获诺奖两年后,他竟遭到逮捕
来源:倍可亲(backchina.com)一场连做两晚的梦,让他找到了神经传递的秘密,也助他拿到了诺贝尔奖。可这份科学荣耀没能保护他:纳粹夺走了他的教职、房产和诺奖奖金。在狱中,他曾获得一次向外界传递消息的机会,但他把这个机会用来写实验数据。
引 言
1938年3月,奥地利格拉茨。纳粹德国吞并奥地利后,格拉茨大学药理学教授奥托·洛伊(Otto Loewi)被解除职务。不久,他和两个儿子一起遭到逮捕并被“保护性拘留”。这个65岁的老人,此前已经在这座城市生活和工作了几十年,并于1936年因为发现神经冲动的化学传递,与英国生理学家亨利·戴尔(Henry Dale)共同获得诺贝尔生理学或医学奖。然而,诺贝尔奖的荣耀无法保护他免受迫害。为了获释并离开奥地利,他不得不放弃自己的职位,甚至被迫将诺贝尔奖金交给纳粹政权控制。
1873年6月,奥托·洛伊生于德国法兰克福,父亲是犹太葡萄酒商。年轻时的他最着迷的是艺术、建筑和哲学,在读医学期间,他常常溜去旁听人文课程,第一年的考试差点没过。他之所以转向基础研究,源自临床救护上的无力感。据皇家学会的介绍,洛伊目睹当时的医生对肺结核、肺炎几乎束手无策,决心去弄清药物与生命过程的原理。
1902年,29岁的洛伊去伦敦欧内斯特·斯塔林的实验室访学,在那里遇见了27岁的英国药理学家亨利·戴尔。两个年轻人一见如故,由此缔结了一段贯穿余生的深厚友情。
1909年,洛伊受聘为格拉茨大学药理学教授。格拉茨是奥地利南方一座安静的大学城,他在那里一待近三十年,研究领域逐渐从一般代谢问题转向自主神经系统,尤其是迷走神经和交感神经如何调节心脏及其他器官。
青蛙的心脏是生理学实验的经典材料,也是洛伊的实验舞台。蛙是变温动物,心脏从体内取出后仍能在一段时间内自主搏动。把它浸在成分与体液相近的林格氏液中,液体里的钠、钾、钙等离子能够维持心肌活动;若再用细管让液体持续流过心脏,便可以一边供给心脏所需的环境,一边收集流出的液体。这就是离体蛙心灌流。洛伊从1910年代起就熟练使用这套方法,研究离子和药物对心脏的影响。
那时的科学家已经知道,刺激不同的神经会让心脏、血管、肌肉等器官产生不同反应,但“神经究竟是怎样让另一个细胞知道该做什么”,仍然是一个悬而未决的问题。
1904年,英国生理学家托马斯·埃利奥特(Thomas Elliott)曾提出,交感神经受到刺激时,可能释放一种类似肾上腺素的物质。洛伊也在这一时期形成了自己的想法:神经的作用也许并不完全依靠电信号,而是通过某种可以释放出来的化学物质实现。这个想法很容易理解,真正困难的是证明它。洛伊迟迟找不到足够有说服力的实验方法。
这个疑问在他的脑海里沉寂了17年。
梦境中降临的诺奖灵感
直到1920年复活节前后。
按照他的讲述,复活节前夜,他半夜醒来,脑海中突然出现了一个实验方案。他把想法匆匆写在一张纸片上,然后睡去。然而第二天早晨醒来,他发现自己完全看不懂昨夜写下的字。到了第二天凌晨,这个梦境再次出现。这一次,他没有再睡回去,而是直接去了实验室。
