杰出的生物化学家吴宪博士.docx
《杰出的生物化学家吴宪博士.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《杰出的生物化学家吴宪博士.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
杰出的生物化学家吴宪博士
杰出的生物化学家吴宪博士
曹育
（中国科学院自然科学史研究所，北京l00010）
摘要：
吴宪博士（1893-l959年）是国际著名生物化学家、中国近代生物化学事业的开拓者和奠基人。
他一生共发表163篇研究论文，3部专著，在该学科的临床化学、气体与电解质的平衡、蛋白质化学、免疫化学、营养学以及氨基酸代谢等6个领域的研究居当时国际前沿地位，并为中国科学事业的建立和早期发展做了许多工作。
此外，他还热爱生活，是位博学多才、兴趣广泛的学者，在他身上，东西方文化中的长处完美、和谐地融为一体。
ABIOGRAPHICALSKETCHOFTHEFATHEROFBIOCHEMlSTRYINCHINA——INCOMMEMORATIONOFTHEl00THBIRTHDAYOFDR．HSIENWU
CaoYu
Abstract
HsienWu（1893—1959）wasabiochemistofinternationalrenownandthefatherofbiochemistryinChina．Inallhislife，hewroteandpublished163scientificpapers，aswellas3booksandmadeimportantcontributionsin6areasofresearch：
ClinicalBiochemistry，GasandElectrolyteEquilibria，DenaturationofProtein，Nutrition，ImmunochemistryandMetabolismofAminoAcids．HealsodidalotforChinesescienceinitsearlyperiod．Besides，hewasamanofmultipleinterestsandhobbies．Inhim，thebestoftheOccidentalandOrientalmergedandachievedperfection．
KeyWords：
HsienWu，biography，biochemistry
吴宪（1893一l959年）是国际著名生物化学家，中国近代生物化学事业的开拓者和奠基人。
今年是吴宪博士诞辰100周年，笔者在调查访问吴宪亲属和对其著作及有关资料进行搜集整理和初步研究的基础上，撰成此文，以志纪念。
一、生平事略
吴宪，字陶民，1893年11月24日生于福建省福州的一个官学并著的家庭。
祖父吴维贞（1831—1903年）是当地一位大盐商，父亲吴小铿（1874—1954年），母亲梁蓉孚（1875—1939年），家中共有兄妹三人，他排行第二。
吴宪幼年是在外祖母家度过的，六岁回到父母身旁，开始入塾读经，以旧学启蒙。
由于聪颖勤奋，他中过秀才，并曾于1904年参加过全国的科举考试，l906年，他进入全闽高等学堂预科班（今福州第一中学的前身），受到新学教育。
4年的学业结束后，他通过了清政府组织的庚款留美考试，1911年春，入留美预备班（清华大学的前身）。
经过一学期的赴美培训，吴宪于当年8月作为该校第一班62名成员之一由上海乘船赴美留学，9月4日抵达美国旧金山，入麻省理工学院学习。
行前他曾回家省亲，奉父母之命与祖母相中的一位素不相识的姑娘完婚。
吴宪在美国学习的专业最初是海军造船工程专业，他选学此专业的念头早在中学时代就形成了。
吴宪的故乡福州是中国最早发展造船业的地区，早在1886年就创办了马尾造船厂，还设有船政学堂（FoochowNavalAcademy），当时那里造船和西学一度很盛行。
