长达数十年的寻找病毒的斗争赢得了诺贝尔奖

2020-10-07 16:29:47

已知的第一例新冠肺炎人间病例发生在2019年12月。大约一个月过去了,病毒才被鉴定出来,其完整的基因组序列也被鉴定出来。今年的诺贝尔生理学或医学奖表彰了长达25年的努力,以确定我们现在所知的丙型肝炎病毒。

肝炎病毒有点让人困惑。现在已知的有五种,虽然它们因为攻击肝脏的能力而团结在一起,但它们在大多数其他方面都有很大的不同。最重要的病毒是甲型肝炎、乙型肝炎和丙型肝炎,它们是由三种基本无关的病毒引起的,其中一些病毒的遗传物质甚至不同,使用的是DNA和RNA,具有非常不同的特性。

医学研究界认识到的第一个不同之处是病毒的传播方式。甲型肝炎感染可能是由受污染的水或食物引起的;相比之下,乙型和丙型肝炎通常通过受污染的血液或针头传播,对血液供应构成威胁。甲型肝炎病毒是第一个被发现的,这使得研究人员将注意力集中在血液传播的乙型肝炎病毒上,下一次被发现的是丙型肝炎病毒,也就是今年的诺贝尔奖获得者进入这张照片的时候。

早在20世纪70年代初,哈维·奥尔特(Harvey Alter)就在美国国立卫生研究院(US National Institutes Of Health)与一个试图改善血液供应安全性的小组合作。该小组继续证实,即使在血液中进行了乙肝筛查后,肝炎感染仍在发生。这导致了一个明显的推断,即周围肯定还有另一种病毒。新的搜索开始了。

搜寻工作并不容易。与包括SARS-CoV-2在内的许多其他病毒不同,丙型肝炎不会感染我们用于免疫学研究的任何小型哺乳动物。事实上,直到今天,我们所知道的唯一感染丙型肝炎的物种是黑猩猩。此外,它是一种RNA病毒,除非在获取和处理样本时非常小心,否则RNA很容易被降解。我们现在用来制作RNA的DNA拷贝的酶--它使病毒的研究变得容易得多--直到20世纪70年代才被发现,直到很久以后才被商业化。

因此,我们必须等到80年代末才能描述丙型肝炎的候选病毒。发现它的工作是真正的英雄。迈克尔·霍顿(Michael Houghton)当时在生物技术公司Chron(后来被制药巨头诺华(Novartis)收购),从一只受感染的黑猩猩的血液中分离出RNA片段,将它们转化为DNA,并将它们插入感染细菌的病毒中。然后,受感染的细菌会产生由这些片段编码的蛋白质,其中应该包括病毒片段。然后,丙型肝炎患者的抗体被用来识别哪些片段实际上来自病毒。

最后,霍顿和他的团队设法确定了一种以前未知的病毒的单个片段。但这已经足够了;他们最终利用这一片段描述了全长病毒。

然而,证明这种病毒是导致丙型肝炎的病毒被证明是另一个障碍。霍顿最初发现的病毒在传播给黑猩猩时并没有引起感染。从那时起,也没有发现其他RNA序列。但当时在圣路易斯华盛顿大学工作的查尔斯·赖斯(Charles Rice)认识到,RNA复制系统通常非常容易出错。因此,他扫描了病毒的多个序列,找出了每个位置最常见的DNA碱基(A、T、C或G),构建了所谓的共识序列。使用这一共识序列制造的病毒被证明会引起肝炎症状。

对这个奖项有几点总体的想法。首先,丙型肝炎可能看起来不是一个主要的健康问题,但这是因为最初的感染通常有相对较小的症状。相反,问题是感染经常持续在低水平,并将导致肝硬化和肝癌。许多感染者继续需要肝脏移植,如果没有这些新的获奖者的发现,感染仍将通过输血或使用血液制品传播-构成风险的血液制品可能包括正在接受检测的含有抗体的血浆,作为新冠肺炎的治疗方法。

尽管赖斯、奥尔特和霍顿的工作具有重大的整体意义,但他们实际上并不需要为人们喜欢将其与诺贝尔奖联系在一起的任何突然突破或令人费解的洞察力负责。获奖更多的是大型团队的大量辛勤工作和许多合作者的参与,这是一种典型的生物学的渐进式进步。

从这个意义上说,考虑新冠肺炎的大流行又一次提供了信息。虽然进展更加迅速-我们有更好的工具和更容易处理的病毒-但这种进展也以大量试探性的、渐进的结果的形式出现。随着时间的推移,这些将被证明对全面了解病毒、其传播及其引起的症状至关重要。生物学研究的性质不会因为世界更加重视它而改变太多。

编者按:在去年获奖之后,我们开始了关于奖品的讨论。最终的结果是,我们决定在颁奖当天更快地进行报道,并研究是否有任何方面的工作值得稍后进行更深入的报道。到目前为止,我们没有看到任何关于今年的医学奖,建议更详细的报道将为我们的读者提供信息。