实验对象是两只青蛙的离体心脏。洛伊把第一只青蛙的心脏连接到迷走神经,通过刺激迷走神经使心跳减慢,然后把浸泡过这颗心脏的液体转移给第二只心脏。结果令人惊讶:第二只心脏虽然从来没有接受迷走神经刺激,却同样慢了下来。
这意味着,第一颗心脏受到迷走神经刺激后,一定释放出了某种能够进入液体、并作用于第二颗心脏的东西。洛伊把它称为Vagusstoff即“迷走物质”。在后续实验中他还发现,刺激心脏加速神经会释放另一种使心跳加快的“加速物质”(Acceleransstoff)。1921年,他将这一发现写成论文发表,标题为《论心脏神经效应的体液传递性》
这成为后来神经生理学界长达30年的“汤与火花之争”(War of the Soups and the Sparks)的来由。支持化学传递的人认为,神经末梢可以释放一种化学物质,像一碗看不见的“汤”,这种物质扩散到邻近细胞,再产生生理效应。支持电信号传递的是以约翰·埃克尔斯(John Eccles)为首的“火花派”。直到20世纪50年代微电极技术成熟,化学突触传递在许多部位占主导的证据才被接受,而电信号也被证明真实存在于某些神经连接中。
但那种“迷走物质”究竟是什么?洛伊注意到,Vagusstoff的作用可以被阿托品阻断,而且这种作用消失得非常快。后一个现象尤其重要,因为它提示这种物质可能会被组织中的某种酶迅速破坏。洛伊后来发现,Vagusstoff与乙酰胆碱具有非常相似的药理性质,而且同样容易受到心脏中的胆碱酯酶的破坏;毒扁豆碱(physostigmine,又称eserine)能够抑制相关的酯酶,于是原本极快消失的作用被延长,也让神经刺激释放的少量物质更容易被检测出来。
与此同时,另一条证据链也在建立。早在1914年,亨利·戴尔已经系统研究了胆碱酯类物质,尤其是乙酰胆碱的药理作用。后来,他进一步证明乙酰胆碱确实天然存在于动物组织中。于是,一个越来越完整的图景逐渐形成:神经受到刺激,释放乙酰胆碱;乙酰胆碱作用于靶细胞上的受体;随后又被迅速清除。洛伊的青蛙心脏实验提供了神经能够通过化学物质传递的关键证据,而戴尔的研究则明确了这种化学语言究竟是什么分子。
1936年12月10日,63岁的洛伊与61岁的戴尔并肩站在斯德哥尔摩的颁奖台上,距离他们在伦敦相识,已经过去34年。戴尔在晚宴致辞中说,他近年做的工作,很大程度上基于洛伊十几年前那个发现,能与老朋友分享这份荣誉,自己的骄傲与喜悦大大增加。

1936年诺贝尔奖颁奖典礼。左一为洛伊,左二为戴尔。
这项基础生理学发现也带来了医学领域的改变。神经细胞之间的对话,变成了一种可以被拦截、被模拟、被药物调节的化学语言。之后,胆碱能系统不断进入药物研发,比如麻醉剂、肌肉松弛药物、阿尔茨海默病药物等。随着去甲肾上腺素、多巴胺、5-羟色胺、γ-氨基丁酸等更多的神经递质被发现,也为抗抑郁药、抗精神病药提供了作用靶点。
诺奖之后,人生转向
1938年3月,纳粹德国吞并奥地利。洛伊因为犹太血统遭到迫害,被解除大学职务,与两个儿子一起被“保护性拘禁”。在他被关押的两三个月里,科学界的同行开始设法帮助这位诺奖得主离开欧洲,戴尔也是其中的重要人物。
就在这段人生最危险的时期,洛伊仍然没有停止思考科学问题。就在被捕前不久,洛伊正在研究除了迷走神经,身体里还有哪些神经靠乙酰胆碱通讯?
