北京时间10月5日下午5:35左右,2020诺贝尔生理学或医学奖评选结果揭晓——美国国立卫生研究院(NIH)哈维·奥尔特(Harvey James Alter)、洛克菲勒大学查尔斯·赖斯(Charles M. Rice)以及加拿大阿尔伯塔大学迈克尔·霍顿(Michael Houghton)因发现丙型肝炎病毒(Hepatitis C virus,HCV)而被授予2020年诺贝尔医学奖或生理学奖。
今年单项奖金比2019年增加100万瑞典克朗,达到1000万瑞典克朗(约合760万元人民币)。
据世界卫生组织估计,全世界每年有7000万肝炎患者,每年有40万人死亡,肝炎已经成为全球健康问题之一,而血源性肝炎是全世界肝硬化和肝癌的主要原因。
肝炎有两种主要形式: 一种是由甲型肝炎病毒引起的急性疾病,这种病毒是由受污染的水或食物传播的; 另一种是由乙型肝炎病毒或丙型肝炎病毒引起的(也就是今年诺贝尔奖涉及的研究)。 丙型 肝炎通常是一种慢性疾病,可能会发展为肝硬化和肝癌
肝炎的英文拼写“hepatitis”和其中文名称一样,都是“肝脏(hepa)”与“炎症(titis)”的组合。引发炎症的原因包括病毒感染、酗酒、环境毒素以及自身免疫性疾病等,其中病毒是最主要诱因。
20世纪40年代,科学家基于经验提出了甲肝病毒和乙肝病毒的存在。这一理论在接下来的十多年内被不断求证,直到1965年,巴鲁克·布伦伯格(Baruch Blumberg)发现一种血源性肝炎确实由所谓的乙型肝炎病毒引起,病毒性肝炎开始被现代医学系统性地解码,针对乙肝病毒的诊断方法和疫苗工作不断发展,而布伦伯格也因此壮举于1976年斩获诺贝尔生理学或医学奖。
1973年,甲型肝炎病毒也在电镜下进入人类视野。但 “甲”和“乙”远非故事的结局。
20世纪70年代,在NIH开展前沿探索的哈维·奥尔特与同事研究了接受输血的患者的肝炎发生情况,结果发现有近80%的肝炎病例既非乙肝又不属甲肝——这意味着有第三种肝炎病毒以血液等体液为传播途径,隐匿在人群中无声地传播,成为影响输血乃至人类健康的潜在风险。
他们还发现患者的血液可以将疾病传递给黑猩猩(人类以外的唯一易感宿主)。奥尔特等人最后将此疾病命名为“非甲,非乙”肝炎,其源头祸患就是我们现在所说的丙型肝炎病毒。
如果说并未揭示病毒全貌的奥尔特等人开启了人类解析HCV的旅程,那么于20世纪80年代在制药界施展才华的迈克尔·霍顿则从分子生物学层面展示了丙肝病毒的深度细节——他和同事利用分子生物学克隆技术,分离出了HCV的RNA片段。具体流程如下:
他们从被感染黑猩猩的血液中获得核酸,并提取DNA片段。这些片段大部分来自黑猩猩自身的基因组,但霍顿等人推测其中一小部分可能来自某种未知的肝炎病毒。他们使用患者血清鉴定了病毒用以编码蛋白的DNA片段的克隆,经过全面搜查,最后发现了一个阳性克隆。通过进一步分析,他们确定此克隆来源于一种新型RNA病毒,并将其命名为丙型肝炎病毒。
鉴别出丙型肝炎病毒非常关键。但新的谜团又摆在了科学家的面前:仅由这一种病毒能引起肝炎吗?为了回答这个问题,科学家不得不通过克隆的病毒研究这种HCV能否复制并致病。
华盛顿大学的研究人员查尔斯·赖斯以及和他共同研究RNA病毒的小组发现,丙型肝炎病毒基因组末端的一个先前未知的区域可能对病毒复制至关重要。
赖斯还观察到分离出的病毒样本中存在遗传突变,于是推测其中一些可能会阻碍病毒复制。通过基因工程手段,赖斯获得了没有失活丙型肝炎病毒的变异体(这种变异体包含在病毒基因组发现的那个新区域),并将这种病毒注射到黑猩猩的肝脏中,研究人员在血液中检测到病毒,并观察到与慢性病患者相似的病理变化。这为丙型肝炎病毒为导致当时无法解释的血源性肝炎提供了确凿证据。
哈维·奥尔特找到了血源性肝炎的一种关键致病病毒;迈克尔·霍顿使用新策略分离了名为丙型肝炎病毒的新病毒基因组;查尔斯·赖斯证明仅丙型肝炎病毒即可引起肝炎
三位新晋诺奖得主在丙肝病毒方面的工作可以说是里程碑式的医学成就。因为他们的发现,我们现在可以对HCV做高度敏感性的血液检测,从而基本排除了发生输血后肝炎的风险;也因为他们的发现,针对丙型肝炎的抗病毒药物的研发工作进展神速。
三位诺贝尔奖获得者的发现促使设计敏感的血液测试成为可能,从而帮助消除了世界上大部分地区因输血传播肝炎的风险。这些突破性发现也使开发治愈该疾病的抗病毒药物成为可能。丙型肝炎仍然是全球主要的健康问题,他们的发现提供了消除这种疾病的机会
现在的我们已经有能力治愈丙肝,也有望在不远的将来彻底消灭HCV。当然,想实现全球范围的健康大业,需要来自全球的合力,推助血液检测和抗病毒药物的全面普及。
HCV发现之后的里程碑事件
匹兹堡大学计算和系统生物学教授,NIH国立综合医学研究所前主任杰里米·伯格(Jeremy Berg)对这项研究的意义进行了总结:“第一,在血源性肝炎和肝癌中发现了致病病毒,这一发现促使研制血液筛查手段成为可能;第二,对致病病毒的认识促进了药物研发,特别是蛋白酶抑制剂的发现,为丙型肝炎找到了治疗药物,也治愈了很多病例。”
由于冠状病毒大流行,2020年的医学奖尤为重要,它凸显了医学研究对世界的重要性。
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