礼来公司(Eli Lilly and Company)由美国退伍军官伊莱·利利(Eli Lilly,1838—1898)建于1876年。16岁的利利于1854年到叔叔家附近的一个药店当学徒,得到一个合格证后,他又在其余几个药商处工作。他于1861年1月开了一间自己的药店,并结了婚。不过几个月后,美国内战爆发,他加入军队,担任北军的一名排长。半年后,利利回到家乡,奉命组建一支炮兵部队。他招募了156人,于1862年建立起他担任连长的印第安纳州第18轻炮兵连。当年他的部队虽然没有战斗,但却因疾病死去30人。1863年他率部勇敢作战而负伤,因战绩突出,伤愈后到骑兵部队担任少校。不过,利利的部队被1.2万名南军包围,他临时成为战场指挥官,却被迫率部投降。1865年他以交换战俘的形式获释,重新到北军担任军官,在他27岁生日前几天,升职为上校,不久战争结束。
战后,利利带着全家在南方创业,种植棉花,结果赔了不少钱,于是重新干起药店老本行。1869年,利利的一个战友找到他,与他合作开药店,对方提供资本,由他负责运营,利润均分。但是,随着业绩增长,他想开一间制药企业,于是在1874年,他与一个牙医朋友约翰·F. 约翰斯顿(John F. Johnston)达成协议,成立了一家药企。但是,两年后,两个合伙人闹崩,公司解散。利利找到一个大销售商奥古斯塔斯·基弗(Augustus Kiefer),想找份工作,不过,对方却鼓励他自己开制药公司,并且给予他一定的支持。于是在1876年,礼来公司正式开张了。公司拥有药丸、液体提取物、酒精溶液等几个生产线。1890年利利上校去世后,公司交给了他的儿子乔赛亚·柯比·利利(Josiah Kirby Lilly,1861—1948),后来又传给了孙子小利利(Eli Lilly Jr.,1885—1977)。
在1900年,礼来公司仍然与美国当时的数百家小药企没有什么区别。其最畅销的产品多草药汁(succus alterans),是根据乔治·W.麦克达德(George W. McDade)博士的配方配制的草药混合物,广泛用于梅毒、淋巴肿大、贫血、湿疹和其他因血液贫乏而引起的疾病,号称有“净化血液”的功效。
小利利毕业于费城学院药学专业,于1907年进入公司,成为经济部门负责人。他一天到晚待在公司,寻求提高产量、提高效率并降低成本的办法。
他在工厂的机器车间里开发了一种新的零件,使灌装机可以根据瓶子形状、大小进行调整,当年就为公司节省了7500美元。经过详细的观察和分析,他又得出结论,公司的标准木桶对酒精有吸收,造成不应有的损失,他改用铜皮内衬的油桶,每年又为公司节省15 000美元。并且他引入了泰勒制(Taylorism,最早的提高企业效率的管理方法),进行标准化管理。当董事长的父亲提拔小利利担任制造部主管,备受鼓舞的小利利简直成为一个工作狂。
很快,小利利引进了明胶胶囊剂型,建设新的胶囊工厂,于1913年投产。而且他设立了基金,用于聘请外部专家对公司进行优化咨询。在“一战”结束时,礼来公司已经做好了准备,即将从一个地方小药企转变为全国性的大药企。
1919年,礼来公司建立了一个新药研发部门,为自己日益扩大的产能寻找新产品。经过筛选,公司聘请了乔治·亨利·亚历山大·克洛斯(George Henry Alexander Clowes,1877—1958)为研究部门主任。克洛斯是英国肿瘤专家,本来在德国哥廷根攻读化学博士学位,被同学拉到美国研究肿瘤,在癌症免疫、胶体化学等基础研究方面有丰富经验。
1921年11月,弗里德里克·班廷(Frederick Banting,1891—1941)、约翰·麦克劳德(John Macleod,1876—1935)、查尔斯·赫伯特·贝斯特(Charles Herbert Best,1899—1978)把胰岛素的动物实验成果写成了文章。并且,麦克劳德于同年12月邀请化学系的访问学者詹姆斯·科利普(James Collip,1892—1965)加入团队,优化提取工艺。12月30日,在文章出版前,他们在美国康涅狄格州纽黑文,美国生理学协会组织的一场会议上提前展示自己的成果。
他们的报告是在会议最后一天的下午,麦克劳德教授是主持人,班廷为报告人。而班廷口才并不好,当天表现得有些紧张。当时很多参会人员都已经离开大会,提前返程了,留下来的人听了也不怎么关心。但是礼来公司的克洛斯博士却抱着极大兴趣听完了,并且当天晚上,他就打电话给麦克劳德,寻求合作,表示愿意用礼来公司的专业和设备,把胰岛素商业化。
