23条智慧

薄世宁:自然科学都在为生命服务 诺贝尔奖所有的科学奖都是医学奖

发表时间: 2020-10-10 编辑: 亦木 来源: 薄世宁

摘要: 2020年的诺贝尔生理学或医学奖在北京时间10月5日下午5点30分公布。 而今年有3名科学奖荣获荣誉,他们分别是Harvey J. Alter、Michael Houghton 以及 Charles M. Rice三位科学家。

 

 

 

 

我喜欢用诺贝尔生理学或医学奖项目说明问题。

首先,它权威。其次,它代表了医学研究的风向标。

在我看来,虽然诺贝尔生理学或医学奖一直是为别人的研究颁奖的,但是它本身也是一座医学的丰碑。

从1901年第一次颁奖到2019年,诺贝尔生理学或医学奖一共颁发110次,中间因为战争暂停过9次。

我们可以通过百年的获奖项目,梳理一下医学的发展方向和趋势。

 

自然科学都在为生命服务

先从一个人说起,他叫桑卡,是一名美国遗传学科学家。

人体有一种“基因修复机制”,也就是人体基因会突变,为了自我保护,人体就会自动修复突变。这个机制在研究衰老、癌症和遗传病方面都有巨大的价值。

桑卡就是发现这个机制的关键人物之一。

有这么突出的贡献,所有人都觉得他肯定能得诺贝尔生理学或医学奖。

2015年10月5日,诺贝尔生理学或医学奖隆重公布,把奖颁发给中国科学家屠呦呦,以及另外两名外国的科学家,表彰他们在寄生虫治疗领域做出的贡献。根本没提名桑卡。

两天后,也就是10月7日凌晨5点,桑卡的妻子接到一个电话,然后对桑卡说,这个电话非常重要,要他亲自接。

接到这个电话,桑卡说话都变得语无伦次了。原来是诺贝尔化学奖委员会打来的电话:“桑卡教授,祝贺你,得了今年的诺贝尔化学奖。”

为什么要讲这个故事呢?

所有人都认为,DNA修复肯定是医学,怎么得了化学奖呢?是不是发错了?

没有发错。在我看来,桑卡同时也获得了医学奖。

因为发展到今天,这些顶级研究已经很难完全区分到底算化学、物理,还是医学了。

最开始为了研究的效率,人为地把自然科学分成了不同学科。研究到最后才发现,大家都是在为生命服务。

不论是什么学科,只要是真的技术、科学的理论,都被医学借鉴了。100多年来,有近一半的医学奖都涉及到多个学科。

比如,2018年的物理奖颁给了激光镊子和激光刀。

乍一看属于物理领域,但其实,激光镊子就是用激光“捏住”病毒、细菌、细胞、分子、原子这样的小东西,而且不损伤它们。这个技术给医学研究甚至治疗,打开了无限的空间。

 

激光镊子(红)“捏住”原子示意图

 

激光刀就是通过改变激光的脉冲和强度,让激光变成刀。

这个技术已经被医学广泛利用,每年有无数次的眼科手术是由最锋利的激光刀完成的,不仅精细,而且创伤小。

物理技术也是为医学所用,难道不能得医学奖吗?

再比如,2018年的化学奖颁给利用生物遗传变异和选择的原理,让微生物制造对人体有益的蛋白质的技术。它的成果用在哪里呢?

还是在医学上。

你可能知道牛皮癣、类风湿关节炎,还有其他自身免疫病,这些病非常难治。现在,有一种抗体药物可以治疗这种病,药的治疗原理就是这个获奖的化学技术。这个技术给无数在痛苦中挣扎的患者,带来了福音。

这到底该算化学,还是医学呢?

很多化学家抱怨,得诺贝尔化学奖的研究都是跟医学相关的,干脆把化学和医学合并算了。

虽然这是句玩笑话,但是毫无疑问,再好的研究必须解决人类的实际问题。

这就是医学发展的第一大特点:医学借鉴了所有科学的精华,所有自然科学的进步,都终将为医学所用。

 

基础研究推动临床技术

我统计了100多年来的医学奖,又发现了另一个特点。

也就是大部分获奖项目都是基础研究,很少有临床项目获奖。只有在早期,有些临床项目还能获奖,但是越到后来越难。

虽然诺奖委员会承诺,以后会增加临床项目的获奖比例,但是我认为不太可能。

这就是医学发展的第二个特点:以病因和机制研究为主的基础医学,始终是医学研究的热点。

具体到诺贝尔奖项,能够获奖的临床项目凤毛麟角,获奖项目大多数都是基础研究。

讲到这里你可能会有疑问:临床技术是能直接用在病人身上的,是直接让病人获益的,为什么不多给这些项目发奖呢?

