今天(2007/11/28)是華裔生化學家李卓皓(Choh Hao Li, 1913-1987)先生的逝世二十周年紀念日。我還在當學生的時候,除了幾位物理學家之外,李是最出名也最有希望得到諾貝爾獎的華裔科學家,他的大名在國內可算家喻戶曉。他是美國國家科學院院士,當然也是中研院院士,中研院的生化科學研究所就是因他而成立的。只不過在他過世十幾年後,新一代的學子已沒有幾個聽過他的大名,不免讓人感嘆(注一)。

李卓皓是廣東番禺人,1933 年南京大學化學系畢業,並留校擔任助教兩年。他師從留美歸國的李方訓教授做研究,完成了一篇論文,發表在《美國化學會期刊》(Journal of the American Chemical Society)。1935 年,李前往美國密西根大學深造,在舊金山下船後,他在加州大學柏克萊分校就讀的兄長李卓敏(1912-1991,香港中文大學首任校長),帶他去見加大的化學系主任。結果憑著他發表的論文,系主任破例收了他(之前他的申請被拒,因為加大化學系沒聽過南京大學的名字)。李也就在加大待了下來,一直到 1983 年退休。
李在三年內就取得了博士學位,同時幸運地在加大實驗生物研究所找到一份工作,那可是很不容易的事。且不說李的華人身分,當年學術界及產業界的工作原本就少得可憐,更別提當時是美國經濟大蕭條的三○年代。加大實驗生物研究所所長艾文斯(Herbert M. Evans, 1882-1971)是著名的解剖及內分泌學者(注二),當時對腦下腺分泌的激素(荷爾蒙)很感興趣,因此要李使用化學方法進行分離的工作。
以化學方法來研究內分泌激素,在當年還是創舉,所用的方法也與李之前所接受的訓練全然不同;但李接受了這項挑戰,也得到了豐盛的結果。在十年間,他與該所的生物學家密切合作,一共發表了 126 篇文章,純化了四種腦下腺激素。他也從化學技師、講師、助理教授、副教授一路升上了教授。1950 年,加大並為李成立了獨立的「激素研究實驗室」(Hormone Research Laboratory),由李擔任主管,直到他退休。其間,共有 200 多位來自世界各地的研究人員,在此進修,國內亦不乏其人,譬如羅銅壁、王光燦、張文章等人。
李卓皓從腦下腺激素的純化開始,一路到結構的確定及人工的合成,貢獻既多且廣。1953 年,他報告了腎上腺皮質控制激素(ACTH)的純化;接下來的十幾年當中,他發現了一系列與 ACTH 關係密切的蛋白質激素。其中的色素細胞刺激素(melanocyte-stimulating hormone, MSH)是 ACTH 本身的一部分,還有另一個大分子也包含 MSH 的構造在內,同時具有分解脂肪組織的作用;因此,李將它命名為脂肪控制激素(lipotropic hormone, LTH)。
當時李從不同動物(包括人)取得的腦下腺進行激素的純化鑑定,以比較其中異同;他使用的動物材料之一,是由一位伊拉克籍博士後研究員趁暑期返鄉之便,帶回的駱駝腦下腺。結果駱駝的腦下腺並沒有發現完整的 LTH,而是 LTH 當中一個片段。由於該片段沒有表現 ACTH 家族激素的任何功能,因此李也沒有太在意。
1975 年,英國亞伯丁大學的兩位研究人員在豬的腦組織中,發現了第一個內生性的類鴉片物質,由五個胺基酸所組成。該結果發表後,李很快就發現那五個胺基酸的組成與排列,與 LTH 當中未知功能片段的開頭五個胺基酸完全相同。經由藥理方法的檢驗,發現這段由 31 個胺基酸組成的蛋白分子,確實具有極為強效的嗎啡性質。於是這段由李卓皓實驗室所分離的內生性類鴉片物質,就定名為 b-腦內啡(b-endorphin),由內生性(endogenous)及嗎啡(morphine)兩個英文字的字首及字根所組成。
至於腦下腺含有大量 b-腦內啡的駱駝,是否代表牠們較不怕痛呢?李在某次開會時曾有此一說。但後來的實驗發現,那很可能是當初在收集駱駝腦下腺時,保存條件不當,造成 LTH 的分解所致;小心收集保存的駱駝腦下腺,就得不出那樣的結果。這種實驗條件所造成的人為誤差,在氣候炎熱地區及冷氣冰箱不那麼流行的年代,經常容易出現。
除了 ACTH 及 b-腦內啡的工作外,李的實驗室對於其他五種腦下腺前葉激素的分離純化,也都有過貢獻;因此,稱呼李為「腦下腺前葉激素之父」,實不為過。其中尤以 1969 年定出人類生長激素(growth hormone)結構,並於 1971 年以人工合成完整激素的工作,最為世人所知;在基因工程尚未誕生的年代,那可是非同小可的成就,尤其是人類生長激素是由多達 188 個胺基酸組成的大分子。我在當學生時,曾聽過傳言,說李在最早期的發表當中,把生長激素的胺基酸序列弄錯了一些,導致與諾貝爾獎失之交臂;如今想來,那應該是過於一廂情願的講法。
多年來,諾貝爾生理醫學獎及化學獎頒給不少內分泌學的研究者。就拿蛋白質激素而言,1923 年給的是分離胰島素的班廷(Frederick G. Banting, 1891-1941)及麥克勞德(John J. R. Macleod, 1876-1935),1955 年給了定出腦下腺後葉激素結構的杜維諾(Vincent du Vigneaud, 1901-1978),1958 年是定出胰島素結構的桑格(Frederick Sanger, 1918-),1977 年則是分離並定出三種下視丘胜肽激素結構的紀勒門(Roger Guillemin, 1924-)與薛利(Andrew V. Schally, 1926-)。說起來,李卓皓的研究工作,困難度並不在這些人之下,只是原創性稍嫌不足,以至於未獲青睞。
話說回來,1977 年得獎的紀勒門與薛利,同樣也以難度而非創新取勝,因此該年的獎項如果一併頒給了李卓皓,應該是再理想不過;只不過該年的第三位得獎者,給了發明激素測定法的雅婁(Rosalyn Yalow, 1921-)。再來,1984 年的化學獎,頒給了發明固態蛋白質合成法的梅里菲爾德(R. Bruce Merrifield, 1921-2006)。李的實驗室是最早使用該合成法的實驗室之一,合成了人類生長激素,只不過該年的獎項卻由梅里菲爾德獨得,李成了遺珠。再過三年,李因病過世,他也就永遠失去了機會。
1972 年,李回國為中研院設在台大校區的生化科學研究所舉行開幕式,並在台大體育館作專題演講;我捧著剛修過的動物學教科書到場聆聽,那也是我在台下目睹大師風采的唯一一次機會。25 年後(1997),我為了教授休假年,申請了以他為名、提供本國內分泌學者進修的紀念獎助金;當時,離他去世已有十年。我前往進修的密西根大學神經內分泌實驗室,也曾與李共同發表過有關腦內啡的論文,如今,又是十年過去。適逢李先生逝世二十周年前夕,特述因緣,並緬懷前賢。
注一:我在國內醫學院講授生理學內分泌系統時,都會提到李的大名,但越到後期,就越沒有人曉得李是何許人,有過什麼貢獻。
注二:實驗生物學裡常用的 Evans blue 染劑、Long-Evans 品系大鼠,都是他的貢獻。