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[转载]肝炎研究为何屡获大奖?2022未来科学大奖生命科学奖解读

已有 985 次阅读 2022-11-2 10:00 |个人分类:肝病手记|系统分类:科研笔记|文章来源:转载


资料来源:北京日报客户端,2022-09-06 16:33;记者王鸿良

不久前,2022未来科学大奖揭晓。李文辉、杨学明、莫毅明分别摘得“生命科学奖”“物质科学奖”和“数学与计算机科学奖”三项大奖。

未来科学大奖常常被称为“中国的诺贝尔奖”。今年的生命科学奖授予学者李文辉,是因为他发现了乙型和丁型肝炎病毒感染人的受体为钠离子-牛磺胆酸共转运蛋白,这一发现有助于开发更有效的治疗乙型和丁型肝炎的药物,意义重大。

事实上,关于肝炎的研究一直受到人们的广泛关注,其中获得诺贝尔奖的研究就有两次之多。这里,我们邀请知名科普作者张田勘和我们一起回顾一下有关肝炎研究的历史。

(1)病毒性肝炎中乙型和丙型最常见

肝炎有多种,包括病毒性肝炎、中毒性肝炎、酒精性肝炎、自身免疫性肝炎等,但是以病毒性肝炎最为广泛。病毒性肝炎目前公认的有甲型、乙型、丙型、丁型和戊型5种。也有研究认为,病毒性肝炎还有己型和庚型,但存在争议,因此目有一般认定病毒性肝炎有5种。除乙型肝炎病毒为DNA病毒外,其余均为RNA病毒。

在所有的病毒性肝炎中,乙型和丙型肝炎最常见。据《人民日报》报道,2020年世卫组织发布的数据估计,全球有3.25亿人患有乙型和丙型病毒性肝炎,每年有130万人因此失去生命。据中央电视台2020年的报道,国家卫健委的报告显示,我国40种法定传染病中,病毒性肝炎是发病人数最多的传染病,其中乙肝病毒感染者约7000万例,丙肝病毒感染者约有1000万例。

因此,2016年,世界卫生组织提出在“2030年全面消除病毒性肝炎”的全球战略目标,计划到2030年将新发慢性乙肝和丙肝减少90%,乙肝和丙肝死亡率降低65%。

(2)1976年诺贝尔奖与发现乙肝病毒有关

1963年,美国医生、遗传学家巴鲁克塞缪尔布隆伯格在一位澳大利亚原住民的血浆中发现了一种抗原,当时并不知道这就是乙肝抗原,因此命名为澳大利亚抗原。1966年底,布隆伯格和合作者发表论文,提出澳大利亚抗原与急性病毒性肝炎之间有密切关系。1968年,病毒学家阿尔弗雷德普林斯确认,这个抗原就是乙肝病毒的蛋白,之后,乙肝病毒被发现。

20世纪70年代初,布隆伯格的研究团队又在发现乙肝病毒的基础上研发了乙肝病毒检测试剂盒,并与美国默克制药公司合作研究疫苗。默克公司的病毒学家莫里斯拉尔夫西勒曼领导了乙肝疫苗的研发项目。

1976年,布隆伯格和另一位科学家共同获得当年的诺贝尔生理学或医学奖,以表彰他们“关于传染病起源和传播新机制的发现”。

其中布隆伯格的获奖当然是因为发现乙肝,证明乙肝是由一种病毒引起,这种病毒可能通过密切接触、血液、胎盘、母乳传播,或通过蚊子传播。他还提出了通过接种疫苗预防这种感染的证据。

不过,研发乙肝疫苗和药物是一个漫长的接力工程,后来的一些成就也并不逊色于布隆伯格的贡献。默克公司的病毒学家莫里斯拉尔夫西勒曼领导了乙肝疫苗的研发项目,1981年,默克公司研制的血源性乙肝疫苗获批准上市。1986年,默克公司研制的人类第一支基因工程疫苗——重组DNA乙肝疫苗获得批准上市,成本价格比血源性疫苗低,免疫效果更好。

由于大规模接种乙肝疫苗,2014年中国5岁以下儿童乙肝病毒表面抗原阳性率已降至0.32%,提前实现了世界卫生组织西太区乙肝控制目标。现在,中国适龄儿童乙肝疫苗和甲肝疫苗接种率均已达到90%以上。

(3)发现丙肝病毒斩获2020年诺贝尔奖

丙型肝炎(丙肝)是由丙肝病毒引起的一种肝脏炎症。该病毒可造成急性或慢性肝炎感染,病症有轻有重,严重者包括肝硬化和肝癌。尽管今天人们已经知道丙肝是一种单独的病毒性肝炎,而且是通过血液传播,主要通过不安全注射、注射吸毒以及可导致血液接触的性行为传播,但在当初,曾把它误认为是乙肝。

