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2015诺贝尔生理学或医学奖获得者研究详细简介

来源:生物谷 2015-10-05 18:58

北京时间 10 月 5 日下午 17:30 , 2015 年诺贝尔生理学或医学奖揭晓,来自中国科学家 Youyou Tu (屠呦呦)因发现抵御疟疾的疗法,以及两位科学家: William C. Campbell and Satoshi Ōmura 因发现抵御蛔虫感染的疗法而获得此奖。科学家 Youyou Tu 获得一半奖金,另外两位科学家分享另外一半奖金。

因寄生虫引发的疾病已经困扰了人类几千年,而且寄生虫感染是引发全球公众健康的重要问题;尤其是寄生虫病对全球最贫困的人群而且也是改善人类健康的一大障碍, 2015 年的诺贝尔生理学或医学奖获奖者就开发出了可以帮助抵御寄生虫病的革命性疗法。

研究者 William C. Campbell 和 Satoshi Ōmura 发现了一种名为 Avermectin (阿维菌素)的新型药物,其是一种衍生物,可以降低河盲症(盘尾丝虫病)和淋巴丝虫病的发病率,同时也可以高效抵御其它寄生虫病;而中国科学家屠呦呦则发现了 Artemisinin (青蒿素),这种药物可以明显降低疟疾病人的死亡率。

上述两种研究发现都为人类抵御严重的寄生虫病带来了极大希望,为成千上百万人抵御寄生虫病及改善机体健康带来帮助。

Fig1 : 2015 年诺贝尔生理学或医学奖授予给开发抵御致死性寄生虫病疗法的三位科学家,三种严重的寄生虫病分别为:河盲症、淋巴丝虫病及疟疾,这三种疾病的分布比较相似,详见图中蓝色区域。

寄生虫引发的毁灭性的疾病

我们生活在一个生物复杂性的世界里,这个世界不光哺育着人类,还有更多的动物,同时还有大量其它生物,其中有些对人类具有很大的危害。

多种寄生虫会引发严重的疾病,其中一种在医学上重要的就是肠道寄生虫蠕虫( helminths ),据估计全球大约有三分之一的人口都饱受蠕虫折磨,而且蠕虫主要在撒哈拉沙漠以南的非洲地区、南亚、中亚及南非地区流行,河盲症(盘尾丝虫病)和淋巴丝虫病就是由蠕虫引发的疾病,盘尾丝虫病由于寄生虫在患者角膜中引发慢性感染,最终会引发患者失明;而淋巴丝虫病影响着超过 1 亿人的健康,主要引发慢性肿胀,最终引发致死性的临床症状,包括淋巴水肿及阴囊鞘膜积液等(见Fig: 1 )

从细菌到植物的新型抗寄生虫疗法

在数十年开发抵御寄生虫新型疗法的缓慢进程后,本次诺贝尔生理学或医学奖获得者从根本上改变了寄生虫的治疗方法。

研究者 Satoshi Ōmura 是日本的一位微生物学家,主要致力于分离天然产物,他对一种生活在土壤中名为链霉菌属进行了重点研究,这种链霉菌可以产生一种具有抗菌活性的制剂(包括 1952 年获得诺贝尔奖的科学家 Selman Waksman 发现的链霉素), Satoshi Ōmura 利用大规模空的培养和特性分析,从土壤样本中成功分离除了一种新型的链霉菌,并且在实验室实现了这种链霉菌的成功培养。

Fig2 日本科学家 Satoshi Ōmura 从大量的土壤样本中分类出了一种可以产生生物活性化合物的新型链霉菌种,并且在实验室中成功地培养出了这种链霉菌。

研究者 William C. Campbell 是一位美国致力于寄生虫研究的科学家,其获得了 Satoshi Ōmura 的链霉菌培养基,并且放大了这种链霉菌的效力; Campbell 指出,一种来自链霉菌培养基中的特殊组分可以有效抵御家养和农场动物身上的寄生虫感染,研究者将这种生物活性制剂进行了提纯,并且命名为阿维菌素,对其进行一定的化学修饰就可以变成一种名为伊维菌素 (Ivermectin) 的高效化合物了,伊维菌素 (Ivermectin) 在人类和动物试验中均可以高效杀灭大量寄生虫(见 Fig3 ),总的来讲,科学家 Ōmura 和 Campbell’s 的研究成果为开发高效抵御寄生虫疾病的新型药物带来的希望。

传统治疗疟疾的药物为氯喹和奎宁,但治疗效率越来越低,截至 20 世纪 60 年代,科学家努力根除疟疾的想法失败了,随后疟疾感染不断增加,就在此时,中国科学家屠呦呦转向寻找传统中药来开发抵御疟疾感染的新型疗法;通过对大量中草药进行大规模筛选以及在疟疾感染的动物身上进行试验,一种从植物青蒿中提取的物质表现出了巨大潜力,然而所得到的结果在一致性上却出现了问题。为此屠呦呦重新查阅古代资料并且修改了方法,最终发现了一种提取青蒿素(青蒿提取物)的新方法,她首次发现了这种名为青蒿素的化合物,实验证明青蒿素可有效抵御寄生虫感染,在感染动物和人类中都表现出了较好的疗效(见 Fig4 )。

阿维菌素、青蒿素及全球健康威胁

阿维菌素和青蒿素的发现从根本上改变了全球寄生虫病的治疗手段,如今,阿维菌素的衍生物伊维菌素因其高效抵御寄生虫感染的表现,已经在世界上用于治疗寄生虫的肆虐了,同时其副作用较小,而且在全球都可以免费获得。疟疾每年影响着将近 2 亿人的健康,目前青蒿素已经在所有疟疾肆虐的国家使用,当进行联合用药时,其可以降低 20% (总体)至 30% (儿童中)的死亡率,仅在非洲地区青蒿素每年就可以挽救 10 万人的生命。

阿维菌素和青蒿素的发现对于治疗寄生虫感染的革命性疗法带来了巨大希望,而三位科学家也因此而获得了本次的诺贝尔及生理学医学奖,他们的研究发现对全球人口的健康所带来的健康效益将是不可估量的。

参考文献:

【1】Burg et al., Avermectins, New Family of Potent Anthelmintic Agents: Producing Organism and Fermentation Antimicrobial Agents and Chemotherapy(1979) 15:361-367.
【2】Egerton et al.,Avermectins, New Family of Potent Anthelmintic Agents: Efficacy of the B1a Component Antimicrobial Agents and Chemotherapy(1979) 15:372-378.
【3】Tu et al.,中药青蒿化学成分的研究Ⅰ Yao Xue Xue Bao(1981) 16, 366-370 (Chinese)

 

获奖者简介:

William C. Campbell

1930 年出生于爱尔兰的 Ramelton , 1952 年本科毕业于都柏林圣三一学院( Trinity College ), 1957 年获得美国威斯康星大学的博士学位; 1957 至 1990 年年间在默克研究治疗所工作,其中 1984 年至 1990 年间出任资深科学家和试验研发主任;目前 Campbell 是美国杜尔大学的名誉研究员。

Satoshi Ōmura 主页:http://www.satoshi-omura.info/

1935 年出生于日本山梨县, 1968 年获得东京大学制药科学家的博士学位,同时于 1970 年获得东京大学化学博士学位; 1965 至 1971 年间在北里研究所( Kitasato Institute )作为研究员从事研究, 1975 至 2007 年间在北里大学荣升教授;从 2007 年至今成为北里大学的荣誉教授。

Youyou Tu (屠呦呦) 主页 http://www.icmm.ac.cn/zsyjy/201101/11.html

1930 年出生于中国, 1955 年毕业于北京医科大学药学系, 1965 年至 1978 年在中国中医科学院作为助理教授进行相关研究, 1979 晋升副教授, 1985 年晋升教授;从 2000 年开始,屠呦呦成为中国中医科学院的首席研究员。

 

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