不过,当时多伦多团队提取的胰岛素尚未进行临床研究,所以,麦克劳德没有答应这一提议,只礼貌地表示会与对方保持联系。
在1921年11月,康诺特实验室(Connaught Labs)主任兼多伦多大学卫生学教授约翰·杰拉尔德·菲茨杰拉德(John Gerald FitzGerald,1882—1940,其办公室在班廷和贝斯特的楼下)就已经给了班廷5000美元的资助,让他们使用康诺特实验室的牧场(饲养染“牛痘”的牛制备天花疫苗用)提取牛的胰岛素。柯利普的提取工艺当月就有了成果,菲茨杰拉德于1922年1月1日正式授权贝斯特和柯利普,组建康诺特实验室的生产分部(后来称胰岛素分部)。
1922年1月,胰岛素进入临床试验,由贝斯特提取的胰岛素纯度不高,但柯利普提取的表现神奇。可是柯利普的访问期限到了,他要回原单位阿尔伯塔大学(University of Alberta)。显然,他会把技术带走,并有可能申请专利,而班廷是主张放弃专利的,这更加剧了胰岛素团队的分裂。菲茨杰拉德于是介入,在他的协调下,柯利普得以在多伦多工作更长时间。并且,1922年1月25日,多伦多大学与胰岛素四人组签订了一个协议,暂时不申请专利。
他们的胰岛素临床试验文章发表于1922年2月的《实验与临床医学杂志》( Journal of Laboratory and Clinical Medicine ),迅速引发北美医学界的热议,各地治疗糖尿病的医生都向多伦多索取这种“胰岛素”。而多伦多团队希望在康诺特实验室完成大生产工艺。
1922年4月3日,坐不住的克洛斯博士代表礼来公司,书面提出了正式的合作意向,将文件发往多伦多。
不几天,克洛斯再次写信,并且,他在信中相当礼貌地警告说,除非有任何具有法律约束力的专利,否则其他机构完全可以尝试自己从动物胰腺中提取这一物质。而且,他们做得更好的话,就有可能认领胰岛素的发现权。这封信对多伦多团队有不小的触动。
此时的多伦多团队陷入一次危机,柯利普没有准确地记录自己的提取实验,导致在1922年3—4月,提取实验无法重复,甚至病人面临停药的危险。虽然柯利普再次得到了高纯度的胰岛素,但这一事件让多伦多团队信心大减。
1922年5月初,菲茨杰拉德与胰岛素四人组一起写信给多伦多大学校长,表示目前工艺无法短期内达到大生产的要求,并且,他们在信中提出了申报专利的想法。
在麦克劳德教授的建议下,多伦多大学同意了与礼来公司的合作。1922年5月30日,礼来公司与多伦多大学就胰岛素的商业化签订了合作协议。多伦多大学给予礼来公司一年时间的“垄断期”,然后允许其余企业生产、出售胰岛素。礼来公司做出让步,同意了这一要求。
并且多伦多大学让贝斯特和柯利普申报一个胰岛素制备专利。而班廷则认为申报专利是与希波克拉底誓言相违背的,他拒绝把自己的名字列在专利上,麦克劳德也如此考虑。专利于1922年5月申报,专利号No.562835。贝斯特和柯利普按照事先约定,以1美元的价格,把专利权益全部转让给了多伦多大学。1923年1月,他们又申报一个专利。发明人增加了班廷,三人以每人1美元的价格转让给了多伦多大学。
康诺特实验室在春天招募了多伦多大学校友戴维·A. 斯科特(David A. Scott,1892—1971),他把柯利普的乙醇提取法改为用丙酮提取。斯科特发现使用弱酸性丙酮作为溶液,可以保持胰岛素的效价和纯净度。后来,康诺特实验室负责抗毒素生产的彼得·J.莫洛尼(Peter J. Moloney,1891—1989)发现,添加苯甲酸钠可以吸附胰岛素,再加入酸后,苯甲酸钠会溶解,得到纯的胰岛素。经过改进,1922年秋天,康诺特实验室初步达到了大生产的要求。
在礼来公司,化学家乔治·沃尔登(George Walden)领导了胰岛素大生产项目。沃尔登通过跟踪pH值,发现使用等电点沉淀法可以得到大量胰岛素结晶,这种方法保证了提取液中理想的pH值水平,并防止效价损失。沃尔登想要申报这种等电点的工艺专利,没有想到,华盛顿大学的生物化学系主任菲利普·A.谢弗(Philip A. Shaffer,1881—1960)也研究出了这一成果,最后,双方共享了专利。
很快,在小利利的高效管理下,礼来公司建立了新的生产线,并迅速投产。不过,礼来公司想把胰岛素的商品名命名为Iletin(可译为“礼来素”),但多伦多方面要求名称最多为“胰岛素-礼来”,礼来公司又做了让步。在一年垄断期到来前,礼来公司的产量就满足了北美大部分医院的需求。即便有其余企业的胰岛素上市,但礼来的胰岛素品牌已经深入人心,所以仍然占据主要的市场地位。