mind”, han blir övertygad om något och sen kan ingenting rubba honom, han ska stanna på detta spår tills han lyckats.
Frederick Banting och John Macleod
Banting måste nu till Det Stora Sjukhuset och vänder sig till John Macleod, professor på Toronto University och internationellt erkänd kolhydratforskare. Bondsonen kliver alltså från gatan in till professorn och ber om hjälp att förverkliga sin idé. Macleod är tveksam men tycker inte att han har något att förlora, Banting är ju kirurg och kan operera hundarna så han får labutrymme, hundar och en assistent, Charles Best. Dock ingen lön, det får han först i oktober 1921, arbetet påbörjas i maj 1921 och går mycket trögt i början med hög mortalitet hos hundarna men går så småningom allt bättre. Macleod tar sig alltså an Banting, sex månader senare kommer Banting att hata (faktiskt det ord som vanligen används i litteraturen om deras relation, ”hatred”) professor Macleod.
Försöken sommaren och hösten 1921
Detaljerna kan läsaren lätt finna i artiklar på nätet. Maj – november 1921 görs 75 injektioner på nio pankreatektomerade hundar. Hur många duktligerade hundar extraktet kommer från är svårt att utläsa men det kan inte vara fler än fem. Som positivt resultat anges minskande glukosuri.
Av försöken är 42 positiva, 33 tveksamma eller negativa. Knappast nobelprismaterial, Paulesco hade bättre resultat med extrakt från hel pankreas och det hade han publicerat i augusti 1921. Resultaten i Toronto drogs på ett möte i december 1921 utan att väcka stor uppmärksamhet och publicerades i februari 1922.
I november överges duktligeringsmetoden, Banting inser att hel pankreas går lika bra, man vidhåller dock att det måste vara öarna som producerar hormonet och kalla sitt extrakt ”Iletin” vilket betonar kopplingen till ö-cellerna.
James Collip gör entré
Collip (1892-1965) var en briljant kemist, redan professor med eget lab och egna försöksdjur, kaniner, som är lätta att jobba med och finns i obegränsade mängder. Både Macleod och Banting inser att man behöver en kompetent kemist och Collip sätter i december 1921 omedelbart igång att extrahera från hel nötpankreas och utvecklar på kort tid en avancerad extraktionsmetod. Hur visste han vilken fraktion som skulle isoleras?
Hur Collip jobbade vet vi inte, labjournalerna har försvunnit och själv pratade han mycket lite om saken men sannolikt isolerade han fraktion efter fraktion med alla tillgängliga verktyg inklusive vacuum och prövade sen vad som fungerade bäst på försökskaninerna. Under tiden tragglar Banting och Best på med sina metoder.
Första misslyckade försöket på människa, Collip blir sur
Nu sker allt i snabb takt. Först måste man veta att det nu finns en spricka i samarbetet. Banting anser att i första hand Macleod men även Collip försöker stjäla hans idé och själva ta äran.
Det är sannolikt anledningen till att första injektionen på diabetessjuk människa, den 14-årige Leonard Thompson, sker med Bantings extrakt, nu från hel nötpankreas. 11 januari 1922 får Leonard 7.5 mL i vardera skinkan av ”a thick brown muck”. Blodglukos sjunker från 24 till 17 mmol/L, dygnsutsöndring glukos i urin från 92 till 84 gram, ingen minskning av ketoner, ingen förbättring av allmäntillståndet. Kliniskt sett ett nästan totalt misslyckande, Leonard får dessutom stora abscesser på injektionsställena. T.o.m. Zülzer hade lyckats bättre.
Collip är säkert besviken att inte hans extrakt användes först och enligt samstämmiga uppgifter i litteraturen gör han ytterligare ett genombrott i metodiken omkring 16 januari och lyckas rena extraktet till den hittills högsta nivån. Då gör James Collip något helt oväntat. Han meddelar övriga att han nu vet hur man får fram ett verksamt extrakt men att han inte tänker avslöja hur, och att han dessutom tänker ta ut patent i sitt eget namn.
Då blir det storm på universitetet i Toronto, man inser att det här kan bli något stort och att personliga konflikter inte får stå i vägen. 25 januari, sannolikt med en del armtwisting, skrivs ett samarbetsavtal mellan Banting, Best, MacLeod och Collip. Två dagar tidigare har då inträffat det som är den verkliga födelsedagen för en av 1900-talets största medicinska landvinningar, insulinbehandling av diabetes typ 1.
23 januari 1922, triumf och succé
Leonard Thompson får nu äntligen en subkutan injektion av 5 mL verksamt extrakt, framtaget av Collip från nötpankreas. Blodglukos sjunker från 29 till 7 mmol/L, ketoner försvinner helt och allmäntillståndet förbättras. Biverkningarna anges som obetydliga. Tillräckliga mängder finns också för att fortsätta behandlingen och veckan efter får ytterligare sex patienter injektioner med samma resultat.