这么理解就想简单了。

基础研究是人类智慧不断累积和迭代的结果。只要研究透彻,必将带来临床技术的飞跃。

临床项目只是对基础研究的运用,没有一个临床项目会永垂不朽。甚至,临床奖项还有可能发错。

比如,1949年的诺贝尔生理学或医学奖,颁给了用脑叶白质切除术治疗重度精神病的项目。后来发现它的副作用太大,病人太痛苦,疗效也不好,这个奖发错了。

但是,只要基础研究越来越深入,对生命的认识就会越来越透彻,医学的地基就会打得越来越牢,医学这座大厦也就能越建越高。

比如,1946年的获奖项目是,发现用X射线辐射的方法,能够让细胞突变、死亡,这就是基础研究。在它的基础上,发展出了癌症的放射性治疗,简称放疗。放疗就是一项治疗肿瘤的临床项目。

再比如,1971年的获奖项目是,发现激素的作用原理,这也是基础研究。在它的基础上不断深入发展,才有了今天乳腺癌的内分泌治疗、更年期雌激素补充、前列腺癌的激素治疗等等这些临床项目。

还有2008年的获奖项目是,艾滋病病毒的发现,这也是基础研究。找到了病毒,人类才有了后来的逆转录酶抑制剂(NRTI),以及高效抗逆转录病毒治疗的方法。今天的艾滋病病人在强效的抗病毒药物作用下,预期寿命已经接近正常人了。

这就是医学发展的第二大特点:基础研究始终是医学研究的热点。

 

越微观,越治本

纵观100年的诺贝尔奖获奖项目,我认为1962年是个时间节点。

在这一年,诺贝尔生理学或医学奖颁发给了发现DNA双螺旋结构的科学家。虽然,当时获奖人之一詹姆斯·沃森后来因为发表种族歧视言论,受到了严厉批判,但他的获奖研究还是很靠谱的。

DNA结构的发现,给医学研究从宏观到微观带来了可能。

近20年,75%的诺贝尔生理学或医学奖,颁给了基因和分子层面的微观研究。

比如,人体生物钟的分子机制,证实只有顺应生物节律,别熬夜,才能保持健康的体魄。

再比如,染色体和端粒的研究,证实人类的寿命极限是“写”在染色体上的。

所有这些微观的研究,都为宏观的认知生命和疾病带来了基础。

讲到这里,我和你分享一个令人激动的病例。

急性淋巴细胞性白血病是儿童白血病的一种常见类型。在以前,治疗主要靠化疗。

尽管化疗很痛苦,但是仍然有15%-20%的病例效果不好,会复发。

美国女孩儿艾米丽·怀特海德,就是这样一个反复化疗失败的例子。到了疾病后期,她已经走投无路了。

这个时候,一种叫做CAR-T的免疫疗法出现了。

CAR-T的原理就是把病人杀肿瘤的T细胞抽出来,在体外进行修饰,加上一个专门寻找癌细胞的“GPS”,然后,把这些加了“导航”的细胞扩增,再回输到艾米丽体内,让它们攻击癌症细胞。

生命垂危的艾米丽,在宾夕法尼亚大学医院接受了试验性CAR-T治疗。这是全球第一例接受试验性CAR-T疗法的儿童患者。

治疗一周后,艾米丽从昏迷中醒来。奇迹出现了,她的白血病细胞消失了,至今没有复发。

 

 

艾米丽接受CAR-T治疗前、治疗后1年、2年、3年、4年的照片

 

为什么要讲这个病例呢?

CAR-T治疗是由一系列微观研究促成的。包括癌症基因的研究、免疫细胞的研究、细胞表面受体的研究,以及免疫细胞如何识别癌细胞,这些都是微观研究。

在今天,宏观的可以救命的CAR-T治疗,正是百年来无数微观研究的成果。

 

 

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主题词: 诺贝尔奖,薄世宁

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