20世纪的科学怪杰鲍林-第48部分
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样，为此他设计了一种聪明的办法。兰德施泰纳将一个经过选择的有机分子和一个蛋白质结合在一起，完善了制造合成抗体的技巧；这样就可以根据已知的结构来培养抗体并进行研究。鲍林叫自己的助手制作了一系列这样的合成抗体，每一个蛋白质分别和一个、两个或三个同样的有机分子相结合。将这些有机分子培养出来的抗体进行各种反应，并对形成的合成物中的抗原和抗体的比例进行分析，他就能够估算出每个抗体分子到底与多少个抗原结合到了一起。研究结果有力地表明，正如他预言的那样，抗体是二价的，同时和两个抗原联结。他还发现，似乎抗体分子的两头能够与不同的抗原相结合，这又支持了抗体形成的模板理论。
但是，最令人激动的消息是，坎贝尔在1941年末成功地制造出了人造抗体。根据鲍林1940年论文中提出的理论，血液中任何一种球蛋白在变性之后都会形成一种特定的抗体，这样就能在某一抗原周围重新成形。鲍林在11月给韦弗的信中激动地写道，这正是坎贝尔对牛肉球蛋白进行试验得出的结论。他说，这标志着世界上首次人工合成了抗体。鲍林在信的结尾轻描淡写地说道，“我觉得在试管内合成抗体可以被认为具有相当的重要性。”实际上他认为这项发明相当重要，完全可以申请专利，不过他并没有将这一点告诉韦弗。
不过，坎贝尔的试验并没有像鲍林说的那么确定。坎贝尔制造出的东西只是有些像抗体——至少在他的手里，这种蛋白质确实能够专一地和一种目标抗原相结合——但是从牛肉球蛋白中得到的这一产品的产量很低，而且不稳定。在最理想的情况下，鲍林所称的“制造出来的抗体”中只有八分之一能够与抗原结合。而且抗体和抗原之间的结合力也比自然抗体要弱，沉淀物中抗体和抗原的比例也要低得多。
然而，这一切都可以用合成技巧的不完善来解释。证据也许不充分，但却是实实在在的，而且大致符合鲍林有关抗体形成和蛋白质构造的理论，符合他关于氢键连成的长链构成了各种形状的蛋白质的思想。这确证了他对世界的认识，当然也是正确的。
他认为这一实验是正确的。人造蛋白质的成功合成引发了各种有趣的可能性。在战争时期，人们迫切地需要各种药品，而人造抗体将称为世界上最有效的药品。鲍林为整个工艺申请了专利，这表明他深知自己这一发现的商业价值。他进而采取了一个不同寻常的举动。1942年3月，他在加州理工学院发表了一份新闻稿，宣布他的实验室成功地制造出了人工抗体。他在新闻稿中写道，尽管还不知道它的发现是否在医药上有用，这一研究为治疗疾病“开辟了新的可能性”。
对于如此重要的一项发明，未经科学杂志发表而首先向新闻媒体宣布，这闻所未闻，但给鲍林带来了立竿见影的效果。各界的反应迅捷而热烈。电讯社报道了这一发明，并广为传播。《科学》杂志在新闻栏目中进行了报道，对研究界人士说，“在医药史上第一次在烧瓶中人工合成了对抗疾病的物质，抗体。”《美国医药学会学报》的编辑用赞许的口气介绍了鲍林的发明，并期望有朝一日人造免疫血浆库能够出售鲍林的产品。医药公司的代表纷纷邀请鲍林签订合同，为他提供经费和技术上的帮助。
