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諾獎(jiǎng)解析|丙肝病毒發(fā)現(xiàn)之旅:肝癌主要病因,治療可及性仍低
北京時(shí)間10月5日17時(shí)30分許,瑞典卡羅琳斯卡醫(yī)學(xué)院在斯德哥爾摩宣布,將2020年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)授予美國病毒學(xué)家哈維·奧爾特(Harvey J. Alter)、英國生物學(xué)家邁克爾·霍頓(Michael Houghton)和美國病毒學(xué)家查爾斯·賴斯(Charles M. Rice),以表彰他們發(fā)現(xiàn)丙型肝炎(Hepatitis C)病毒。

奧爾特在1935年出生于美國紐約,他在羅切斯特大學(xué)醫(yī)學(xué)院獲得醫(yī)學(xué)學(xué)位,并在斯特朗紀(jì)念醫(yī)院和西雅圖大學(xué)醫(yī)院接受內(nèi)科訓(xùn)練。1961年,他加入美國國家衛(wèi)生研究院(NIH)擔(dān)任臨床助理。他在喬治城大學(xué)工作了幾年,并于1969年回到NIH,加入臨床中心的輸血醫(yī)學(xué)系,擔(dān)任高級研究員。
霍頓出生于英國,他于1977年在倫敦國王學(xué)院獲得博士學(xué)位,隨后加入了G. D. Searle & Company,并于1982年轉(zhuǎn)到加利福尼亞州的Chiron公司。他于2010年遷往加拿大阿爾伯塔大學(xué),現(xiàn)為加拿大病毒學(xué)卓越研究會(huì)主席,及阿爾伯塔大學(xué)李嘉誠應(yīng)用病毒學(xué)研究所所長、教授。
賴斯1952年出生于美國薩克拉門托。1981年,他在加州理工學(xué)院獲得博士學(xué)位,并在1981至1985年期間接受博士后培訓(xùn)。1986年,他在華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院建立了自己的實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì),并于1995年成為正教授。自2001年以來,他一直是洛克菲勒大學(xué)的教授。2001年至2018年期間,他擔(dān)任洛克菲勒大學(xué)丙型肝炎研究中心的科學(xué)和執(zhí)行主任,目前仍在該中心工作。
作為一種血源性傳染病,丙型肝炎是一種主要的全球健康問題,會(huì)導(dǎo)致世界各地的人罹患肝硬化和肝癌。據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)數(shù)據(jù),全球估計(jì)有7100萬人感染慢性丙型肝炎病毒,許多慢性感染者會(huì)發(fā)展成肝硬化或肝癌,是肝癌的一個(gè)主要致病因素。世衛(wèi)組織估計(jì),2016年,約有39.9萬人死于丙型肝炎,主要緣于肝硬化和肝細(xì)胞癌(原發(fā)性肝癌)。
在上述三位科學(xué)家的工作之前,甲型肝炎和乙型肝炎病毒的發(fā)現(xiàn)已取得重要的進(jìn)展,但大多數(shù)血源性肝炎病例仍然無法解釋。丙型肝炎病毒的發(fā)現(xiàn)揭示了除甲型肝炎和乙型肝炎之外的慢性肝炎病例的原因,并使血液檢測和新藥物研發(fā)成為可能,從而挽救了數(shù)百萬人的生命。

哈維·奧爾特對輸血相關(guān)性肝炎的系統(tǒng)研究表明,一種未知病毒是慢性肝炎的常見病因。邁克爾·霍頓分離了一種名為丙型肝炎病毒(Hepatitis C virus)的新病毒的基因組。查爾斯·賴斯提供了最終的證據(jù),表明僅丙型肝炎病毒就能導(dǎo)致肝炎。
諾貝爾獎(jiǎng)的官方新聞稿中寫道,丙型肝炎病毒的發(fā)現(xiàn)是持續(xù)對抗丙型肝炎的一項(xiàng)里程碑式的成就。由于他們的發(fā)現(xiàn),現(xiàn)在我們可以對這一病毒進(jìn)行高度敏感的血液檢測,這些檢測基本上消除世界許多地區(qū)的輸血后肝炎,極大地改善了全球健康。他們的發(fā)現(xiàn)也使得針對丙型肝炎的抗病毒藥物得以快速開發(fā)。世衛(wèi)組織的數(shù)據(jù)顯示,抗病毒藥物可使95%以上的丙肝感染者得到治愈,從而降低肝癌和肝硬化的死亡危險(xiǎn)。
丙型肝炎在歷史上首次被治愈,為在全世界范圍內(nèi)根除丙型肝炎病毒帶來了希望。不過,為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),全球仍將需要促進(jìn)血液檢測和在抗病毒藥物的提供。目前,診斷和治療的可及性仍然很低。世衛(wèi)組織稱,2017年,在全球7100萬丙肝病毒感染者中,估計(jì)有19%(1310萬人)知曉自己的診斷狀況。在被診斷為慢性丙肝的感染者中,截至2017年底,約有500萬人接受了直接抗病毒藥物治療?!叭蛞?030年前實(shí)現(xiàn)80%這一丙肝病毒治療目標(biāo),還有許許多多的工作要做?!?/p>
全球性健康問題:肝炎
肝炎(Hepatitis)是描述肝臟炎癥的現(xiàn)象,“Hepatitis”一詞則源自古希臘語,“hêpar”代表“肝臟”,“-itis”代表“發(fā)炎”。盡管酗酒、環(huán)境毒素和自身免疫性疾病也是重要原因,但其主要是由病毒感染引起。