中日甲午战争的失败在当地产生了极大的震动和影响，吴宪所在的学校有不少教师是从昔日船政学堂毕业，吴宪受到他们的影响，立志学习造船，以帮助中国重建海军。
到美国后，经过勤奋苦读，他很快就克服了学习上的种种困难。
然而第一个暑期在新罕普什尔州某农场的大量阅读，使他的兴趣和志向发生了改变，特别是受到赫胥黎（T．H．Huxley）《生命的物质基础》一文的影响，他开始对生物化学问题进行关注。
1913年9月，他改专业为主修化学，副修生物学。
1916年6月吴宪大学毕业，获得学士学位。
其后，他又在该校继续进修有机化学，并兼任实验助教。
翌年秋，他被哈佛大学研究生院录取，从师于奥托·福林（OttoFo1in，1867—l934年，美国著名生化学家），在其指导下研究血液化学，不到两年便完成了博士论文《一种血液分析系统》（ASystemofBloodAnalysis），这是奠定吴宪在生物化学界地位的一篇主要论著。
文章以福林与吴宪共同署名发表后，立即引起了生化与临床化学界的重视，被认为“引发了一场血液化学方面的革命”[ii]。
l919年，吴宪获得博士学位后，又随福林从事为期一年的博士后研究，此间进一步完成了一系列血液化学分析的研究，这些研究发表后成了血液化学的经典著作（他的名字以“福林一吴”的形式而广为生化界所知），其中，他独自完成了血糖定量分析的改进方法，此方法用血量少，操作简便，数据准确，大大优于当时常规的本尼迪克特（S·Benedict）法。
他知道他的导师和本尼迪克特教授既是好友，但学术问题上又有矛盾的复杂关系，因而在研究时没有告诉福林，当他把写好的论文请老师过目时，福林兴奋地对他说，这个研究应当得到第二个博士学位。
以后学术界认为，如果没有吴宪改进的血糖测定法，后来的胰岛素发现会大受阻碍。
[iii]
1920年春，吴宪应聘回国，任新改组不久的北京协和医学院生理化学助教。
他一回国，就去福州老家探望父母，并将妻子接到北京生活。
然而由于志趣相异，经过吴宪多方努力，也无法弥补，从而最终离异，这次婚姻没有为他们生得一男半女。
1921年，吴宪升任襄教（associate，相当于讲师），主持生理化学的教学工作，不久使生物化学从生理学科独立出来，正式成立生物化学科（DepartmentofBiochemistry）。
1924年7月1日，他被越级晋升为襄教授（AssociateProfessor）并担任生物化学科主任，成为该校的第一位中国籍主任[iv]和最早的中国三教授之一（另两位是林可胜和刘瑞恒[v]），也是当时协和最年轻的科主任。
同年l2月20日，他与本科助教严彩韵（1902—1993年）女士结婚。
婚后三天，吴宪便携新婚妻子休假，赴美国纽约。
吴宪在那里的洛氏医学研究所（RockefellerInstituteforMedicalResearch）与范斯莱克（DonaldD．VanSlyke1883—1971，美国著名生物化学家）共同研究，严彩韵则在哥伦比亚大学化学系作研究工作。
翌年夏，他们的工作结束，回国前吴氏夫妇随黑斯廷斯（A．B．Hastings）夫妇及幼子赴欧洲诸国[vi]参观有关实验室，拜访生化学家，并观光游览，随后于l2月回到协和，继续工作。
1928年，他晋升为教授，直到l942年1月该校被日军占领解散。
这段时期是他科学生涯中的鼎盛时期，他不仅完成了许多重要研究，而且还领导着一个高水平、高效率的生化学科，使之成为中国生物化学的重要基地，并且在国际学术界也颇有影响。
吴宪不仅是国内外一些科学团体及期刊的发起组织者、成员，并积极参与活动，而且还是协和医学院1935一l937年间成立的三人领导小组成员之一。
此外，他参与创办了《独立评论》杂志，并在该刊发表过一些关于社会、政治、经济及中国营养问题的文章。
协和被迫解散后，吴宪隐退家中，“埋首读书、练习书法、整理著作，但抗日之心，未尝或己。
”[vii]l944年3月他离开北平，前往重庆，在西郊歌乐山南麓中央卫生实验院筹组和领导营养研究所。