但是在完善实验技巧，最终将其商业化之前，鲍林希望得到更多的没有附加条件的赞助，为此他充分利用了新闻稿发布之后的知名度。有两家机构表示出兴趣，一个是科学研究和发展局的医学研究委员会，另一个是洛克菲勒基金会。鲍林在两家机构之间忸怩作态，一边通知委员会他的最新发现，同时又以开发出一种有价值的对付疾病的“相当大的可能性”来引诱韦弗。韦弗在激动之余中了鲍林的计。在很短的时间内，洛克菲勒基金会将为鲍林的免疫学研究提供三万一千美元的经费，其中包括用来完善人造抗体生产工艺的两万美元。
然而，并不是每个人都像鲍林那样信心十足。鲍林在4月份写道：“没有多少人写信来索取我们在试管中生产抗体的实验资料。也许他们满腹狐疑。”这话说对了。免疫界专家对鲍林这一成果一直保持缄默。8月份，鲍林在《实验医学杂志》上首次完整地发表了人造抗体的论文。论文表明，鲍林距离自己声称的研究成果还有相当大的距离。对于实验的描述相当粗略，根本无法精确地重复，而且他的对照实验也相当勉强。兰德施泰纳和其他一些人在试图重复这一实验时没有获得成功。
尽管人们的怀疑日益加深，鲍林仍然坚信自己是正确的。他发现了一些新的证据：他和坎贝尔人工合成了肺炎球菌抗原的抗体，发现其对感染的老鼠至少具有某种可以测量的保护作用。然而，其他的一些迹象则有些不妙。坎贝尔似乎是能够人工合成抗体的唯一的一个人。他指导的学生和博士后则运气不佳。在进行了三个月的努力之后，一位研究人员写信给鲍林说：“我祝愿您在人工制造抗体的工作中一帆风顺，但是我必须承认自己有些悲观……坦率地说，对于那些时而有效、时而无效的实验步骤，我并没有什么好感，而且我找不到任何失败的缘由。”
1943年初，洛克菲勒基金也开始紧张起来。弗兰克·布莱尔·汉森分担了韦弗自然科学部的一些职责，他对于鲍林不像韦弗那么迷信。随着免疫学资金延续期限的邻近，汉森征询了全国抗体专家对于鲍林理论的看法。专家们的反应并不积极。一位专家直截了当地说帕萨迪纳从来就没有制造出过人造抗体；另一位专家则担心鲍林“对自己的工作并不十分严谨”。兰德施泰纳对于鲍林抗体形成的一般理论仍持赞成态度，但是他告诉汉森，如果他下注的话，“他觉得鲍林生产出抗体的可能性小于百分之五十。”著名的微生物学家勒内·迪博总结说：“鲍林教授的观点之所以受到广泛重视，是因为他在化学领域的崇高威望，然而我们中许多人觉得其结论的基础非常不充分。”
汉森开始公开表示怀疑，问鲍林既然在一年的努力之后仍没有得到结论性的成果，是不是应该削减他的经费。鲍林无言以对。实验结果似乎预示着成功，然而过多的失败给整个研究蒙上了一层阴云。在向全世界宣布了他已经成功地人工合成抗体之后，现在他不得不承认这些抗体不能全面地保护动物，对此他深感“失望”。他进而降低了人造抗体在他整体研究计划中的重要性。接着洛克菲勒基金会将给他的专项研究经费削减了一大半。与此同时，鲍林悄悄地收回了对抗体生产的专利申请。此后他再也没有就此课题发表过一篇论文。
然而他也不愿意撤回自己的结论。他不明白为什么坎贝尔的实验看似成功，而带来的只是混乱。他觉得自己的理论是正确的。他看到的坎贝尔制造的少量人工抗体也肯定是正确的。如果这一切是错误的话，将会有人站出来证明这一点。
但是，在战争期间及战后的许多年中，没有人这样做。尽管当时免疫学研究领域的顶尖科学家私下里对鲍林的研究工作持批判态度，并且对他的执迷不悟大为不满，但是他们都不愿公开发表他们的观点。只有一个初出茅庐的青年免疫学家埃尔文·卡巴特敢于发表文章，对鲍林的研究结果表示质疑。他在一篇评论文章中说，鲍林和坎贝尔观察到的是抗原和球蛋白的非特定的结合；由于坎贝尔在实验中使用了大量的球蛋白，这些蛋白质互相纠结在一起，同时将一些抗原也拖了下来。一些资深的免疫学专家在非公开场合对卡巴特的观点表示赞同。那么为什么只有他公开地抨击鲍林的观点呢？后来卡巴特说道，“慑于鲍林的威势，大多数不想对他表示异议。”
