2020年10月5日,2020年诺贝尔生理学或医学奖率先公布,Harvey J. AlterMichael HoughtonCharles M. Rice 三位科学家因在丙型肝炎病毒上的贡献(for the discovery of Hepatitis C virus)——发现了丙肝病毒,而荣获诺贝尔生理学或医学奖。

此前,发现甲型和乙型肝炎病毒是向前迈出的关键步骤,但大多数血源性肝炎病例仍无法解释。丙型肝炎病毒的发现揭示了其余慢性肝炎病例的原因。

专家怎么看

香港大学教授、美国微生物科学院院士金冬雁:这3位获奖者堪称“绝配”,一位临床医师(奥尔特)、一位公司中的研发科学家(霍顿)、一位基础病毒学的科学家(赖斯),说明在传染病攻克上,这三个方面都很重要。

历史上做医学病毒研究的一般规律是,发现一种疾病后,从受感染的组织中将病毒分离出来,在细胞中培养、扩增,通过显微镜观察受感染细胞中的病毒,再进行其他研究。

但丙肝病毒的发现不是这样的,上世纪70年代初奥尔特医生发现非甲非乙型肝炎后一直找不到病毒,无法在细胞中培养出来。

霍顿等人对丙肝病毒的发现是首先找抗体,利用抗体找出抗原及其编码基因,是先发现基因再发现病毒,先建立感染性的病毒全基因组克隆,最后才建立病毒的细胞培养方法。

这是利用反向的基因克隆技术来发现新病毒,是一个里程碑式的工作,把发现新病毒的工作从细胞水平带入了分子水平。

正是有他们的发现,我们才能做出诊断试剂,从而实现丙肝病毒的防控工作。

中国丙肝病毒现在能控制这么好,不像乙肝一样传播,跟他们的工作密不可分。

中科院上海巴斯德研究所研究员钟劲:在2020年这个特殊的年份,在一种全新的病毒肆虐全球的时刻,诺贝尔奖提醒我们再次关注一种历史更为悠久的病毒,我觉得恰逢其时,很有意义。

