同样发现丙肝病毒,两位华人学者为何与诺奖失之交臂?
2020-10-30 15:50

同样发现丙肝病毒,两位华人学者为何与诺奖失之交臂?

本文来自微信公众号:Nature自然科研(ID:Nature-Research),作者:Heidi Ledford,原标题《发现丙肝病毒背后的无名英雄:两位华人学者与诺奖擦肩而过》,头图来自:protomag


上世纪80年代,病毒学家朱桂霖(Qui-Lim Choo)大部分时候都在朝八晚十一地工作,一周七天不间断。工作进展令人沮丧:他和两位同事正在寻找一种污染了输血血液的致命病毒,但搜寻却陷入了停滞。晚一天找到检测这种病毒的方法,更多的人就会受到感染。他所在的公司每一天都有新的机会来终止这个项目,以及与他的合同。 


对于朱桂霖的合作者郭劲宏(George Kuo)来说,那段日子也一直在熬夜加班,永远赶不上回家吃晚饭。郭劲宏记得有一次,他半夜驱车赶回家时,车子突然在旧金山-奥克兰海湾大桥抛锚了。


但是,两位科学家都表示那是他们人生中最美好的时光。“当时很困难,工作量很大,”朱桂霖说,“但又很快乐。”最后,他们的寻找成功了,并将其命名为丙型肝炎病毒(HCV)。在发现病毒的基础上,筛查污染血液的方法以及能治愈大部分感染者的用药方案都被相继提出。 


丙肝病毒颗粒的透射电镜图。来源:Cavallini James/BSIP/SPL


今年10月5日,朱桂霖在该项目上的负责人Michael Houghton因为发现了丙肝病毒被授予诺贝尔生理学或医学奖。朱桂霖和郭劲宏并不在三位获奖者中,另两位得奖者是纽约市洛克菲勒大学的Charles Rice以及曾就职于美国国立卫生研究院的Harvey Alter。诺贝尔奖被视为科学界的最高荣誉。但对Houghton来说,获得诺贝尔奖和其他顶级荣誉却让他百感交集。“拿奖固然高兴,”他说,“但是甜中带涩,因为这些奖没有直接奖励我们整个团队。”


Houghton一直在为他的两位同事奔走,希望他们在丙肝病毒上的贡献能被认可。“没有他们的付出,我怀疑自己是否还能成功。”他在诺贝尔奖公布后的新闻发布会上表示。


“凯龙大学”


Houghton从1982年开始寻找丙肝病毒,当时他在加州一家名为凯龙(Chiron)的生物技术公司任职。公司因为学术背景深厚被戏称为“凯龙大学”,它极力发展尖端科技也在业界享有盛誉。


当时,输送被丙肝病毒污染的血液每天都会在美国造成160人感染。如果不加治疗,丙肝病毒会损伤肝脏,引起肝癌。如今,虽然有了血液筛查技术和治疗方法,世界卫生组织估计全球依然有7100万丙肝病毒感染者。


到70年代中期,研究人员已经确定那神秘病毒并不是两种已知会损伤肝脏的病毒——甲肝和乙肝。但由于无法明确这种感染输血对象的物质,科学家只能用排除法给这种血源性疾病命名——“非甲非乙肝炎”。


那个时候,聚合酶链反应(PCR)还没开始大规模使用,不像现在可以用PCR轻松扩增DNA。在新型病毒出现后几周便对其进行测序——就和今年年初的新冠病毒一样——在当时是无法想象的。Houghton 一开始用的是美国疾控中心的Daniel Bradley提供的已感染和未感染的黑猩猩的样本来筛查病毒核酸。


朱桂霖在1984年加入了Houghton的实验室,两人后来成为了朋友。寻找污染物的工作何其艰难,整个团队一连几年都毫无进展。作为实验室负责人,Houghton每6周就要向凯龙的管理层汇报结果。管理层有人直接表示,他们觉得整个项目就是在浪费钱。“我一直顶着随时被解雇的压力,”Houghton说,“但我当时想的是:还有更好的事在等着我做吗?”


筛查序列


在Houghton隔壁的实验室里,1981年加入凯龙的郭劲宏正在研究一种医学上很重要的蛋白质——肿瘤坏死因子。


研究过去了几年,朱桂霖和Houghton已经筛查了数千万个遗传序列,但没有发现这种狡猾病毒的任何征兆。有一天,看到朱桂霖闷闷不乐,郭劲宏提了点建议:整个团队需要换个方向。对于他们所用的技术来说,病毒水平太低了,直接检测是检测不到的。郭劲宏建议他们提取感染样本的RNA片段,并在细菌中表达,增大它们的丰度。之后再用非甲非乙肝炎感染者的带抗体血清,来筛查这些“库”。这种方法假设感染者可能会携带能够识别病毒序列的抗体,让团队可以从他们建立的库中找出这种序列。


