·科技风云·
基础医学开辟无限未来

在现代医学中,洞悉生命和疾病现 象本质及其规律的基础医学的重要性不 言而喻,它的每一次突破,都会为直接医 治病人的临床医学带来无限的治疗可能 性。令人欣喜的是,在顶尖的基础医学 领域,现在也时时闪动着中国科学家的 身影。

月29日,英国Nature 杂志以长文形 式在线发表了一个让全世界顶尖生物学 家都为之一震的惊人发现:中国科学家 施一公领导的团队将阿尔茨海默病致病 蛋白——人源γ分泌酶复合物进行了冷 冻镜分析和数据收集, 最终获得了分辨率高 达0.45 nm 的γ复合物 三维结构,从其示意图 中可以清晰地看到, “致病元凶”宛如一个 静静蹲着的狮子。

2010年的全球阿尔茨海默病患者人 数约为3080万,我国目前的患者约占世 界发病总数的1/4,而随着老龄化进程的 加速,到2050年,估计全球每85人就有1 人罹患该病。据统计,阿尔茨海默病已 是发达国家花费最高的疾病之一。

虽然在10多年前,科学家就知道了 人源γ分泌酶复合物是阿尔茨海默病致 病蛋白,但一直无法看清它到底“长成什 么样”,这也是目前世界生命科学领域最 热门的研究课题之一。在此之前,最好 的“世界记录”是将其解析到1.2 nm。“这 好比是在100 m外看一个馒头。”施一公 形象地对自己的研究成果做出了解释, “而我们现在做到的是在5 m外看一个馒 头,未来的目标是做更精细解析,能在 10 cm外看一个馒头。”

结构决定功能,要解释发病机理、进 行药物研究,就必须先“看清”致病蛋 白。早在2004年,施一公就锁定了这个 结构生物学“制高点”,从细菌、酵母、昆 虫细胞等多个表达系统中寻求突破,历 经数年,最终利用瞬时转染技术在哺乳 动物细胞中成功过量表达并纯化出致病 蛋白,获得细微结构图,为世界科学界对 阿尔茨海默病的研究填上了关键性的一 环,被誉为在一场全球生命科学领域持 续数十年最激烈赛跑中,中国科学家“完美撞线,领跑全球”。(7 月10 日《科技日 报》)

面对21 世纪的超级癌症——艾滋 病,近期也出现了一种令人兴奋的新尝 试:美国费城天普大学医学院的研究人 员首次通过基因剪辑技术,从人体细胞 中完全“删除”了艾滋病毒,这标志着着 人类朝永久治愈艾滋病迈出重要一步。

艾滋病毒最“恐怖”之处在于,一旦 侵入人体细胞,就会在受害者DNA中永 久植入致命基因,当今的艾滋病治疗只 能达到“功能性”治愈,但不能彻底治 愈,就是因为艾滋病病毒的基因组已经 整合到病人细胞基因组中,永久侵害人 体。研究负责人、神经科学系主任Ka-mel Khalili指出:“如需获得彻底根治,整 合的潜伏病毒基因组就必须被完全根 除”。

研究人员利用了近1年来极其热门 的、被誉为“基因组编辑的魔术手术刀” 的基因剪辑技术,就是通过gRNA(核糖 核酸)做向导,把一种叫做“Cas9”的剪切 酶准确地带到相应的位置,然后用这种 酶切割病毒DNA,此后细胞可进行自我 修复。在对艾滋病病毒潜伏感染的多种 细胞模型进行实验中,包括巨噬细胞、小 胶质细胞和T淋巴细胞等,均成功地根除 了潜在的艾滋病病毒。

这项创新研究标志着首次成功从人 体细胞中清除潜在的HIV-1病毒,同时, 这种方法也有望应用于清除其他潜伏性 感染病毒。不过,目前这一技术的临床 应用还尚未完善,例如,如何把治疗物质 输送到每一个感染细胞;此外艾滋病病 毒易于变异,如何让治疗个性化,适应每 个患者独特的病毒序列也是个问题。但 正如Khalili所说“: 它已经概念性地证明, 我们正走在正确的方向上,未来根除每 位患者体内的艾滋病毒的希望将逐步实 现。”(7月14日美国PNAS)

在“闻之色变”的白血病治疗领域, 美国贝勒医学院和得克萨斯儿童医院的 科学家也找到了一种新的提高治疗存活 率的有效方式。

骨髓移植是治疗白血病的有效方 案,但患者在手术后一点小小的感染都 有可能让一切前功尽弃。这是因为,在 健康人的体内有一支T细胞军队在巡逻, 随时预备着识别和对抗病毒,但白血病 人在接受骨髓移植前为了防止排斥反 应,却先要“抑制”自己的这一免疫系统, 而移植的骨髓干细胞需要4个月到1年 多的时间才能在受捐者体内扎根并促生 新的免疫细胞,在此 期间,病毒完全可以 毫无屏障地“长驱直 入”。虽然也可以从 骨髓捐献者体内提取 某些特定的抗病毒T 细胞注入患者体内,但剂量必须进行定 制,而且只能对抗一两种病毒,耗时则长 达3个月。

而由Ann Lien带领的团队开发了一 项制造T细胞的新技术,不仅速度快,对 抗的目标病毒也增加到了最容易给患者 惹麻烦的5种病毒,而且制造和冷冻经过 设计的T细胞,前后耗时不过10天,相当 于为患者撑起了一把方便、快捷,而且效 果显著的巨大保护伞。研究团队下一步 将尝试利用不同健康捐赠者的细胞创建 一个“银行”,让所有病人都可以使用这 种设计过的T 细胞,免去定制剂量的繁 琐,从而为众多患者带去福音(6月27日 中国科技网)。

7月24日,一年一度的林道诺贝尔奖 获得者大会聚焦医学和生理学,37位在 医学领域有突出贡献的诺贝尔获得者再 一次分享了那些令人激动的伟大历史时 刻:幽门螺杆菌才是胃溃疡的罪魁祸首; 人乳头瘤病毒和宫颈癌之间密切相关; 端粒酶的发现;“Toll 样受体”免疫系统 ……我们看到,医疗领域的绝大部分成 果都来自这些基础研究。而在这个追求 快速回报的时代,从事基础研究的科学 家,尤其是年轻一代,虽然正受到各方面 的压力,却不轻易放弃自己喜爱的课题, 他们的坚守值得尊重和钦佩。

文/杨书卷
(责任编辑 汤锡芳)