其实大家一直相信,丙肝发现者获得诺贝尔奖只是一个时间问题。

早在1976年,美国科学家巴鲁克·布隆伯格就因为发现乙肝病毒并开发出诊断检测方法和疫苗而获得诺贝尔奖。

而且,奥尔特、霍顿、赖斯3位科学家都曾获得有“诺奖风向标”之称的拉斯克奖,他们这次捧得诺贝尔奖,我们一点都不意外,可以说是“实至名归”。

今年大家都看到,从武汉发现不明肺炎后,在很短的一段时间内,中国的科学家就成功分离了病毒,鉴定出这是一种新型冠状病毒,并且获得了病毒的完整序列。

但在那个没有高通量测序的年代,分离病毒和鉴定病毒是非常困难的。

那时候分子生物学刚刚起步,有人能利用这样一项新兴的,还不很成熟的技术来克隆一个病毒基因组,是很了不起的工作。

复旦大学附属华山医院教授张继明:科学界一致认为,丙肝方面的研究成果肯定会授予诺贝尔生理学或医学奖。

因为随着特效抗丙肝病毒药物索磷布韦的上市,慢性丙肝很快成为了一种可以治愈的疾病。

以索磷布韦为基础的治疗方案已成为丙肝主要的治疗选择之一,多数已经进入医保报销范围,治愈率基本在95%-99%。

但是作为索磷布韦的发明者Michael J. Sofia,此次却没有获诺贝尔奖,稍微有点意外,也有点惋惜。

仔细分析,还是有一定理由的,即诺贝尔奖更重视原创性。

饶毅:给了一个罕见病领域的科学家非常奇怪

奇怪之一是奖给了研究一个相对罕见疾病的科学家。给疾病发奖一般是两个原因:要么很常见或很重要,要么其机理或研究过程比较特别。

肝炎危害最大的是乙型肝炎,它还能导致肝癌,诺奖早在1976年就给了发现乙型肝炎的科学家Baruch Blumberg。

乙型肝炎的疫苗非常有效,对于预防乙型肝炎,减少乙肝发病率起了非常重要的作用,受益的人数远远多于丙肝,但无诺奖。

甲型肝炎一旦爆发,发病的病例也可以比较多,但未发奖。

丙型肝炎发病率较低,长期不受重视。

如果受重视,恐怕今天的获奖人有可能是William Rutter。1989年发现丙型肝炎病毒的文章通讯作者是今天获奖的Michael Houghton,但全部作者都是旧金山湾区生物技术公司Chiron的员工,而且有些作者(如第一作者、新加坡华人)本来就是Rutter博士后。Rutter不仅是Chiron的共同创始人,而且是分子生物学的先驱,领导Chiron研发出全球第一个基因工程生产的疫苗(乙型肝炎病毒的基因工程疫苗),其重要性显然对他(和当时其他人来说)远比丙型肝炎重要。他于1968年到旧金山加州大学任生物化学和生物物理系主任,领导该系成为全世界领先的分子生物学重地,而且影响全校。我们所有后来的UCSF毕业生都受益匪浅,当然很多是间接受益。估计那时Rutter没有重视这一工作,所以让公司其他人主持。

奇怪之二是今年诺奖没有包括发现治疗丙肝药物的科学家。丙型肝炎最突出的是其治疗以及对于生物技术产业的影响。

小公司Pharmasset只有几十人,研发出Sofosbuvir,但经费不足,年度赤字几千万美元,而不得不出售。中型生物技术公司Gilead(吉利德)以高出大型药企几十亿美元的价格竞购。于2011年11月以一百一十亿美元成交。吉利德收购后,12个月获得美国药监局批准,24个月收回成本,其成功试吉利德跻身全球十大药企,而且曾经是唯一只有几十年历史的十大药企,其他都是早就存在的药企不断并购重组。吉利德从Pharmasset得到的丙肝治疗药物有效率非常高(与类型有关,最高可达97%,传说好似治一例痊愈一例)。所以,2016年Lasker奖就不是只给发现丙肝病毒的科学家,而是还包括对药物有贡献的科学家。

丙肝病毒的发现历程

在二十世纪四十年代,已经明确有两种主要类型的传染性肝炎。第一种称为甲型肝炎,是通过污水或食物传播的,通常几乎对患者没有长期影响。第二种是通过血液和体液传播的,它对人的健康威胁性更加严重,因为它可以引发慢性病,并最终发展为肝硬化和肝癌。

本次的诺奖获得者Harvey James Alter是一位内科医生和病毒学家,他于1970年代加入NIH参与血库质控工作,以减少肝炎通过输血传染。根据诺贝尔奖官网新闻稿的描述, 20世纪70年代中叶,Alter及其同事在研究输血患者的肝炎发病率时发现,尽管人们已找到检测甲肝及乙肝病毒的方法,但依然存在大量不明的输血后肝炎病例。这些不明病例是由于一种未知感染源引起的,而黑猩猩是人类以外的唯一易感宿主。由于他们也进行了甲型肝炎病毒感染的检测,所以这些肝炎病例是独立于甲型和乙型的另外一种类型。

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1975年,Alter将这种新型肝炎命名为“非甲非乙肝炎”(“non-A, non-B”hepatitis),并与他人合作借助黑猩猩实验,进一步证明了导致这种肝炎的病毒是一种新型病毒。

新型肝炎的发现促使全世界科学家开始寻找病原体。1987年,另一位本次的诺奖获得者Michael Houghton与合作者采用分子克隆的方法发现了一种新型病毒。随后1988年,Alter团队证实这种新型病毒存在于非甲非乙肝炎患者的血样品中。1989年,Houghton团队正式鉴定出这种新型病毒,并更名为丙肝病毒(HCV)。

尽管丙型肝炎病毒的发现具有决定性意义。但是,另外一个问题却困扰着当时的科学家们——仅病毒本身就能引起肝炎吗?

