获得诺奖的"丙型肝炎病毒发现":挽救了数百万人生命
北京時(shí)間10月5日17:30分許,2020年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)公布。美國病毒學(xué)家哈維·詹姆斯·奧爾特(Harvey James Alter)、英國生物化學(xué)家邁克爾·霍頓(Michael Houghton)及美國病毒學(xué)家查爾斯·M·賴斯(Charles M. Rice)因在丙型肝炎病毒領(lǐng)域的杰出貢獻(xiàn),分享了今年的獎(jiǎng)項(xiàng)。
人物小傳
哈維·詹姆斯·奧爾特
哈維·詹姆斯·奧爾特 (Harvey James Alter)是美國病毒學(xué)家、美國國立衛(wèi)生研究院輸血醫(yī)學(xué)家。奧爾特生于1935年,1956年在羅徹斯特大學(xué)獲得文學(xué)士學(xué)位,于1960年獲得醫(yī)學(xué)學(xué)位。1964年與后來的諾貝爾獎(jiǎng)得主巴魯克·塞繆爾·布隆伯格發(fā)現(xiàn)了澳大利亞抗原,后來被認(rèn)為是乙肝病毒的一部分。他還以動(dòng)物模型來研究人體免疫缺陷病毒,并確定了丙型肝炎病毒。2000年獲拉斯克臨床醫(yī)學(xué)研究獎(jiǎng),2013年獲蓋爾德納國際獎(jiǎng)。
邁克爾·霍頓
邁克爾·霍頓(Michael Houghton)是英國生物化學(xué)家,參與了開發(fā)丙型肝炎測試。20世紀(jì)50年代,霍頓出生于英國。1972年,他獲東英吉利大學(xué)學(xué)士學(xué)位,并于1977年獲得倫敦大學(xué)國王學(xué)院生物學(xué)博士學(xué)位。隨后,他在白金漢郡塞爾研究實(shí)驗(yàn)室工作,于1982年成為希龍公司的非甲非乙型肝炎部主管。1986年,他參與發(fā)現(xiàn)了D型肝炎的基因組。1989年,他和朱桂霖( Qui-Lim Choo)、郭勁宏(George Kuo)和丹尼爾·W·布拉德利(Daniel W. Bradley)共同發(fā)現(xiàn)了丙型肝炎。在20世紀(jì)80年代初,丹尼爾·布拉德利從黑猩猩的血清中分離了后來稱為丙型肝炎病毒的非甲非乙型肝炎病毒。霍頓與布拉德利合作克隆這些病毒,并開發(fā)了一種測驗(yàn)血液的方法,在20世紀(jì)90年代初用于肝硬化和肝癌患者,使得輸血獲得丙型肝炎病毒的風(fēng)險(xiǎn)從三分之一降低到約200萬分之一。
1992年,他獲得美國血庫協(xié)會(huì)卡爾·蘭德斯泰納紀(jì)念獎(jiǎng)。1993年,他獲得羅伯特·科赫獎(jiǎng)。1994年,獲得美國胃腸病協(xié)會(huì)威廉·博蒙特獎(jiǎng)。
查爾斯·M·賴斯
查爾斯·M·賴斯(Charles M. Rice)生于1952年,是一名美國病毒學(xué)家。1974年,賴斯本科畢業(yè)于加州大學(xué)戴維斯分校;1981年,他在加州理工學(xué)院獲得生物化學(xué)專業(yè)的博士學(xué)位。2001年至今,賴斯在洛克菲勒大學(xué)擔(dān)任病毒學(xué)教授。2016年,賴斯與拉爾夫·巴滕施拉格(Ralf Bartenschlager)和邁克爾·J·索菲亞(Michael J. Sofia)共同獲得了拉斯克-狄貝基臨床醫(yī)學(xué)研究獎(jiǎng)。
研究介紹
3位獲獎(jiǎng)科學(xué)家做出了開創(chuàng)性發(fā)現(xiàn),從而鑒定出一種新型病毒,即丙型肝炎病毒。在他們工作之前,甲型和乙型肝炎病毒的發(fā)現(xiàn)給丙肝病毒的發(fā)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。但發(fā)現(xiàn)甲型和乙型肝炎病毒并無法解釋大多數(shù)血源性肝炎病例。丙型肝炎病毒的發(fā)現(xiàn)揭示了剩余的慢性肝炎病例的病因,并使血液檢測和新藥成為可能,挽救了數(shù)百萬人的生命。
1960年代,巴魯克·布倫伯格(Baruch Blumberg)確定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),布倫伯格被授予1976年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。
當(dāng)時(shí),美國國立衛(wèi)生研究院的奧爾特研究了接受輸血的患者中肝炎的發(fā)生情況。盡管對乙型肝炎病毒進(jìn)行的血液檢查減少了與輸血有關(guān)的肝炎的病例數(shù),但奧爾特及其同事證明仍有大量肝炎病例存在。大約在這段時(shí)間,他們也進(jìn)行了甲型肝炎病毒感染的檢測,很明顯,甲型肝炎不是真正的原因。