同年7月，他被派往美国，作为营养学专家、联合国善后救济总署（UNRRA）的中国代表，参加研究战后经济恢复与重建的会议，会后又在那儿为我国抗日战争胜利后的经济建设进行考察。
1945年抗战胜利后，吴宪回到重庆，他向政府当局汇报了美国之行，并起草了一份进一步扩大发展营养研究所的计划，然后回到北平与家人团聚。
1946年夏，他开始筹建中央卫生实验院北平分院，并任院长，同时继续兼任营养研究所所长。
1947年5月，他应联合国教科文组织（UNESCO）的邀请，作为中国的六代表之一，途经美国参加7月在英国牛津举行的第l7届国际生理学大会，并在大会上宣读了《脂醇类对蛋白质的变性率》论文，会后回到美国，在那里为日后回中国建立一所“人类生物学研究所”而做各方面的积极筹备。
1948年1月，他作为访问教授在哥伦比亚大学内外科医学院生化系学习质谱技术，熟悉使用重同位素来研究生物学问题，以便日后回国开展工作，期间于5月参加了第4届国际热带医学和疟疾大会，提交了一篇关于中国和东南亚营养不足情况的论文，11月，出席联合国粮食农业组织营养顾问委员会的会议。
1948年夏秋期间，吴宪曾两次订好回国船票，并将购置的书籍寄回国，以作为人类生物研究所的图书馆之用，然而，均由于码头工人的罢工而未能成行。
此后，由于国内战局紧张等原因，他的回国计划和努力化为泡影。
次年1月，他的夫人携其二子三女离开北平，经历艰辛、迂回的旅途，于半年后到达美国，全家重聚。
9月，吴宪应聘担任伯明翰州亚拉巴马大学医学院生物化学系访问教授，给一年级医学生授课，同时在夫人（后被该校指定为研究助理）协助下从事研究工作。
1952年l0月，吴宪突发心肌梗塞，不能继续紧张工作，在家人的一致劝说下，于1953年8月辞职退休，定居于波士顿，开始了充实而多彩的退休生活。
1955年1月迁居布鲁克莱恩（Brookline）自己的寓所。
l958年4月心肌梗塞的再度发作，使他的健康每况愈下，l959年8月8日凌晨逝世于波士顿的麻省总医院，葬于麻省（马萨渚塞州）波士顿近郊吉梅卡的森林山墓园。
终身保持着中国国籍。
二、科学贡献
吴宪对于国际生物化学和中国科学事业的贡献是卓著的，由之赢得了他在国际学术界的声望和在中国科学界的地位。
他在国际上，是美国科学促进会会员、美国化学会会员、美国生物化学家协会会员、美国实验生物学和医学会会员、荷兰《生物化学与生物物理学报》顾问委员、原德国自然科学院名誉院士、美国亚拉巴马州科学院院士、美国自然科学荣誉学会（SigmaXiSociety）会员，以及联合国粮食农业组织营养顾问委员会常务委员（1948-1949年）和热能需要量委员会委员（1949-1950年）。
他的名字被收入《国际医学名人录》（InternationalWho'sWhoinWorldMedicine）、《美国科学名人录》（AmericanMenofScience，第九版）、《中国名人录》（Who'sWhoinChina）[viii]、以及《科学家传记大辞典》（DictionaryofScientificBiography）等书。
美国学者里尔顿·安德森（J·Reardon-Anderson）将他誉为“中国化学的巨人”，并评价道：
“毫无疑问，吴宪是20世纪前半叶中国最伟大的化学家，或者说是最伟大的科学家。
当他在1919年发表他的第一项研究时，在中国还没有任何一类的化学研究。
”到1949年，“化学研究已发展到全国时，对这一事业，没有人比吴宪贡献得更多。
”[ix]作为一名科学大师，吴宪的贡献主要体现在两方面，即学术研究和发展中国科学事业。
1．学术研究吴宪一生发表研究论文l63篇，专著3种[x]。
他的研究领域主要包括：
临床生物化学、气体与电解质的平衡、蛋白质化学、免疫化学、营养学以及氨基酸代谢等方面，此外，还涉及到性激素、抗生育等方面。
由于篇幅所限，在此仅作一般性介绍[xi]。
（一）临床生化方面吴宪以1919年的博士论文《一种血液分析系统》[xii]为基础的一系列工作，为现代临床血液化学分析提供了重要的分析手段，具有历史性的创新意义，在国际上长时间被广泛采用。
