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2020诺贝尔生理医学奖原创探索之旅

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2020-10-6 13:21

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2020诺贝尔生理医学奖原创探索之旅

昨天2020年诺贝尔生理学医学奖因发现丙型肝炎病毒而授予Harvey J. Alter、Michael Houghton和Charles M. Rice。毫无疑问，这三位科学家做出了重大原创性成果，下面谈谈他们是如何做出原创性研究的.

1. Harvey J. Alter的研究

1970年Harvey J. Alter与其同事开始研究输血患者的肝炎发病率，1972年他们在Ann Intern Med发表了研究结果，他们发现排除商业和乙肝阳性献血者之后仍然有3.7/1000的病例发生了输血后肝炎，这提示可能存在乙肝病毒之外的因素。3年之后的1975年Harvey J. Alter与其同事在N Engl J Med发表论文，报告了输血相关性肝炎不是由于甲肝和乙肝引起的。这个研究提示这种输血造成的肝炎并不是乙肝甲肝病毒引起的，而是存在这二种病毒之外的病因。同年Harvey J. Alter与其同事在Lancet发表论文，报告输血相关肝炎的临床和血清学分析，有8例是“非A非B（非甲肝非乙肝）”肝炎。1978年Alter和他的同事们发现，这些肝炎患者的血液可能会把这种疾病传染给黑猩猩。这说明这种输血性肝炎具有传染性。Alter的系统研究发现了一种新的独特的慢性病毒性肝炎，Alter小组称其为“非A、非B”型肝炎（起初命名类似非典，后来命名为丙肝）。

2.Michael Houghton的研究

既然发现了一种新的传染性疾病，寻找病原体自然是当务之急。Alter与其同事应用了所有分离病毒技术，但该病原体在十多年的时间里都没有被分离出来。Alter是一流的科学家都做不到，可见原创研究之难。艰难时刻Michael Houghton出场了。Michael Houghton进行了病毒核酸序列的分离，霍顿和他的同事们要从感染黑猩猩血液中发现的核酸中提取了DNA片段，感染黑猩猩血液中含有海量的核酸片段，哪一段核酸片段是要找的目标？这是一项大海捞针的艰巨工作。这些海量的核酸片段大部分来自黑猩猩本身的基因组，但研究人员预测，其中一些片段将来自未知病毒。假设从肝炎患者的血液中会存在针对病毒的抗体，研究人员使用患者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，发现了一个阳性克隆。进一步的工作表明，该克隆来源于一种新型RNA病毒，被称为丙型肝炎病毒。该项研究于1989发表在science。要说明的是Alter也参与了这项工作。

3. Charles M. Rice的研究

根据科赫四原则：1 在每一病例中都出现相同的微生物，且在健康者体内不存在；2 要从寄主分离出这样的微生物并在培养基中得到纯培养；3 用这种微生物的纯培养接种健康而敏感的寄主，同样的疾病会重复发生；4 从试验发病的寄主中能再度分离培养出这种微生物来。现在前两种已经得到证实了，但后两种还没有实现，因此这个谜题的后半部分还有待解决。就微生物来说，细菌相对比较容易收集和注射动物引起疾病，但克隆的病毒怎么样？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。这时Charles M. Rice以及其他研究RNA病毒的小组出现了。丙型肝炎病毒基因组末端的一个先前未知的区域，他们怀疑这可能对病毒复制很重要。 Rice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， Rice产生了丙型肝炎病毒的RNA变异体，其中包括病毒基因组的新定义区域，并且没有失活的遗传变异。将这种RNA注射到黑猩猩的肝脏中后，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。这证明了，丙型肝炎病毒单独可以导致不明原因的输血介导型肝炎病例。Rice于1997年在sciece发表了他们的研究结果，此时距1989年Houghton报告病毒已经过去了8年，距Alter1978年发现丙肝已经过去了19年，而距1970年Alter初次探索性研究已经长达27年，这是一场探索之旅，这是一场接力赛！

4. 发表的杂志（Key publications）

Alter HJ, Holland PV, Purcell RH, Lander JJ, Feinstone SM, Morrow AG, Schmidt PJ. Posttransfusion hepatitis after exclusion of commercial and hepatitis-B antigen-positive donors. Ann Intern Med（影响因子 17.202）. 1972; 77:691-699.

Feinstone SM, Kapikian AZ, Purcell RH, Alter HJ, Holland PV. Transfusion-associated hepatitis not due to viral hepatitis type A or B. N Engl J Med（影响因子79.258）. 1975; 292:767-770.

Alter HJ, Holland PV, Morrow AG, Purcell RH, Feinstone SM, Moritsugu Y. Clinical and serological analysis of transfusion-associated hepatitis. Lancet（影响因子59.102）. 1975; 2:838-841.

Alter HJ, Purcell RH, Holland PV, Popper H. Transmissible agent in non-A, non-B hepatitis. Lancet（59.102）. 1978; 1:459-463.

Choo QL, Kuo G, Weiner AJ, Overby LR, Bradley DW, Houghton M. Isolation of a cDNA clone derived from a blood-borne non-A, non-B viral hepatitis genome. Science（影响因子41.037）. 1989; 244:359-362.

Kuo G., Choo QL, Alter HJ, Gitnick GL, Redeker AG, Purcell RH, Miyamura T, Dienstag JL, Alter CE, Stevens CE, Tegtmeier GE, Bonino F, Colombo M, Lee WS, Kuo C., Berger K, Shuster JR, Overby LR, Bradley DW, Houghton M. An assay for circulating antibodies to a major etiologic virus of human non-A, non-B hepatitis. Science（影响因子41.037）. 1989; 244:362-364.

Kolykhalov AA, Agapov EV, Blight KJ, Mihalik K, Feinstone SM, Rice CM. Transmission of hepatitis C by intrahepatic inoculation with transcribed RNA. Science（影响因子41.037）. 1997; 277:570-574.

从上面发表杂志来看，这些原创研究都发表在顶尖杂志。一般来说原创工作很艰难，但研究出来之后对其重要性的鉴别并不难，因此，重大原创一般都会发表在最顶尖的杂志的。

5.什么是原创？

从上面这三位诺贝尔奖获得者研究可知，原创是前人没有做出来的，是从0到1的。以前只有甲肝乙肝而没有丙肝。Alter通过研究发现了这个新病。但其确切原因是什么？以前不知道，连该病发现者Alter也不知道。通过Houghton研究搞清楚了丙肝病毒。但该病毒否单独可以传染造成该病？连Alter和Houghton也不知道。但Rice通过实验证明该病毒单独可导致丙肝。他们的研究是确凿的，可靠的，可重复的，可预测的，而不是思辨的，模糊的，模棱两可的，不确切的，不可重复的，不可预测的。原创是通过大量的实验得到的，不是随意想一想就叫原创的。