奧爾特和他的同事表明,這些肝炎患者的血液可以將疾病傳播給黑猩猩,這是人類之外唯一的易感宿主。隨后的研究還表明,未知的傳染原具有病毒的特征。奧爾特的有條不紊的研究以這種方式定義了一種新型的,獨(dú)特的慢性病毒性肝炎。這種神秘的疾病被稱為“非甲,非乙”肝炎。
鑒定新型病毒是當(dāng)務(wù)之急。盡管使用了所有傳統(tǒng)的病毒檢測技術(shù),他們?nèi)匀粺o法提取出特定的病毒。在Chiron制藥公司工作的霍頓進(jìn)行了分離病毒遺傳序列所需的艱巨工作。霍頓和他的同事們從感染黑猩猩血液中發(fā)現(xiàn)的核酸中提取了DNA片段。這些片段大部分來自黑猩猩本身的基因組,但研究人員預(yù)測,其中一些片段將來自未知病毒。經(jīng)過全面搜索,他們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)陽性克隆。進(jìn)一步的工作表明,該克隆來源于一種新型RNA病毒,被稱為丙型肝炎病毒。
丙型肝炎病毒的發(fā)現(xiàn)具有決定性意義。但是,僅僅病毒本身就能引起肝炎嗎?為了回答這個(gè)問題,科學(xué)家不得不研究克隆的病毒是否能夠復(fù)制并引起疾病。圣路易斯華盛頓大學(xué)的研究員賴斯以及其他研究RNA病毒的小組發(fā)現(xiàn)了丙型肝炎病毒基因組末端的一個(gè)先前未知的區(qū)域,他們懷疑這可能對病毒復(fù)制很重要。賴斯還觀察到分離出的病毒樣本中的遺傳變異,并假設(shè)其中一些可能會(huì)阻礙病毒復(fù)制。通過基因工程,賴斯制造了丙型肝炎病毒的RNA變異體。他將這種RNA注射到黑猩猩的肝臟中后,在血液中檢測到病毒,并觀察到與慢性肝炎患者相似的病理變化。這也最終證明了丙型肝炎病毒可能導(dǎo)致無法解釋的輸血介導(dǎo)的肝炎病例。
關(guān)于丙型肝炎病毒(HCV)
HCV病毒體呈球形,直徑小于80nm(在肝細(xì)胞中為36~40nm,在血液中為36-62nm ),為單股正鏈RNA病毒,在核衣殼外包繞含脂質(zhì)的囊膜,囊膜上有刺突。HCV僅有Huh7, Huh7.5, Huh7.5.1三種體外細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng),黑猩猩可感染HCV,但癥狀較輕。
HCV-RNA大約有9500-10000bp組成,5′和3′非編碼區(qū)(NCR)分別有319-341bp,和27-55bp,含有幾個(gè)順向和反向重復(fù)序列,可能與基因復(fù)制有關(guān)。在5′非編碼區(qū)下游緊接一開放的閱讀框(ORF),其中基因組排列順序?yàn)?'-C-E1-E2-p7-NS2-NS3-NS4-NS5-3',能編碼一長度大約為3014個(gè)氨基酸的多聚蛋白前體,后者可經(jīng)宿主細(xì)胞和病毒自身蛋白酶作用后,裂解成10種病毒蛋白,包括三種結(jié)構(gòu)蛋白,即分子量19KD的核衣殼蛋白(或稱核心蛋白,Core)和兩種糖蛋白(分子量為33KD的E1蛋白,分子量72Kd的E2蛋白),p7編碼一種膜內(nèi)在蛋白,其功能可能是一種離子通道。非結(jié)構(gòu)蛋白部分則包括NS2,NS3, NS4A,NS5A和NS5B,非結(jié)構(gòu)蛋白對比病毒的生活周期非常重要。NS2和NS3具有蛋白酶活性,參與病毒多聚蛋白前體的切割。此外,NS3蛋白還具有螺旋酶活性,參與解旋HCV-RNA分子,以協(xié)助RNA復(fù)制,NS4的功能尚不清楚。NS5A是一種磷酸蛋白,可以與多種宿主細(xì)胞蛋白相互作用,對于病毒的復(fù)制起重要作用。而NS5B則具有RNA依賴的RNA聚合酶活性,參與HCV基因組復(fù)制。
1991年美國食品和藥物監(jiān)督管理局(FDA)批準(zhǔn)了丙型肝炎的第一例治療。該治療包括干擾素α-2b,但接受治療的病人很少有獲得持續(xù)的病毒學(xué)應(yīng)答。治愈率僅為6%。自1991年以來,丙型肝炎治療的療效已顯著增加,最近的一些療法可以清除高達(dá)90%患者的病毒。
2011年,鑒于丙型肝炎的全球負(fù)擔(dān),影響全世界大約1.5-1.7億人,世界衛(wèi)生組織和美國總統(tǒng)奧巴馬宣布7月28日被正式確認(rèn)為世界肝炎日。
現(xiàn)在有研究提出了第一代抗病毒藥物---蛋白酶抑制劑。研究發(fā)現(xiàn)這些藥物可直接作用于丙型肝炎病毒的非結(jié)構(gòu)蛋白以中斷宿主肝細(xì)胞的病毒復(fù)制和裝配。在它們與24-48周的聚乙二醇干擾素和利巴韋林聯(lián)合使用時(shí),丙型肝炎基因型1患者的治愈率提高到70%。
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的获得诺奖的"丙型肝炎病毒发现":挽救了数百万人生命的全部內(nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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