其中关于血糖测定的方法被国际上沿用长达70年，为此他被誉为国际血液分析的权威[xiii]。
在20世纪20年代以前，测验血中的非蛋白氮组分对病人来说是个沉重的负担，例如仅一次尿酸测定就需耗血25毫升。
而福林—吴的新方法只需10毫升就足以进行包括尿素、肌氨酸、肌氨酸酐、尿酸和糖的测定（其中只需一滴血就能测定血糖）。
除了血液外，他还对尿、唾液和脑脊液持续进行了多年的分析和探讨[xiv]。
（二）气体与电解质的平衡方面这是吴宪在1922-1923年间与范斯莱克（当时是协和访问教授）、麦克林（F．C．Mclean）等的合作研究，根据实验结果，在等量渗透（osmoticequality）、唐南平衡（Donnanequilibrium）与钾钠不扩散的基础上，在每一呼吸循环中，为电解质与水、血浆与血细胞之间的迁移做出了解释[xv]。
这项工作成为生化文献中的经典性工作[xvi]
（三）蛋白质变性的研究这是吴宪在协和期间主持的一项较大规模的研究，以解决这一当时国际上尚未解决的问题。
l924—1940年间，他与其同事严彩韵、邓葆乐（C．Tenbroeck）、李振翩、林国镐、林树模、陈同度、黄子卿、刘思职、杨恩孚、周启源、徐嘉祥、王成发等陆续发表“关于蛋白质变性的研究”专题系列论文l6篇，相关论文l4篇，并于l929年第l3届国际生理学大会上首次提出了蛋白质变性理论[xvii]，认为蛋白质变性的发生与其结构上的变化有关，但这一理论在当时未能引起重视。
以后，在进一步深入研究的基础上，他于l931年在《中国生理学杂志》（ChineseJournalofPhysiology）上正式提出了“变性说”[xviii]，用种种事实表明，天然可溶性蛋白质（即球蛋白）的长肽链一定是由氨基酸的各种极性基团被分子内的某种次级键按一定方式连接而形成有规律的折叠，使蛋白质分子具有一种紧密的构型（现在称为构象）。
蛋白质的这种次级键一旦被物理、化学的力破坏，构型就被打开，肽链则由有规律的折叠而变为无序、松散的形式，即发生了变性。
蛋白质变性学说尽管被一度忽视，但最终赢得了国内外学者的验证和好评。
诚如著名蛋白质化学家豪若威兹（FelixHaurowitz）在1950年评论，这是“关于蛋白质变性的第一个合理学说”，他认为这个理论至少比其他人早发表了5年[xix]。
美国生化学家佛拉顿（J．S．Fluton）在其关于生物化学历史的专著中对此这样记载道：
“这一假说被广为接受，并在不久得到进一步实验的支持，但是它还未能表明维持天然蛋白质构象中的化学力问题，这个问题后来由默斯凯（A．Mirsky）、波林（L．Pauling）和哈金斯（M．Hugyins）提出的维持蛋白质构象的‘氢键’理论而得到解决。
”[xx]此外，国内有学者认为，从他对血红蛋白与球蛋白的研究结果表明，吴宪似乎在50年前就已接触到蛋白质分子的四级结构，为蛋白质大分子高级结构研究开了个头[xxi]。
总之，他的工作“为蛋白质大分子高级结构的研究写下了有价值的一页”[xxii]。
（四）免疫化学吴宪l927年开始了这方面研究后作出不少领先的成绩。
他和李振翩、郑兰华、萨本铁、周田、李冠华、刘思职、王成发等在15年中进行了一系列颇有成效的研究，其中，他在国际上首创了标记手段[xxiii]。
他用带色基团的血红蛋白，继而又用碘化清蛋白作为标记抗原，这种方法比用同位素作标记进行类似的研究要早许多年。
利用这一方法，吴宪等人在其他蛋白质存在的同时进行了抗原、抗体沉淀物的定量分析，从而确定了抗原与抗体的定量关系，以后又进行了纯抗体的分离并证实了抗体的“一元论”。
（五）营养学1927年起，吴宪与严彩韵、陈同度、万昕、张昌颖等对我国食物进行了大量而系统的分析研究，他们还对素膳和荤膳大鼠进行了一系列研究，通过数十代大白鼠遗传、饲养实验，比较了纯素膳与荤杂膳的营养价值及其对动物的生长、生殖、基础代谢、自发性活动以及寿命的影响，由研究结果得出这样的结论：