Bradley也推荐这种方法,但这好像有点冒险——之前从未分离出非甲非乙肝炎病毒的抗体——这让Houghton犹豫了。但到了1986年,郭劲宏说服他大胆一试,他自己也协助设计了实验方法并加入了这支探寻队伍。


Michael Houghton、朱桂霖、郭劲宏(从左至右),照片拍摄于1990年左右。来源:H. J. Alter & M. Houghton/Nature Med


这支三人团队开始日夜奋战。Houghton负责制备受感染患者的血清库。他会把样本放入超速离心机中,再用试管底部的粘性球团来获得他需要的DNA和RNA。有一天,他的制备工作好像出了点问题。“我得到了一种非常奇怪、油性的核酸提取物。”他说。一名研究助理建议他直接扔到水槽里。


但Houghton还是用了。很快,朱桂霖就找到宝了:在利用Houghton的油性提取物制作的库中,他似乎发现了来自病毒的一小段核酸。


利用这个小片段,团队找出了病毒基因组中的邻近序列,并将它们拼在一起。郭劲宏马上利用这一信息设计了一种检测方法,用来筛查血液中的感染。1989年,该团队在《科学》上发表了两篇论文,一篇描述了他们称之为丙肝病毒的分离过程[1],另一篇介绍了筛查流程[2]


这一发现成了大新闻,但是当朱桂霖在科学工作组上汇报研究成果时,没有人知道他是谁:“我听到人们小声说,‘这人是谁?’”他认为那是实验室等级划分的一部分:当Houghton作为实验室主管忙于与“外界”打交道时,朱桂霖一直在实验室埋头工作。


郭劲宏的方法其实在那之前已经被采用了:1988年末,日本天皇裕仁成了接受用郭劲宏的方法筛查的输血血液的第一人。日本在1989年批准广泛使用这项技术,美国也在1990年跟进。


丙肝病毒的发现也为治疗铺平了道路。2014年,美国食品药品管理局批准了一种能治愈90%以上感染者的用药方案。目前,多个团队正在研发一种疫苗。


深藏功名


自那以后,多个权威奖项表彰了丙肝发现背后的科学家们。许多奖都颁给了Houghton,但他成功说服了一些主办方也将荣誉授予朱桂霖和郭劲宏。2013年,Houghton出人意料地拒绝了久负盛名、奖金10万加元(约合7.5万美元)的盖尔德纳奖(Gairdner Award)。他曾希望说服盖尔德纳基金会将朱桂霖和郭劲宏也纳入得奖名单,这个奖当时也颁给了Bradley和Alter。被基金会拒绝后,Houghton放弃了领奖和奖金。


Houghton说,他之所以接受诺贝尔奖是因为他对改变诺贝尔奖得主一贯限制在三人的规定不抱希望。“当各种奖项纷至沓来时,这个发现也有点变味了。”Houghton表示。他飞快说出了近十位其他科学家的名字,他们都对丙肝病毒的发现或是后来的研究做出了贡献,“所有这些优秀的科学家都值得受到表彰。”


“这确实是领域内许多许多人共同努力的结果。”德国海德堡大学病毒学家Ralf Bartenschlager说。Bartenschlager曾被认为是丙肝病毒诺贝尔奖的候选人。郭劲宏、朱桂霖、Bradley做出了重要贡献,其他研究人员也一样,他说。但Bartenschlager认为诺贝尔评奖委员会对奖项的分配是可以理解的:Alter的工作表明了神秘的非甲非乙肝炎能通过输血从感染的人类传给黑猩猩;Houghton团队鉴定出了这种病毒;Rice和同事证明了丙肝病毒本身可以导致肝炎。


“这一直都很难。”Bartenschlager说。诺贝尔评奖委员会并未就他们为何选择这些得奖者发表公开评论。


郭劲宏说,诺贝尔奖的消息传开时,他确实有点失望。“限制得奖人数在今天这个提倡合作和团队研究的世界可能有点过时了。”他说。但他也表示拿奖从来不是目标。“激励我的是能为全世界人民带来改变的梦想——很多情况下还能拯救生命,”他说,“我也想让我的孩子知道,努力做一件让你充满热情的事是多么重要。”


当被问及诺贝尔奖公布时的感受,朱桂霖哽咽了。“我很高兴,”他说,“非常高兴。”纵使他的名字没有出现在所有奖项上,但这丝毫无损于他的工作帮助拯救了无数生命并塑造了一代分子病毒学家和临床医生的事实。“它就像我的孩子一样;我实在太自豪了,”朱桂霖说,“我怎么会不自豪呢?”


参考文献:

1. Choo, Q.-L. et al. Science  244, 359–362 (1989).

2. Kuo, G. et al. Science 244, 362–364 (1989).


原文以The unsung heroes of the Nobel-winning hepatitis C discovery为标题发表在 2020年10月19日的《自然》新闻版块


本文来自微信公众号:Nature自然科研(ID:Nature-Research),作者:Heidi Ledford

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