在乙肝确认后,一些人在输血或接受血液制品治疗后也会患肝炎,医生试图用治疗乙肝的方式去治疗这些肝炎,但是没有疗效,而且一些没有乙肝病毒的血液制品输入病人体内也会出现肝炎症状。这种情况让研究人员怀疑是否有其他病原体导致了输血后肝炎的发生。

1975年,美国科学家哈维阿尔特通过研究发现,人在输血后患肝炎非全部是由甲型、乙型肝炎病毒所致,还存在另一种肝炎病毒。之后,人们试图鉴定出这种非甲非乙型肝炎病毒,但一直没有结果。1988年,英国科学家迈克尔霍顿在被感染的猩猩体内分离并鉴定出了这种病毒的基因序列,并将其命名为丙型肝炎病毒。

1989年,美国科学家查尔斯赖斯在此前研究的基础之上,提取和构建了丙肝病毒颗粒变体,并将病毒直接注射入大猩猩体内,成功感染了大猩猩,大猩猩的肝脏出现了人类肝炎病理表现。赖斯创建的第一个丙肝病毒感染动物模型,对后续的研究具有非常重要的意义。

2020年的诺贝尔生理学或医学奖授予了丙肝病毒的发现者阿尔特、霍顿和赖斯。

丙肝病毒的发现为防治丙肝开辟了广阔的道路。首先,研究人员可以通过高灵敏度血液检测来发现丙肝病毒,能基本消除许多地方的“输血后肝炎”。其次,丙肝病毒的发现又为抗丙肝药物的研发奠定了基础。2007年,美国化学家迈克尔索菲亚研发了抗丙肝药物索非布韦,2013年吉列德公司生产该药并获得批准上市,从那时起,丙肝的治愈率达到95%。遗憾的是,索菲亚未获得诺贝尔奖,但获得了2016年拉斯克临床医学研究奖。

尽管抗病毒药物可使95%以上的丙肝感染者得到治愈,但在很多国家,诊断和治疗可及性很低,而且目前尚无针对丙肝的有效疫苗。

(4)中国科学家找到研发新药物靶标

病毒一般都通过与细胞上的受体结合而入侵细胞,肝炎病毒也是如此。尽管人们发现乙肝病毒有很长时间,但一直没有发现乙肝病毒是如何通过受体进入肝细胞的。这也造成了研发治疗乙肝药物的困难。

乙肝也可能与丁型肝炎有联系。丁型肝炎是一种由丁型肝炎病毒引起的肝脏炎症,这种病毒依靠乙型肝炎病毒进行自身复制,没有乙型肝炎病毒就不会出现丁型肝炎感染。因此,丁型肝炎病毒与乙型肝炎病毒合并感染被视为慢性病毒性肝炎的最严重形式,原因是它们会加快肝细胞癌的发展和肝脏相关疾病的死亡。

乙肝和丁肝重叠感染可使所有年龄组人群中的70%至90%的人员加快发展到更为严重的疾病。与乙肝病毒单一感染者相比,丁型肝炎病毒重叠感染可使肝硬化的发展速度加快近10年,由丁型肝炎病毒诱发的肝硬化患者发生肝细胞癌的风险更高。丁型肝炎病毒合并感染造成乙肝感染者中约1/5的人患肝癌,这种现象的发生机制尚不清楚。

由北京生命科学研究所研究员李文辉率领的团队一开始认为,如果没有一个特定受体,乙肝病毒的感染不会如此高效。而且,乙肝病毒的受体也有特异性,才会高效入侵肝脏。但是,有些受体是糖,有些受体是蛋白,需要在研究中探索。一系列的科学数据已经证明,乙肝受体应该是具有高度特异和高亲和力的受体。

通过5年探索,2012年11月,李文辉带领由严欢、钟国才等组成的年轻团队和合作者终于在学术期刊Elife上发表了研究结果,一种叫钠离子-牛磺胆酸共转运蛋白(NTCP)的分子是乙型肝炎病毒和丁型肝炎病毒感染人类肝细胞的关键受体。

在这个发现的基础上可以研究针对这两种肝炎的药物。事实上,短短几年时间里,基于李文辉团队的发现,已经有一系列治疗乙肝和丁肝的新药物被研发出来,并取得了很好的临床效果。

正因为如此,未来科学大奖在颁奖词中写道:“这一发现是乙肝病毒研究领域30年来里程碑式的突破,揭示了乙型和丁型肝炎病毒感染的分子机理,有助于开发更有效的治疗乙型和丁型肝炎的药物。”

在此之前的2020年11月12日,李文辉已经获得以巴鲁克布隆伯格名字命名的奖项,这是由位于美国宾夕法尼亚的乙肝基金会设立,旨在奖励对乙肝相关科研和治疗做出重要推动和显著贡献的个人,被誉为该领域的最高荣誉。

李文辉团队的发现,显然有助于实现世界卫生组织提出的在“2030年全面消除病毒性肝炎”的全球战略目标。



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