他的检验方法是把神经组织取出来,提取其中的乙酰胆碱,再用对乙酰胆碱敏感的离体标本去检测。他盯上的是脊髓的背根。脊神经进入脊髓时分成两路:腹根向外,把运动指令送往肌肉;背根向内,把皮肤、关节的感觉送进脊髓。洛伊发现背根里没有乙酰胆碱,也就是说,传送感觉的神经纤维并不像迷走神经那样靠乙酰胆碱工作。
就在这项研究准备发表之际,洛伊却失去了正常工作的自由。在监禁中,一名看守为洛伊提供了一张明信片和一支铅笔。洛伊没有写信求救,也没有向家人告别,而是把自己最新的实验结果写下来寄出。这张明信片被施普林格的一名顾问看到,这位顾问是格拉茨人,也是为英国工作的情报人员,他立刻将其报送给了戴尔和英国生理学会。
这个情节是非常令人(我)感慨的一个科学史故事片段:实验室可以被关,职位可以被夺,家园可以被迫离开,但一个一经思考并提出的科学问题及其答案,却很难再被禁锢和毁灭。它颇为不幸,又何其幸运。
洛伊终于获释,伴随体重减轻45公斤,代价却极其沉重:他离开了奥地利,名下的不动产全被没收,诺贝尔奖奖金也被强行转入由纳粹控制的银行。一项对科学家来说至高无上的奖励,变成了用来换取自由的赎金……
1938年9月28日,洛伊逃往英国,在戴尔家里住了几周。那是两位老朋友自1936年斯德哥尔摩之后的重逢,只是情形已全然不同。
接下来的两年,他一直在路上。应比利时弗朗基基金会邀请,他到布鲁塞尔自由大学药理研究所任访问教授,只待了一个学期。1939年夏天他赴英度假,二战爆发后,他回不去比利时,转往牛津大学纳菲尔德医学研究所。当时,在英国的德国出生者要接受外侨审查法庭的甄别。皇家学会的洛伊档案里,保存着戴尔1939年11月写给牛津外侨审查法庭的一封信,说明戴尔仍在为老友洛伊的合法居住而出面求情。
1940年,67岁的洛伊接受了美国纽约(专题)大学医学院药理学研究教授的职位。
在办理美国入境手续时,美国领事馆的官员要求洛伊证明自己确实是一名教授,以确认纽约大学有资格聘用他。洛伊拿出格拉茨大学将他驱逐出校的证明,却被告知这只能证明他被开除,不能证明他曾经在那里任教。洛伊便请官员给当时担任伦敦皇家学会会长的戴尔打电话以作证。但官员表示,不能为了一个陌生人的请求去打扰戴尔爵士。
无奈之下,洛伊拿出随身携带的《名人录(Who’s Who)》,翻到自己的名字,请官员自己查阅。对方读完洛伊的生平介绍后,当即表示愿意批准他的申请。拿到盖章文件后,洛伊仍不忘幽默一把,问道:“你知道这篇介绍是谁写的吗?”官员摇头。洛伊告诉他:“我自己写的。”之后便跑出了大楼。
1940 年6月1日,洛伊抵达纽约。据他自己讲述,船到纽约港,他在整理入境文件时,瞥了一眼随附的医生证明,上面写着他“年老体衰,无力谋生(Senile. Unable to earn a living)”。他几乎被吓晕,以为自己会被遣返给“希特勒先生”。万幸,移民(专题)官没有理会这条信息,而是欢迎他入境。
纽约与伍兹霍尔
洛伊在美国一直工作到1955年,82岁才退休。美国国家医学图书馆保存着他在纽约大学医学院的实验记录,描述了他继续研究细胞之间的关系以及药理学的科学问题。
那时候,每个夏天,洛伊都会离开纽约,前往马萨诸塞州科德角最南端的一个小村庄——伍兹霍尔(Woods Hole)。那里有一座1888年建立的海洋生物学实验室。每年夏天,来自美国各大学以及世界各地的研究者、教师和学生集中到这里,在同一座小村庄里生活、实验、上课、讨论。这个地方成为众多生理学、神经科学、细胞生物学、遗传学顶尖科学家的夏令营地,其中诺贝尔奖得主关联人数已经超过60人。
依照遗愿,伍兹霍尔也是洛伊安葬的地方。1961年12月25日圣诞节,洛伊在纽约去世,终年88岁。
洛伊一生热爱艺术、音乐和戏剧,家里常有艺术家和音乐家来赴晚宴。生活过三十多年的奥地利格拉茨没有忘记他。2019年,格拉茨在他的旧居前铺下了纳粹受害者纪念石(Stolperstein)。他的诺贝尔奖证书于1983年交给格拉茨大学,如今与他半身像的青铜复制品一同陈列在那里。

格拉茨的洛伊黄铜纪念石。
洛伊曾当选为英国皇家学会外籍会员,那枚珍贵的金质诺贝尔奖章由他的儿子交给了伦敦的皇家学会——它似乎带着他的一部分,回到了困顿岁月里向他敞开大门的国家,也回到了1902年他与戴尔初次相遇的地方。

1936年诺贝尔奖颁奖期间,戴尔(左)与洛伊(右)在斯德哥尔摩大饭店前。| 图源:诺奖官网
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