致命病毒的揭秘之旅——2008年诺贝尔医学奖剖析

熊耀斌,傅 缨,资晓飞,傅杰青

(1 江西省医学科学研究所,江西 南昌 330006;2 南昌大学第二附属医院 江西 南昌 330006;3 江西肿瘤医院,江西 南昌 330029)

2008年度诺贝尔生理学或医学奖授予德国科学家哈拉尔德◦楚尔◦豪森 (Harald zur Hausen),以表彰其发现致宫颈癌的人类乳头状瘤病毒;该奖的另一半授予法国科学家佛朗西丝◦巴勒 -西诺西(Francisoise Barré-Sinossi)和路克◦蒙塔尼(Luc Montagnier),表彰他们发现了人类免疫缺损病毒。

1 致宫颈癌的人类乳头状瘤病毒的发现

宫颈癌在妇女癌症发生率中位居第二,也是位居首位的性传播疾病。在豪森于 20世纪 70年代提出人类乳头状瘤病毒(HPV)是宫颈癌病因的时候,占主流的观点认为,单纯疱疹病毒 -2(HSV-2)是宫颈癌的病因,根据的是血清流行病学的数据,并且有核酸杂交和动物宫颈癌诱导的支持。但是豪森始终未能在宫颈癌细胞里找到 HSV-2的 DNA。他认为,人类肿瘤细胞,一旦为肿瘤病毒所转化,就可能拥有整合于宿主基因组的病毒遗传信息。他的这一“原因标准”为经典的郭霍氏原则增加了一项标准:病毒基因组应当持续不断地存在于癌中,而且十分活跃。1974年豪森发表了第一篇报告,介绍他在宫颈癌和阴道疣活检材料中发现 HPV DNA,其方法是将肿瘤DNA与从提纯的足底疣 HPV DNA获得的 cRNA进行杂交。从这样一些足底疣和皮肤疣取来的活检材料常常可以成功地杂交,但尖锐湿疣和宫颈癌的活检材料却总是阴性。因为没有哪一型肿瘤呈阳性,即使在尖锐湿疣病变中证实有典型 HPV颗粒存在。豪森就判断,各型HPV之间存在着遗传学的异质性(1976)。豪森关于宫颈癌的病原是 HPV的理论得到了嗣后 Meisels和 Fortin的支持,他们的电子显微镜检查确定了 HPV颗粒的存在(1981)。豪森的团队使用核酸杂交技术成功筛选了新型的 HPV,并且开发成功了一种克隆技术,从而导致了第一个型的阴道 HPV,即 HPV6的鉴定(1981)。[1]来自该型病毒的 DNA从阴道疣和尖锐湿疣中被反复地分离(1982),现今该病毒已经被公认为尖锐湿疣的主因。但是这仍未能将 HPV和宫颈癌联系起来。稍后,包括两例广泛性宫颈癌在内的几种恶性肿瘤都表现出与 HPV11之 DNA有较弱的、但经常性的杂交连系(1982-1983)。1983年该种 DNA被克隆成功,并被定名为HPV16 DNA。嗣后,豪森证实,50%以上的宫颈癌活检材料对 HPV16 DNA呈阳性。他们于 1984年将 HPV18 DNA克隆成功,而作为对照的良性肿瘤、正常宫颈组织和阴道疣都呈阴性。豪森的研究团队现今把这两型 HPV视作宫颈癌中最常见的两型:HPV16和 18之DNA见之于 82%的广泛性宫颈癌患者。[2]

关于疫苗预防方面,豪森的研究团队先后开发过两种疫苗,它们分别是四价疫苗和二价疫苗。四价疫苗含有型 6,11,16,18 HPV的免疫原,而二价疫苗只含有型 16和 18的HPV病毒的 L1蛋白质。这两者都获得过专利保护,在 III期试验中均产生过 ＞90%的保护力。这两型 HPV病毒疫苗就其潜在能力而言,可以预防在世界流行的宫颈癌中占 70%的广泛性宫颈癌。此外,预防效果时间持续多久,究竟它能产生终身免疫还是仍需加强注射等问题都难以解答。考虑到这两型疫苗预防的是致70%宫颈癌的两株病毒,是否要引进致宫颈癌其他毒株的预防疫苗,也是一个问题。在豪森看来,疫苗接种的效果极为成功,所以疫苗是值得推广的。但是现在的主要障碍在于疫苗太贵,特别是对于急需疫苗的非洲等发展中国家来说,那里接受疫苗注射的愿望十分强烈,而问题在于如何使疫苗价格大幅度降下来。