科学界的沉默使鲍林的声誉不至于因人造抗体的失败而受到过多的影响。只有对这一领域最为熟悉的免疫学家和洛克菲勒基金会的官员才明白，鲍林在这一研究上有夸大其辞的嫌疑。
就鲍林而言，他从不认为他和坎贝尔进行的工作是失败的。五十年后，鲍林仍然坚持他的立场：“我们确实成功地制造出了抗体——尽管非常弱，但是仍具有特异性。”
为什么那些神奇的东西只在坎贝尔的烧瓶中出现呢？在放弃研制人造抗体多年之后，坎贝尔对自己的密友，理工学院生物系教授雷·欧文提出了一种解释。他说，一个过于积极的实验室助手为了得到老板们预期的结果，而对实验做了手脚。整个事件是由于“一些技术人员为了讨教授的欢心”而发生的。
在放弃了人造抗体的研究之后，鲍林得以重新将精力投入到更富有成果的其他免疫学研究领域。从1943年开始，他回到了对更为基本的问题的研究上，并与普莱斯曼和坎贝尔一起得出了一些实在的研究成果。在此之后的几年中，三人小组发表了二十多篇论文，对抗体二价性以及特定分子形状在抗体和抗原结合中的重要作用提出了有力的证据。他们比兰德施泰纳更为精确地设计了合成抗原，并运用新的定量技巧来测定抗原和抗体的反应。事实上，到了战争结束时，鲍林实验室就证明了抗体和抗原形状的互补性是其互相结合的根本原因。他们的成果支持并进一步发展了埃尔利希锁和钥匙的思想，确切地表明抗体和抗原就像分子拼图游戏一样彼此吻合着。
然而是什么力量使它们结合在一起的呢？在对打破抗体和抗原之间化学键所需的能量进行研究后，鲍林深信其中并未涉及强化学键——共价键或离子键。他的脑海中出现了一幅新的图像。鲍林小组比较了抗体和具有特定变异的抗原之间的反应，发现抗原上哪怕是一个原子的变化也会对键合的力量产生显著的影响。换句话说，这种吻合一定是极为精确的。
分子之间原子和原子的紧密接触产生了另一种附着力，也就是原子间的范德瓦尔斯引力。范德瓦尔斯引力得名于一位荷兰科学家，他研究了气体中这种力的作用，并证明它非常弱——相当于共价键的十分之一到百分之——而且没有针对性，几乎任何一对彼此接触的原子都会产生这种作用。弗里茨·伦敦在1930年用量子力学理论解释了这种现象，提出这是由于两个靠近的原子干扰了彼此的电子云造成的。鲍林在进行晶体衍射的研究时早已熟知这一种现象：共价键将两个碘原子紧密地结成一个分子，而范德瓦尔斯力则将这些分子联结成晶体。对抗体而言，相当重要的一点是，范德瓦尔斯力随距离的增加而呈几何级数递减，这样它只有在相当近的距离内才能产生作用。鲍林意识到，如果只有几个原子在一起，那么范德瓦尔斯力没有多少作用，但是如果像蛋白质这样的巨型分子的表面互相接触，那么总的范德瓦尔斯力就足以将两个分子结合在一起。假定范德瓦尔斯力是抗原一抗体作用的主要因素，也意味着如果使分子互相离开哪怕是一丁点儿——鲍林实验室发现，如果在一个抗原的表面制造一个凸起，使抗体和抗原之间的距离达到一个原子直径的几分之——就能显著地削弱它们之间结合的力量。如果这种不吻合的情况更为显著的话，抗原和抗体就会彼此脱离�
