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一个发现就把人类寿命提高了25岁!这些诺奖成果太牛了!

11901年诺贝尔奖:19世纪,白喉是一种非常可怕的急性呼吸道传染病,在德国每年夺取超过5万儿童的生命。1891年,埃米尔·阿道夫·冯·贝林和合作者开发了第一种有效的白喉治疗血浆获奖。21939年诺贝尔奖:格哈德·多马

  • 11901年诺贝尔奖:19世纪,白喉是一种非常可怕的急性呼吸道传染病,在德国每年夺取超过5万儿童的生命。1891年,埃米尔·阿道夫·冯·贝林和合作者开发了第一种有效的白喉治疗血浆获奖。

  • 21939年诺贝尔奖:格哈德·多马克因发现“百浪多息”的红色染料可以保护小鼠和兔子免受葡萄球菌和链球菌的侵害获奖。百浪多息成为了人类历史上第一种人工合成的抗菌药。多马克于1939年获得诺贝尔生理学或医学奖。

  • 31945年诺贝尔奖:亚历山大·弗莱明因在实验室阴差阳错地发现了青霉素而获奖。在第二次世界大战中,青霉素拯救了无数生命。据统计,几十年来,它使人类平均寿命从40岁提高到了65岁,整整25周岁。

  • 41952年诺贝尔奖:赛尔曼·瓦克斯曼因发现对抗结核病的链霉素而获奖。时至今日,临床上使用的抗生素已有上百种,并出现了很多人工合成的类抗生素药物。

  • 51972年和1987年诺贝尔奖:在对抗体的漫长研究进程中,杰拉尔德·埃德尔曼和罗德尼·罗伯特·波特发现了抗体的蛋白结构,利根川进发现了抗体多样性的遗传学原理,这些都为现代免疫学的抗体理论奠定基础,也让他们分别获得诺贝尔奖。

  • 61984年诺贝尔奖:乔治斯·克勒和色萨·米尔斯坦因发明单克隆抗体的生产方法,获得了诺贝尔生理或医学奖。这项技术,能够生产高度均一的、特异性好的抗体,使得抗体类药物的出现成为可能。

  • 71988年诺贝尔奖:格特鲁德·埃利恩和乔治·希青斯发现了一种叫做“硫唑嘌呤”的药物,它可以让兔子不对外源蛋白质产生抗体。目前,这依然是常见的器官移植免疫抑制剂。他们因这个成果获奖。器官移植是20世纪医学技术发展的最高成就之一,也是目前治疗各种器官功能衰竭的最有效手段。

  • 82015年诺贝尔奖:屠呦呦因提纯青蒿素,成为目前治疗疟疾最有效的药物;坎贝尔和大村智发现伊维菌素,可以对抗多种热带地区的寄生虫感染。他们因各种的工作分享诺奖。

  • 92018年诺贝尔奖:詹姆斯·艾利森和本庶佑,因研究“免疫检查点疗法”获奖。相关的抗体药物甚至可以治愈一些已经发生癌症转移的患者——在之前,这几乎是完全不可能的。

  • 10此外,人乳头瘤病毒(HPV)导致宫颈癌、幽门螺旋杆菌导致胃炎和胃溃疡,这些荣获诺贝尔奖的发现则完全改变了人们对这些疾病的认知,治疗和预防思路也随之转变。

2020 年年初,新冠病毒肆虐。国家卫健委在试行第四版《新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案》中提到,“针对于重型、危重型病人,可以采用恢复期血浆治疗”——也就是血清疗法。

血清疗法可以追溯到 100 多年前;事实上,研究者凭它获得了历史上第一枚诺贝尔生理学或医学奖章。这种古老的疗法对于新冠肺炎是否奏效,目前尚无定论;但这并不是其第一次应用在传染病的治疗中,在“非典”、H5N1 禽流感、埃博拉出血热和中东呼吸综合征(MERS)的临床治疗中,它都不同程度地出现过。

血清疗法:

当感染某种传染病的病人康复后,血浆中含有针对病原体的抗体;将含有抗体的血浆注射到其他患者体内,可以起到抑制病原体的作用。

血清疗法:

古老的救命稻草

时间推回到 129 年前。

19 世纪,白喉是一种非常可怕的急性呼吸道传染病,在德国每年夺取超过 5 万儿童的生命。1891 年,埃米尔·阿道夫·冯·贝林和合作者开发了第一种有效的白喉治疗血浆,挽救了一个白喉患儿的生命。因为这项开创性工作,他在 1901 年成为了第一位诺贝尔生理学或医学奖得主。

白喉导致的颈部肿胀 | CDC

在抗生素、疫苗等更有效的方法出现之后,血清疗法除了对狂犬病等特例的专项治疗外,基本退出了临床。不过,阿尔伯特·卡迈特发明的抗蛇毒血清,在 120 年后的今天仍然是最主要的蛇毒治疗手段,并将蛇咬伤的死亡率降低到 1% 以下。而且,每当暂时缺乏疫苗和特效药的新型传染病出现时,已有百年历史的血清疗法可能又会成为一根救命稻草。

平时看起来高高在上、不食人间烟火的诺贝尔奖,其实有非常多如同血清疗法这样的相关研究,正默默拯救着我们的生命。

埃米尔·阿道夫·冯·贝林 | Wikimedia Commons

抗体药物:

持续发展的治疗方案

血清疗法奏效的关键,在于血浆中含有抗体——这是人类免疫系统中的核心武器。

在对抗体的漫长研究进程中,杰拉尔德·埃德尔曼和罗德尼·罗伯特·波特发现了抗体的蛋白结构,利根川进发现了抗体多样性的遗传学原理,这些都为现代免疫学的抗体理论奠定基础,也让他们分别在 1972 年和 1987 年获得诺贝尔生理学或医学奖。

1984 年,乔治斯·克勒和色萨·米尔斯坦因发明单克隆抗体的生产方法,获得了诺贝尔生理或医学奖。这项技术,能够生产高度均一的、特异性好的抗体,使得抗体类药物的出现成为可能。在这之后,许多单克隆抗体药物被研发出来,应用范围还从治疗外源病原体所导致的疾病,拓展到了肿瘤治疗领域。

抗体药物也成为了肿瘤治疗的方案之一 | Ib intaspharma

在治疗肿瘤方面,相比传统的化疗药物,抗体药物通常副作用较小,单次给药作用时间长。比如利妥昔单抗(Rituximab,即美罗华)这种针对非霍奇金淋巴瘤的抗体药物,将患者的五年存活率提升到了 50% 以上,是之前的 2 倍。对于一些往日很难治疗的肿瘤,抗体药物联合其他药物共同使用的疗法,可以将其控制为近乎不影响正常生活的慢性病。

2018 年,诺贝尔生理学或医学奖颁发给了詹姆斯·艾利森和本庶佑,他们研究的“免疫检查点疗法”目前已经进入肿瘤的临床应用上,相关的抗体药物甚至可以治愈一些已经发生癌症转移的患者——在之前,这几乎是完全不可能的。

詹姆斯·艾利森和本庶佑获得了2018年诺贝尔生理学或医学奖 | nobelprize.org

百浪多息:

开启化学合成药物的大门

19 世纪,科学家发现,许多疾病是由细菌感染造成的。然而,面对大多数致病细菌,我们都束手无策,直到化学学科的发展带来了转机——人们尝试合成一些物质,对抗这些病原微生物。

1932 年,格哈德·多马克意外发现,一种叫“百浪多息”的红色染料可以保护小鼠和兔子免受葡萄球菌和链球菌的侵害,而非常高的剂量却仅仅引起动物的呕吐。他并不认为百浪多息在人身上会同样奏效;但当时,他的女儿因为链球菌感染而患上败血症,这在那个时代几乎等同死刑,绝望的多马克孤注一掷——惊喜的是,使用百浪多息后,女儿居然快速好转,最终恢复健康。3 年后,严谨的多马克将动物实验和人体实验的结果公之于众,百浪多息成为了人类历史上第一种人工合成的抗菌药。后来,这种药物由于拯救了美国总统罗斯福罹患败血症的小儿子而备受瞩目,吸引了诸多科学家投入到合成药物的研发中。

上世纪30年代拜尔公司生产的百浪多息 | Science Museum London

多马克于 1939 年获得诺贝尔生理学或医学奖,由于纳粹政府的阻碍,他直到 1947 年二战结束才拿到奖章。尽管现在,百浪多息这类的磺胺类药物因为副作用较大已经很少被使用,但它为人类明确了化学合成药物的方向。

青霉素:

20 世纪最伟大的发明之一

同时代发现的另一个重要的药物是青霉素。

1928 年,亚历山大·弗莱明在实验室阴差阳错地发现了青霉素,并在 1945 年获得了诺贝尔生理学或医学奖。在第二次世界大战中,青霉素拯救了无数生命。曾经几乎只能截肢或者等待死亡的严重外伤感染,曾被视为不治之症的白喉、猩红热、梅毒、淋病等,都因青霉素而得以有效治疗。这几乎是 20 世纪最伟大的发现之一——毕竟,能凭一己之力就显著提升了全人类平均寿命的发现,实在是世上罕有。据统计,几十年来,它使人类平均寿命从40岁提高到了65岁,整整25周岁。

一张关于青霉素治愈了淋病的广告 | Wikimedia Commons

用生物产生的代谢物质来对抗致病微生物——在青霉素问世之后,这种思路给科学界打开了新世界的大门。1952 年,赛尔曼·瓦克斯曼因发现对抗结核病的链霉素而获得诺贝尔生理学或医学奖。时至今日,临床上使用的抗生素已有上百种,并出现了很多人工合成的类抗生素药物。

诺贝尔奖,尤其是生理学或医学奖,其背后的重要药物还有许多:

弗雷德里克·班廷和约翰·麦克劳德发现胰岛素及其对糖尿病的治疗作用(1923年获奖);

达尼埃尔·博维发现第一种抗组胺药物(1957年);

詹姆斯·布莱克开发治疗心血管疾病的普萘洛尔和治疗胃溃疡的西咪替丁(1988年);

屠呦呦提纯青蒿素,是目前治疗疟疾最有效的药物;坎贝尔和大村智发现伊维菌素,可以对抗多种热带地区的寄生虫感染(2015年)。

器官移植:

从不可能到愈发完善

在器官移植技术出现之前,比如肾功能衰竭等器官衰竭疾病是无法治愈的,患者只能通过体外透析勉强延续生命。20 世纪上半叶,人们开始进行大胆的器官移植尝试,但因为当时尚不了解的排异反应,这些尝试基本以失败告终。

二战期间,外科实习生约瑟夫·默里应征入伍,他工作的医院里有非常多烧伤的士兵需要治疗。然而,有些士兵的身上甚至没有可供移植的完好皮肤,医生不得不从其他人身上获取皮肤进行移植。在长期的治疗和观察中,默里推测,皮肤供体和受体之间的遗传关系越亲密,移植的成功率越高。

后来,默里成为了一名外科医生,但依然着迷于器官移植。他尝试用狗进行肾脏移植手术,初步验证了自己之前观察到的结论。1954 年,一名 23 岁慢性肾脏炎患者被送来进行透析,他恰好还有一位同卵双胞胎的兄弟。于是,默里提出了一个大胆的计划:从患者兄弟那里摘除一个肾脏,移植给患者。在克服了伦理等层层阻碍之后,这个肾脏移植手术成功了——患者不仅恢复了健康,还娶了照顾他的护士,成为两个孩子的父亲,生活了 8 年后因为移植肾脏本身的疾病去世。默里因此获得了 1990 年诺贝尔生理学或医学奖,同年和他分享奖项的是唐纳尔·托马斯,他成功进行了第一次骨髓移植,帮助病人对抗白血病。

1954年,默里和他的团队成功进行了第一台肾脏移植手术 | Brigham and Women's Hospital

器官移植会发生排异反应,主要是因为人类白细胞抗原存在差异,这方面研究的先驱——巴茹·贝纳塞拉夫、乔治·斯内尔和让·多塞于 1980 年获得诺贝尔生理学或医学奖。

当然,并不是每个人都像默里的那位病人一样,有同卵双胞胎的兄弟或姐妹;要让器官移植得以应用,还需要让移植的器官在不同个体间具有足够高的兼容性,例如抑制免疫系统来降低排异反应。1960 年,格特鲁德·埃利恩和乔治·希青斯发现了一种叫做“硫唑嘌呤”的药物,它可以让兔子不对外源蛋白质产生抗体。这一药物不仅让默里显著提高了狗肾脏移植的成功率,还从 1963 年开始运用于人类肾脏的移植;目前,这依然是常见的器官移植免疫抑制剂。埃利恩和希青斯也因为一系列人工合成的药物,获得了 1988 年的诺贝尔生理学或医学奖。

毫无疑问,器官移植是 20 世纪医学技术发展的最高成就之一,也是目前治疗各种器官功能衰竭的最有效手段。据统计,我国每年约有 30 万患者等待器官移植,但仅有 1 万多人能够获得移植机会。2012 年,山中伸弥因诱导多功能干细胞的研究获得了诺贝尔生理学或医学奖。目前,在帕金森病、糖尿病的治疗中,干细胞移植的一些实验在动物上取得了很好的治疗效果,而且完全避免了排异反应。或许,这将会是这个世纪的“器官移植”。

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诺奖研究并非高高在上,它们或许正挽救着你我的性命 | nobelprize.org

诺奖成果对人类健康的影响和改变还远不止于此。例如,对病原体的发现,决定了后续的治疗方案和药物开发——疟疾、结核病、斑疹伤寒、库鲁病、雅各氏病、病毒性肝炎和艾滋病病原体的发现,均获得了诺贝尔生理学和医学奖;人乳头瘤病毒(HPV)导致宫颈癌、幽门螺旋杆菌导致胃炎和胃溃疡,这些发现则完全改变了人们对这些疾病的认知,治疗和预防思路也随之转变。

诺奖成果也铺筑了医疗技术的进步。同位素示踪、X 射线和核磁共振现象,这些诺奖研究运用于医学检查,可以帮助医生做出更准确的诊断,并且发展出了放射免疫法、X 光、CT、核磁共振检测乃至功能性核磁共振等技术,成为一些疾病诊断中必不可少的环节。

科学从来都不仅仅是一个高冷奖项、一摞艰涩论文那样遥远而陌生。它改变我们对世界的了解,延长生命的长度,或者拓宽生命的广度。那些如星光般璀璨的研究,存在于需要抬头仰望的高空,却也同时照耀在你我身边。

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