肝炎主要有兩種形式。一種是由甲型肝炎病毒引起的急性肝炎,通過受污染的水或食物傳播。另一種是由乙型肝炎病毒或丙型肝炎病毒(今年的諾貝爾獎(jiǎng))引起的,這種血源性肝炎通常是一種慢性疾病,可發(fā)展為肝硬化和肝癌。
在20世紀(jì)40年代,科學(xué)家認(rèn)為有兩種主要類型的傳染性肝炎。第一種是甲型肝炎(hepatitis A ),通過被污染的水或食物傳播,通常對患者沒有什么長期影響。第二種類型則是通過血液和體液傳播,對人體健康更具威脅性,會(huì)導(dǎo)致一種慢性病,并發(fā)展為肝硬化和肝癌。
值得注意的是,第二種類型的肝炎是有潛伏期的,在出現(xiàn)嚴(yán)重并發(fā)癥之前,健康的人可能會(huì)悄無聲息地感染多年。血源性肝炎的發(fā)病率和死亡率很高,每年在世界范圍內(nèi)造成100多萬人死亡,使其成為與艾滋病毒感染和結(jié)核病相當(dāng)?shù)娜蚪】祮栴}。
未知的致病原
正如新冠肺炎疫情初期,中國的科學(xué)家們迅速找到了新型冠狀病毒(SARS-CoV-2),對任何傳染病來說,確定病原體的關(guān)鍵得找到源頭“真兇”,也就是確定病原體。
在20世紀(jì)60年代,乙肝(Hepatitis B)病毒發(fā)現(xiàn)者、美國科學(xué)家Baruch Blumberg確定了其中一種血源性肝炎是由一種被稱為乙型肝炎病毒的病毒引起的,這一發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致了診斷測試和有效疫苗的發(fā)展。由于這一發(fā)現(xiàn),Blumberg和Daniel Carleton Gajdusek于1976年分享了諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。
當(dāng)時(shí),在美國國立衛(wèi)生研究院(NIH)工作的奧爾特正在研究輸血患者的肝炎發(fā)病率。盡管對新發(fā)現(xiàn)的乙肝病毒的血液檢測減少了輸血相關(guān)肝炎的病例,奧爾特及其同事仍然證明了令人擔(dān)憂的一種事實(shí),也就大量病例仍然存在。在此期間,甲型肝炎病毒感染的檢測也已經(jīng)發(fā)明,很明顯,甲型肝炎也不是這些不明病例的原因。
許多接受輸血的人由于一種未知的感染源而發(fā)展成慢性肝炎,這引發(fā)了極大的關(guān)注。奧爾特及其同事們發(fā)現(xiàn),這些肝炎患者的血液可能會(huì)把這種疾病傳染給黑猩猩,黑猩猩是除了人類之外唯一易感的宿主。隨后的研究還表明,這種未知的感染源具有病毒的特征。這種神秘的疾病后來被稱為“非A、非B”型肝炎。
丙型肝炎病毒的發(fā)現(xiàn)
識(shí)別這種新型病毒成了當(dāng)務(wù)之急,科學(xué)家們使用了所有傳統(tǒng)的病毒捕捉技術(shù),但這一神秘病毒還是在十多年的時(shí)間里仍逃脫了人類對它們的分離。
彼時(shí)在制藥公司Chiron工作的霍頓承擔(dān)了分離病毒基因序列所需的艱巨工作。霍頓和他的同事從一只被感染的黑猩猩的血液中發(fā)現(xiàn)的核酸中收集了一組DNA片段,這些片段大部分來自黑猩猩自身的基因組,但研究人員猜測,其中一些片段可能來自這種未知的病毒。假設(shè)肝炎患者的血液中含有病毒抗體,研究人員利用患者的血清來鑒定編碼病毒蛋白的克隆病毒DNA片段。在全面篩查之后,他們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)陽性的克隆。
進(jìn)一步的研究表明,該克隆來自一種新的屬于黃病毒家族的RNA病毒,被命名為丙型肝炎病毒。慢性肝炎患者中抗體的存在強(qiáng)烈暗示了這種病毒就是此前未知的病原體。
丙型肝炎病毒的發(fā)現(xiàn)是決定性的,但謎題的一個(gè)關(guān)鍵部分卻被遺漏了:僅僅因?yàn)椴《揪湍軐?dǎo)致肝炎嗎?為了回答這個(gè)問題,科學(xué)家們必須調(diào)查克隆的病毒是否能夠復(fù)制并導(dǎo)致疾病。
華盛頓大學(xué)圣路易斯分校的賴斯和其他研究RNA病毒的小組注意到,在丙型肝炎病毒基因組末端有一個(gè)此前未被識(shí)別的區(qū)域,他們懷疑該區(qū)域可能對病毒復(fù)制很重要。
賴斯還在分離出的病毒樣本中觀察到遺傳變異,并推測其中一些可能會(huì)阻礙病毒復(fù)制。通過基因工程,賴斯獲得了一種丙型肝炎病毒的RNA變異體,其中包括新鑒定的病毒基因組區(qū)域。當(dāng)這種RNA被注射到黑猩猩的肝臟時(shí),在它們的血液中檢測到了病毒,并觀察到了與患有慢性疾病的人類相似的病理變化。
賴斯的工作使得證據(jù)鏈最終拼湊完整,證明了單獨(dú)的丙型肝炎病毒就可以導(dǎo)致不明原因的輸血介導(dǎo)型肝炎病例。

丙型肝炎仍然是一個(gè)主要的全球衛(wèi)生問題,但現(xiàn)在存在消除該疾病的機(jī)會(huì)。
三位科學(xué)家的關(guān)鍵成果:
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. 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. 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. 1975; 2:838-841.
Alter HJ, Purcell RH, Holland PV, Popper H. Transmissible agent in non-A, non-B hepatitis. Lancet. 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. 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. 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. 1997; 277:570-574.





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