2 人类艾滋病病毒的发现

1981年在美国加利福尼亚和纽约记载了一种新的综合征。有关的报告称,一群年青的健康男子得了一种过去该群体所不知晓的致命性疾病。美国疾病预防控制中心(CDC)组成了一个专门的考察队,将该病鉴定为“获得性免疫缺损综合征”(AIDS,又称艾滋病),研究其病因的活动就此发端。西诺西和蒙塔尼从早期艾滋病特有的肿大淋巴结中分离和培养了淋巴细胞。与此同时,在艾滋病的早期患者肿大的淋巴结中和晚期患者的血液标本中他们分离到了艾滋病病毒(HIV)。HIV能够感染和杀死病人和健康供体的淋巴细胞,并能够与受染患者的抗体发生反应。他们还发现了 HIV的逆转录酶活性,这种特性正是逆转录病毒增殖的直接证据;他们还发现了从受染细胞中长出来的逆转录病毒颗粒。[4]HIV与以往描述的人类肿瘤逆转录病毒不同,它并不能诱导非控制性细胞生长。相反,该病毒对增殖来说需要细胞激活,并且介导 T淋巴细胞的融合。这一点可以部分地解释 HIV是如何破坏免疫系统的,因为 T细胞是免疫防御之基础。

在发现 HIV是艾滋病病因后不久,西诺西和蒙塔尼又促成了 HIV-1基因组的快速克隆,从而也促使增殖周期中重要细节的确定,并了解该病毒是如何与其宿主相互作用的,进而促进了对受染病人诊断方法和血液制品的开发成功,大大限制了该病的大流行。许多族类的新抗病毒药的空前开发成功也是该病毒增殖周期诸细节知识积累的必然结果。预防和治疗的结合大大降低了艾滋病的传播,极大地提高了受染人群的预期寿命。HIV的克隆使得对该病毒的起源和进化的了解成为可能:很可能于 20世纪初在西非该病毒从猿传给了人。但迄今为止仍未弄明白,为什么 1970年以后该病猛烈地流行起来。[4]

在西诺西和蒙塔尼因发现艾滋病病毒而获得诺贝尔奖的同时,诺贝尔委员会正蒙受着美国病毒学家罗勃特◦盖洛(RobertGallo)无声的抗议。当1983年西诺西和蒙塔尼将分离到的艾滋病病毒称之为淋巴相关病毒(LAV)的时候,盖洛在次年(1984年)从许多艾滋病和前艾滋病患者体内分离到一种新病毒,该病毒与 LAV-1有很多的相似性。除了荣誉之外,数以百万计的美元为了血液检测方面的专利而被人们投入博弈之中。2003年盖洛与蒙塔尼于《新英格兰医学杂志》上共同发表文章彼此承认对方的工作。

但是在2008年 10月,诺贝尔委员会宣布将该项年度医学奖授予西诺西和蒙塔尼时,无疑在已经归于平静的湖面投掷了一块石子。许多人认为,诺贝尔奖不应授予这有是非之争的领域,尽管它有其明显的重要性。现今,诺贝尔委员会已经出面澄清其立场,认为“西诺西和蒙塔尼的发现已为科学界所接受,而且已经导致一系列科学发现的出现”。负责医学诺贝尔奖的瑞典卡罗琳斯卡医学院学术秘书 Jans Jornvall澄清说,该学院的评奖全体会议认为,西诺西和蒙塔尼值得双双荣膺诺贝尔奖,因为他们在 1983年首先在《科学》杂志上发表了关于鉴定艾滋病病毒的论文。在电话采访中 Jornvall表扬了盖洛的工作,但是却在原则问题上没有让步,他说:“我们认为,我们提名的两人是该病毒的发现者。如果你看一看论文,你就能判断谁是发现者。”

采取同样立场的还有美国国立变应性和感染性研究所所长 Anthony Fauci,他说道:“盖洛应该享受许多荣誉。不能同时给 4人授奖(如果给盖洛授以 2008年度诺贝尔医学奖,获奖者就将增至 4人,超过了最多只能授予 3人/年度的规定)是一件羞事,因为盖洛的贡献是很多的。”

获奖者蒙塔尼在象牙海岸的阿比让参加一个国际性艾滋病学术会议时对媒体说,他希望也给盖洛授奖。他还具体地谈起:“他作出的贡献和我们两人一样多”。[5]至于盖洛本人,他在一份书面文件中祝贺两位获奖者,并且说他“满足于”蒙塔尼的“友好表述”。盖洛还说:“我乐于见到,诺贝尔委员会选择用诺贝尔奖来承认艾滋病的重要性。我感到骄傲的是,我的同行与我继续从事艾滋病疫苗的研究。”[6]

[1] The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2008[EB/OL].http://nobelprize.org.

[2] The Nobel Assembly at Karolinska Institute.The discoveries ofhumanpapillomaviruses that cause cervical cancerand of human immunodeficiency virus[EB/OL].http://nobelprize.org,(2008-10-08)[2008-11-16].

[3] Interviews:Harald zur Hausen,Francisoise Barré-Sinoussi,Luc Montagnier[EB/OL].http://nobel prize.org.

[4] Abbott A,Brumfiel G.Nobel for AIDS virus discovery,finally[J].Nature,2008,(455):712-713.

[5] Cohen J,Enserink M.HIV,HPV researchers honored,butone scientist is leftout[J].Science,2008,(322):174-175.

[6] Stein R.Two receive Nobel for AIDS virus discovery[N].Washington Post,2008-10-07.