追踪丙型肝炎病毒

2021-08-30 02:25杨先碧
青少年科技博览(中学版) 2021年2期
关键词:阿尔特霍顿黑猩猩

杨先碧

生老病死是自然界的基本规律,但是人类不甘心被动地接受这样的规律。人类发展的历史也是与疾病作斗争的历史。肝炎就是危害人类健康的重大疾病之一。有3位科学家因发现和证实了丙型肝炎病毒,而获得2020年诺贝尔生理学或医学奖。这3位科学家分别是美国病毒学家哈维·阿尔特、查尔斯·赖斯和英国生物化学家迈克尔·霍顿。

病毒性肝炎

肝脏是人体内的重要器官,可以帮助我们消化食物、解除身体内的毒素、制造血液等。如果肝脏遭受病毒、细菌、寄生虫、化学毒物、药物,以及酒精等因素的伤害,就会出现炎症。这就是肝炎,是全球第七大死亡原因,每年在全世界造成100多万人不幸去世。

在所有肝炎中,最常见并且危害最大的一类是病毒性肝炎。它们的威胁堪比艾滋病、结核病等其他重大传染病,世界卫生组织已将病毒性肝炎列为全球公共卫生面临的重要威胁之一。

病毒性肝炎可分为5种,分别由不同的病毒引起。按照被发现的时间先后顺序,国内用甲、乙、丙、丁,以及戊来表示这5种病毒,分别为甲型肝炎病毒、乙型肝炎病毒、丙型肝炎病毒、丁型肝炎病毒,以及戊型肝炎病毒;而国外则是由A,B,C,D和E来表示这5种病毒,分别为HAV,HBV,HCV,HDV,以及HEV。

如果不幸患上病毒性肝炎,患者会出现食欲减退、恶心、上腹部不适、肝区痛,以及乏力等症状。如果不及时治疗,严重的可能会发展为致命的肝癌。

那么,病毒性肝炎是通过什么感染的呢?

甲型肝炎病毒和戊型肝炎病毒主要是通过粪便扩散,可能通过饮食传播,因此我们不要喝生水,吃水果前要洗干净并削皮,吃蔬菜和肉食要洗净并烧熟。其他3种肝炎病毒则主要是通过血液传播,这主要是靠医护人员来帮我们预防。

发现不明肝炎

早在1908年,美国医学家斯图尔特-麦克唐纳就提出肝病可能与病毒有关。1947年,美国医学家麦克-库鲁姆提出存在两种不同的肝炎:甲型肝炎通过粪口途径传播,乙型肝炎通过血液传播。

1965年,美国生物化学家巴鲁克·布隆伯格和同事在患者的血液中发现了乙型肝炎病毒的抗原,他也因此被授予1976年度诺贝尔生理学或医学奖。

哈维-阿尔特是布隆伯格的同事,曾经也参与了乙肝病毒的研究。20世纪60年代,阿尔特在研究接受过输血的肝炎患者时发现,有一些患者的血液中并没有甲型或乙型肝炎病毒,但是他们还是患上了肝炎,而且这样的患者数量还不少。

阿尔特怀疑这些患者的血液中有一种新的肝炎病毒,于是他将这些患者的血液输给实验用的黑猩猩,结果这些黑猩猩也患上了肝炎。因此,阿尔特认为这是一种新的肝炎,当时被称为“非甲非乙型”肝炎。虽然阿尔特不知道这种未知病毒到底是什么,但是他通过提高对血液样本的免疫检测,将肝炎病毒的传播风险大大降低下来。

克隆新型病毒

在发现“非甲非乙型”肝炎后的10多年时间里,科学家都不能将导致这种疾病的病毒分离出来,自然就难以开发针对这种疾病的疫苗和药物。

为什么分离这种肝炎病毒那么难呢?这是因为这种病毒很难在实验室里繁殖。科学家在实验室培育病毒的方法是提取患者的体液或组织,然后让它去感染培养皿中的各种细胞,最后再从这些细胞中分离出病毒。

1987年,在英国研究这种“非甲非乙型”肝炎的迈克尔·霍顿终于培育出了这种病毒。霍顿从一只感染肝炎的黑猩猩血液中提取出独特的基因片段,并和人类患者血液中的抗体进行比对,最终发现这些基因片段源自一种新的病毒。

接着,霍顿开创性地运用分子生物学的方法,克隆出了这种病毒。克隆其实就是用人工复制基因的方法来“制造”生物。克隆技术现已被人们用来通过营养方式繁殖病毒等微生物,从而培育出难以分离的微生物,并且保证微生物基因组的准确性。1989年,霍顿将这种克隆出来的病毒命名为丙型肝炎病毒。

证实新病毒

虽然用克隆的方法将新型病毒培育出来了,但是人们不禁要问:这种病毒是否和肝炎有必然联系呢?也就是说,是否仅靠这种病毒就可导致肝炎,还是可能需要其他致病因素的配合?为了回答这一问题,科学家必须搞清楚这种病毒是否可以大规模复制,是否可以导致肝脏发炎。

1997年,查尔斯·赖斯巧妙地通过基因工程的方法,在水稻中培育出比患者体内还“纯粹”的丙型肝炎病毒,然后将这些病毒注射到一些健康黑猩猩的肝脏中,结果这些黑猩猩患上了肝炎。

2005年,赖斯等人从一名日本患者的血液中首次分离出丙肝病毒株,此毒株可以感染人类的肝细胞,并进行复制产生更多的病毒。至此,丙型肝炎病毒及其致病性被完全确认。

尽管发现丙型肝炎病毒已经有30多年了,但是科学家一直未能研制出针对这种病毒的疫苗。而且,5种肝炎病毒中,只剩下丙型肝炎病毒没有对应的疫苗。这又是为什么呢?

这主要是因为丙型肝炎病毒特别“善变”。目前所发现的丙型肝炎病毒亚型就多达67种,并且还在不断变化之中,而针对一种亚型的疫苗对其他种亚型是没有用的,总不可能人人都注射67种丙型肝炎疫苗吧?多年来,霍顿一直在为研发丙肝疫苗而奋斗,但迄今也未取得突破性进展。

拯救数百万生命

据世界卫生组织估计,全球大约有7100万人感染慢性丙型肝炎病毒,许多慢性感染者會发展成肝硬化或肝癌。2016年,约有39.9万人死于丙型肝炎。不过,由于3位科学家发现并证实丙型肝炎病毒,其他科学家有针对性地研发相关药物和治疗方法。

现在大部分医院里都有针对丙型肝炎病毒的高灵敏度血检设备,世界上许多地方已基本消除了输血导致的肝炎,极大改善了全球卫生状况。针对丙型肝炎的抗病毒药物得以快速研发,让这种疾病变得可治愈。因此,诺贝尔生理学或医学奖委员会指出,3位科学家的工作拯救了数百万人的生命。他们获奖是实至名归。

获奖者简介

哈维·阿尔特:美国病毒学家,1935年出生于美国纽约,1956年在罗彻斯特大学获得学士学位,1960年在该校获得博士学位,现任美国国立卫生研究院高级研究员。

迈克尔·霍顿:英国生物化学家,1949年生于英国伦敦,1972年获得东英吉利大学学士学位,1977年获伦敦大学国王学院生物学博士学位,现任加拿大阿尔伯塔大学教授。

查尔斯·赖斯:关国病毒学家,1952年生于关国加利福尼亚州,1974年获得加利福尼亚大学学士学位,1981年获得加州理工学院博士学位,现任洛克菲勒大学教授。

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