与西方相比，中国一般人民体质弱和身材矮小的原因主要不是种族和遗传上的，而是由于膳食质量差。
只要加强营养，完全可以得到改善，这就从理论上否认了外国人对中国人体质问题的种种偏见。
1989年，他编著出版了我国现代最早的营养学专著——《营养概论》[xxiv]。
30年代，他还在对我国食物系统分析的基础上编著了我国第一部《食物成份表》。
吴宪关于营养学的研究不仅有学术意义，而且对当时的中国有一定现实意义。
（六）氨基酸代谢这是他晚年（1948—1953年）在美国进行的研究。
为了研究人类生物学，他用N15标记氨基酸和其它有关的化合物，对之进行了一系列代谢实验，于1949年发表了该系列的第一篇论文。
l953年以后，由于健康原因，此项工作未能得以继续，然而，在退休后他仍一边自学高等数学，一边将其所学得的微积分法和质谱分析法相结合应用于分析测定，从而提出了一项普遍原则，用以说明在这些实验中所得的关于排泄的数据，并于1959年发表了最后的三篇论文[xxv]。
除了上述工作外，由吴宪组织进行的关于激素和抗生育的研究也都很有价值。
吴宪具有十分敏锐的观察力，他有把重要事物从不重要事物中辨别出来的才能，并且在任何讨论中都能抓住问题的实质，他能迅速及时地把握住当时国际研究的前沿工作，以及对中国社会有价值的问题，进行高水平的研究，并能不断创新。
同时，他还有高超的实验研究技能。
和他一起工作过的入都感到他思想敏锐、见识深濬、敢于探索。
亦师亦友的著名美国生物化学家范斯莱克这样评价吴宪：
“只有当亲眼看到他的工作时，你才能充分领略到他才智上的异彩和技术上的完美。
他是当今生物化学中伟大的并且具有真正独创性的领袖之一。
”[xxvi]
就由吴宪在国内主持的研究来看，他的研究思路似从两条路线发展的：
一条路线是纯基础理论性研究，以追求高水平、探索真知为目的。
主要从组成生命体的基本要素蛋白质入手，研究其性质、结构（变性研究）、生物机能（免疫研究、氨基酸代谢），以及与之有关的种种特性，以期望最后上升到解决人类基本生命机制的研究。
在这条路上，他本着“科学没有国界”的原则。
另一条路线是带有应用性的基础研究，是以用科学解决中国实际问题为目的，主要从分析北京人的膳食和各种食物入手，进而研究素膳，到设计提出优化的营养，希望由此最终能提高中国人的身体素质，这条路径体现出他“科学救国”的良好愿望。
他的研究生涯是在这两条路径上几乎同时发展的，取得的成就是令人瞩目的，但对营养的研究结果与他的希望无疑存在着偏差，因为解决中国人身体素质（营养）问题绝不是单靠科学就能达到目的的。
随着日本的侵华，政局的恶化，他也逐渐清楚地认识到了这点，但他并没有因此而泄气住手，而是愈来愈多地关注社会问题。
尽管他的科学研究最终因日军的侵略全部中断，但已为我国在这些方面的生化研究开了路。
2．对中国科学的贡献吴宪不仅在科学上追求真知，而且把发展中国科学事业视为自己的义务。
众所周知，协和是美国洛氏基金会出资兴办的当时亚洲一流的高水平学校，从院长到教授最初都是外国入。
作为协和最早的一位中国籍主任，他是协和教育委员会（EducationDivision）成员、教授会（CommitteeofProfessors）和执行院长任务的三人领导小组（即执行委员会AdministrativeCommittee，l935—1937年间组成）[xxvii]成员。
他积极参加治校工作，为该院中国同仁和师生向校方争取福利、改进教学而尽力，赢得了人们的尊敬和信赖。
作为生化教授与科主任，他始终具有不断发展的战略眼光：
他重视学术交流，早在1922年协和外籍教员成立美国实验生物学和医学会北京分会（SocietyforExperimentBiologyandMedicine，PekingBranch）时，他就参加了该会的学术活动[xxviii]，他曾先后邀请美国著名生物化学家范斯莱克、科恩（A．E．Cohn）和黑斯廷斯等教授来科任访问教授，进行讲学和合作研究，并多次参加国际学术会议；他重视实验室建设和学生实验课的设置，一到校就开设了实验课，编写实验讲义，并在多年实践基础上与周启源（1903—1986年）合著了《生物化学实验》一书（吴宪用英文写成，由周启源译成中文），于l941年由中华医学会编辑委员会出版，向全国医校推广使用，以促进其他医学院校生化实验的进步。
