北京时间10月5日下午17点30分,2020年诺贝尔生理学或医学奖获奖者名单揭晓:由科学家哈维·J·奥尔特(Harvey J. Alter)、迈克尔·霍顿(Michael Houghton)以及查尔斯·M·赖斯(Charles M. Rice)共同获得,获奖理由是因发现丙型肝炎病毒。
今年的诺贝尔奖之所以授予这三位科学家,是因为他们为对抗血源性肝炎做出了决定性的贡献。血源性肝炎是全球性的主要健康问题,可导致肝硬化和肝癌。
在这项发现之前,发现甲型和乙型肝炎病毒是向前迈出的关键步骤,但大多数血源性肝炎病例仍无法解释。丙型肝炎病毒的发现揭示了剩余的慢性肝炎病例的病因,并使血液检测和新药成为可能,挽救了数百万人的生命。
图1 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,由受污染的水或食物传播。另一种是由乙型肝炎病毒或丙型肝炎病毒引起的(今年的诺贝尔奖)。这种形式的血源性肝炎通常是一种慢性疾病,可能会发展为肝硬化和肝细胞癌。
未知的传染源
成功干预传染病的关键是确定病原体。在1960年代,Baruch Blumberg确定,一种形式的血源性肝炎是由一种被称为“乙型肝炎病毒”的病毒引起的,这一发现促使了诊断测试和有效疫苗的发展。由于这一发现,Blumberg被授予1976年诺贝尔生理学或医学奖。
当时,美国国立卫生研究院的Harvey J. Alter研究了接受输血的患者中肝炎的发生情况。尽管对新发现的乙型肝炎病毒进行的血液检查减少了与输血有关的肝炎的病例数,但Alter及其同事证明,仍有大量病例存在。在这段时间,他们也进行了甲型肝炎病毒感染的检测,但很明显,甲型肝炎不是致病原因。
令人担忧的是,大量输血者由于未知的感染源而患上了慢性肝炎。Alter和他的同事的研究表明,这些肝炎患者的血液可以将疾病传播给黑猩猩——这是人类之外唯一的易感宿主。随后的研究还表明,未知的传染源具有病毒的特征。Alter的方法研究以这种方式,定义了一种新型的、独特形式的慢性病毒性肝炎。这种神秘的疾病,被称为“非甲,非乙”肝炎。
丙型肝炎病毒的鉴定
鉴定新型病毒是当时的当务之急。尽管使用了所有传统的病毒搜寻技术,但在十多年时间里这种病毒一直未能被分离。在Chiron制药公司工作的Michael Houghton进行了分离病毒遗传序列所需的艰巨工作。霍顿和他的同事们从被感染的黑猩猩的血液发现的核酸中提取了DNA片段。这些片段大部分来自黑猩猩本身的基因组。但研究人员预估,其中一些片段来自一种未知的病毒。
假设肝炎患者的血液中存在一种针对病毒的抗体,研究人员使用患者的血清来鉴定克隆的编码病毒蛋白的病毒DNA片段。经过全面搜索,研究人员发现了一个阳性克隆。此后进一步的工作表明,该克隆源自一种新型的RNA病毒,属于黄病毒家族,它被命名为“丙型肝炎病毒”。慢性肝炎患者体内抗体的存在强烈暗示这种病毒是缺失的病原体。
图2 Harvey J. Alter进行的输血相关性肝炎的方法研究表明,未知病毒是导致慢性肝炎的常见原因。迈克尔·霍顿(Michael Houghton)使用未经测试的策略来分离名为丙型肝炎病毒的新病毒的基因组。查尔斯·赖斯(Charles M. Rice)提供了最后证据,证明仅丙型肝炎病毒即可引起肝炎。
丙型肝炎病毒的发现具有决定性意义。但是,这个难题的一个基本要素却没有得到解决:仅病毒本身,就能引起肝炎吗?
为了回答这个问题,科学家不得不研究克隆的病毒是否能够复制并引起疾病。圣路易斯华盛顿大学的研究员查尔斯·赖斯(Charles M. Rice)以及其他研究RNA病毒的小组指出,丙型肝炎病毒基因组末端有一个先前未知的区域,他们怀疑,这可能对病毒复制很重要。赖斯还观察到,分离出的病毒样本中的遗传变异,并假设其中一些可能会阻碍病毒复制。通过基因工程,赖斯生成了丙型肝炎病毒的RNA变异体,其中包括病毒基因组的新定义区域,且是没有失活的遗传变异。将这种RNA注射到黑猩猩的肝脏中后,血液中检测到了病毒,并观察到与慢性病患者相似的病理变化。这是丙型肝炎病毒可能导致无法解释的输血介导的肝炎病例的最终证据。
这一发现获得诺贝尔奖的意义
诺贝尔奖获得者发现丙型肝炎病毒,是与病毒性疾病斗争的里程碑式成就。由于他们的发现,现在可以对该病毒进行高度敏感的血液检查,且这些检查基本上已经消除了世界许多地方的输血后肝炎,从而大大改善了全球健康状况。他们的发现,还使针对丙型肝炎的抗病毒药物得以快速发展。这是历史上人类首次可以治愈该病,这也为从世界人口中根除丙型肝炎病毒带来了希望。而为实现这一目标,也需要国际社会共同努力,促进血液测试,并在全球范围内提供抗病毒药物。
图3 三位诺贝尔奖获得者的发现、设计了敏感的血液测试,从而消除了世界上大部分地区通过输血传播肝炎的风险。这一突破也使开发可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,但是现在我们有了消除这种疾病的机会。
今年的诺贝尔奖有两大变化。其一,受疫情影响,12月将不再举办一年一度的诺贝尔奖颁奖晚宴,颁奖仪式改为线上举行;其二:今年诺奖奖金相比去年增加了100万瑞典克朗,达到1000万瑞典克朗(约合760万人民币)。
作者:唐闻佳 吴金娇
编辑:储舒婷 李晨琰
责任编辑:樊丽萍 姜澎
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