为了回答这个问题,美国著名病毒学家Charles Rice及其团队,也就是第三位本次的诺奖获得者,于90年代初着手研究HCV的基本特征和生存模式。Rice团队发现,丙肝病毒上有一段功能不明的序列可能在丙肝病毒的复制起到关键作用。同时发现分离出的病毒中存在一些遗传变异,所以他假设一些变异可能会抑制病毒复制。通过基因工程手段,Rice 获得了一个功能明确且没有灭活基因突变的 RNA 突变体。当这个 RNA 被注射到黑猩猩的肝脏后,研究人员在黑猩猩的血液中检测到了病毒,并且观测到了类似于人类的病理学变化。这也成为仅丙型肝炎病毒就可导致无法解释的输血介导的肝炎病例的最终证据

发现丙肝病毒的社会与科学意义

本届诺贝尔奖得主对丙型肝炎病毒的发现是人类与病毒性疾病斗争历史上里程碑式的成就。

由于他们的发现,现在可以对该病毒进行高度敏感的血液检测,这些检测基本上消除了世界许多地区的输血后肝炎,极大地改善了全球健康。他们的发现也使得针对丙型肝炎的抗病毒药物得以快速开发。

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历史上丙型肝炎第一次被治愈,为根除世界人口中的丙型肝炎病毒带来了希望。而为了实现这一目标,还将需要国际努力促进血液检测和在全球提供抗病毒药物。

丙肝病毒治疗性药物研发

丙型肝炎病毒由于种类很多(可分为6个基因型70个亚型),相互没有免疫力,可重复感染,因此目前为止尚无丙肝病毒疫苗问世,也成为了严重危害人类健康的病毒传染性疾病。

现有的抗 HCV 治疗方案十分有限,目前公认的标准治疗方案是聚乙二醇干扰素(pegylated interferon, peg-IFN)联合利巴韦林(ribavirin, RBV)。其机制主要是通过调节免疫系统和细胞抗病毒作用,使患者体内建立不利于病毒复制的环境。治疗目标是获得持续病毒学应答(sustained virologic response, SVR),即完成治疗后24周,血清中检测不到 HCV RNA。

然而一些研究表明,因不具备靶向性, peg-IFN 联合 RBV 治疗效果在不同基因型感染者间有很大差异,只有不到 50% 的患者( 根据基因型的不同有差别) 可以获得治愈,并且存在不良反应较大、治疗周期长( 48~72 周) 等问题。

此外,2011年以来,新型直接抗病毒药物( direct antiviral agent,DAA) 的出现使得慢性丙肝的治疗有了突破性进展,并在欧美陆续上市。这其中包括:NS3 /4A 丝氨酸蛋白酶抑制药、NS5B 聚合酶抑制药、NS5A 蛋白酶抑制药、以及宿主靶向药物( host-targeting agents,HTAs)等,多种不同机制的抗 HCV 药物的陆续上市,给丙型肝炎治疗带来了新的方向。

目前,多种新型DAA药物仍在研发中,为克服现有药物的缺点,研发人员正努力寻求更高SVR率、更短疗程、更低风险及更宽基因谱的药物。相信随着新型药物和有效疫苗的出现,丙型肝炎的治疗和预防将不会成为难题。

参考资料:

https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2020/press-release/

https://mp.weixin.qq.com/s/0s8-UVOhd6oOiAXkDbdHLw

https://mp.weixin.qq.com/s/7mIAASsK0RTmk48kI6g6Gw

Feinstone SM, Kapikian AZ, Purcell RH, Alter HJ, Holland PV. Transfusion-associated hepatitis not due to viral hepatitis type A or B. N Engl J Med. 1975; 292:767-770.

Alter HJ, Holland PV, Morrow AG, Purcell RH, Feinstone SM, Moritsugu Y. Clinical and serological analysis of transfusion-associated hepatitis. Lancet. 1975; 2:838-841.

Alter HJ, Purcell RH, Holland PV, Popper H. Transmissible agent in non-A, non-B hepatitis. Lancet. 1978; 1:459-463.

综合中国科学报、丁香学术等