Alla berörda inser vad detta betyder, Toronto Star rapporterar vilket leder till att sjukhuset översvämmas av böner om behandling från anhöriga till barn och ungdomar som är döende av diabetes. Resultaten av behandlingen av de sju första patienterna presenteras under ett triumfartat möte på Association of American Physicians 5 maj 1922 och kommer i tryck lite senare med en titel det säkert kändes skönt att sätta: The Effects Produced on Diabetes by Extracts of Pancreas. Det också i den artikel som man föreslår namnet insulin.
Nobelpriset i medicin eller fysiologi 1923
Redan hösten 1922 finns insulin i stora mängder kommersiellt tillverkat och har 1923 nått ut till stora delar av världen, tiotusentals unga räddas till livet. Nobelkommittén i Stockholm bestämmer att Banting och Macleod ska få priset. Banting blir rasande och delar omedelbart prispengarna med Best varvid Macleod delar sina pengar med Collip. Bantings hat mot Macleod kvarstår hela livet, Banting och Collip blir snart goda vänner igen. Vad jag tycker om nobelpriset? Det mest logiska hade varit att alla fyra hade fått dela priset, de hade trots allt haft ett nära samarbete och var och en på sitt sätt varit delaktiga i framgången.
Om jag fått bestämma i Nobelkommittén
Då hade priset i medicin eller fysiologi gått till Banting och Best och priset i kemi till James Collip ensam. Han kunde fått priset 1923 eller varför inte året efter då det stod ännu mera klart hur viktigt hans arbete var. Utan hans briljanta arbete hade Torontogruppen egentligen inte åstadkommit mer än många andra före dem, försök på hundar som visade att det fanns en aktiv substans i pankreas som kunde sänka blodglukos men att det ännu inte fungerade på människa vilket första försöket med Leonard Thompson visade. Utan James Collip ingen fungerande behandling där och då, inget nobelpris och inga triumfturneér på världens kongresser.
Så vem upptäckte insulin?
Bra fråga. Att insulin är en polypeptid visste man inte förrän 1928, elfores presenterades 1931 (Arne Tiselius i Uppsala) och sekvenseringen skedde inte förrän 1951 B-kedjan och 1953 A-kedjan av Frederick Sanger. Att den aktiva substansen, sannolikt ett hormon, finns i pankreas var känt sedan 1889, att det kom från ö-celler trodde vissa på, andra inte. Banting trodde på ö-celler men från Toronto kom egentligen aldrig några bevis för det. Metoden att ligera pankreas utförsgång gav inte ett bättre extrakt än hel pankreas.
En person lyckades med att framställa ett extrakt från pankreas där mesta möjliga av störande fraktioner var borttagna och var tillräckligt rent för att framgångsrikt kunna användas för att kunna behandla på människa och där metoden också fungerade i industriell skala och därigenom räddade hundratusentals unga liv. Den personen bör kallas insulins upptäckare. James Collip.
Kuriosa 1
Frederick Banting, kirurg utan erfarenhet av diabetes eller forskning, i oktober 1920 utan fast arbete, tog emot nobelpriset i medicin tre år senare med tre originalpublikationer på sitt CV. Det gör honom helt unik i medicinhistorien. Hans arbeten hade hastigt godkänts som avhandling av universitetet i Toronto 1922 så han hade i alla fall doktorstitel när han skakade hand med kungen.
Kuriosa 2
James Collip lade med sina data om glukossänkning på kaniner grunden till standardiseringen av insulins effekt som international unit, IU, på svenska IE.
En IE är den mängd insulin som sänker blodglukos på en 2 kg fastande kanin med 2.5 mmol/L (från början ner till hypoglykemiska kramper). Det etablerades 1923 och det gäller fortfarande! Numera översatt till 0.0347 mg kristalliniskt humaninsulin med vissa justeringar för insulinanaloger. Kaninenheten lever fortfarande.
Referenser
En stor del av ovanstående finns att läsa i Michael Bliss´ standardverk The discovery of insulin, University of Chicago Press 1982 samt den mycket läsvärda Historien om Diabetes av Tord Ajanki, Historiska Media 1999.
En mycket informativ artikel är de Leiva et al: The discovery of insulin: Continued controversies after ninety years. Endocrinol Nutr. 2011;58(9):449-456.
Det mesta har jag funnit genom att plöja ett stort antal artiklar på nätet, majoriteten av pionjärartiklarna finns där + ett oändligt antal översikter och kommentarer.
University of Toronto är en guldgruva liksom US Patent Database där alla ansökningar finns i PDF.
Anders Frid, medicine doktor, Dalby. Tidigare yrkesverksam överläkare, Skånes Universitetssjukhus SUS, Malmö
På uppdrag av DiabetologNytt
Nyhetsinfo
Se också "När insulinet kom till Sverige - via Danmark" Peter Nilsson, SUS, Malmö. Pdf Läkartidningen och utan lösenord
www red DiabetologNytt