他对生物化学的分支与教学也有创新，首次提出了“物理的生物化学”（Physicalbiochemistry，现称生物物理化学）的概念，以物理化学的理论和技术、方法应用于生物化学问题的解释和研究，从分子水平基础上考虑生物的化学问题。
根据自己多年教学和国际生物化学的发展，他在l934年出版了用英文写的《物理生物化学原理》[xxix]，（在此以前国内外尚未见有这类著作），作为协和本科医前期一年级生物化学的课本，并亲自讲授，为学生打下了扎实的理论和实验基础。
他严格选择师资和重视培养青年，除了医学院学生外，他还先后吸引了十余位刚回国的青年化学家到实验室工作，并接受培养进修生和研究生20余人[xxx]，据他的学生估计，到50年代，“中国的生化教师和研究人员有70％以上曾在协和医学院受过训练。
”[xxxi]他们后来或在教学、或在研究单位担任领导任务，并在教学和研究工作第一线献身，大都已为我国生物化学或其他化学学科方面的发展做出了重要贡献。
在他的领导下，北京协和医学院生化科在20年代至40年代前期出人才、出成果，在国内外声誉卓著。
吴宪的科学成就及领导才能为他带来了许多声誉，而他也认真对待这些，义无反顾地为发展中国科学事业出力献策。
1926年，他在协和医学院协助林可胜成立了中国生理学会，并自其成立起就参与负责该会的具体工作，担任理事会委员（到1940年）、书记兼会计（1929-1931年）、会长（1931-1935年）、《中国生理学杂志》常务编委（1927-1941年），与林可胜等其他学者积极配合，把学会办得非常出色。
中国生理科学在30年代引起当时国内外科学界的瞩目，与中国生理学会的推动作用有相当的关系。
除此而外，吴宪还是中国科学名词编审委员会化学组委员（1921-1927年）、中国化学会创始期会员、《中国化学会会志》编委（1935-l937年）、中华教育文化基金董事会科学研究补助金和奖励金审查委员会委员（1932-l938年）、中华医学会特组营养委员会主席（年代不详）、中央研究院化学研究所通讯研究员（起迄年代不详）、该院第一届评议会评议员（1935-1940年）及第一批院士（1948年3月）。
在所有上述职务（团体）中，他都是尽职尽责地去工作。
为支持抗战，发展战时中国的科学事业，l944年3月，他冒着极大的风险，离妻别子，只身悄悄离开了日军占领下的北平，经过长途艰苦跋涉抵达大后方重庆，筹建和领导中央卫生实验院的营养研究所。
当时物质匮乏，条件艰苦，实验设备简陋，但他总是亲临实验室指导实验，有时直到深夜。
在他的大力筹组下，中央卫生实验院营养研究所从原来的十几人扩展到拥有几十位学者[xxxii]。
抗战胜利后，吴宪负责筹建中央卫生实验院北平分院，他暂选北平先农坛为院址，在重重困难下，积极罗致人才、筹措经费、添置研究设备。
他还利用出国开会之机途经美国考察，与当时正在美国的老友侯德榜商谈由永利公司资助，在黄海化工研究所内建“人类生物学研究所”的计划。
为实现这一计划，他一方面在美国四处奔走，筹款购置精密仪器运回国，与麻省理工学院商议培养一些中国学生，并将所收集的图书资料寄回国内，以为日后建所之用；另一方面以访问教授身份，在美国大学进修先进的实验研究技术，以便迎接回国后新的研究时期的到来。
由于种种原因，他回国建所的计划未能实现，但直到晚年，他仍未放弃这一打算，只因疾病缠身，未能如愿。
诚如吴宪的长子吴瑞所言：
“发展中国科学事业是我父亲一生的愿望。
”[xxxiii]
作为科学大师，吴宪的工作意义不仅仅在于发展科学本身，正如安德森在《变化的研究》一书中指出：
“吴宪国际声望建立得既早而且还由他后来的工作持续着，这使他得到参加
升级会员 