来源:科普中央厨房
2020年首个诺奖授予了经历20余年发现丙肝病毒的三位科学家。得益于技术的进步和前人的积累,今年新冠病毒被"发现"没这么艰难。
正当全世界与新型冠状病毒进行恶斗时,今年的诺贝尔生理或医学奖颁发给了丙肝病毒的三位发现者。
2020年诺贝尔生理或医学奖宣布现场(来源于网络)在他们的工作之前,甲型肝炎和乙型肝炎病毒已被发现,但80%以上的血源性肝炎病例仍然"不明原因"。丙型肝炎病毒的发现揭示了其余慢性肝炎病例的原因,并使验血检测和新药物成为可能,从而挽救了数百万人的生命。
"发现"一种致病病毒,需要满足若干条件
诺奖委员会的专家 Patrik Ernfors接受媒体采访时,强调了病毒被发现的重要性。
"(战胜病毒性传染病的)第一步,是定位造成疾病的病毒。"他说,"完成这一步,我们才站到了研发相关药物和疫苗的起点。"
正如诺奖委员会的描述,丙肝病毒的发现,花了科学家们数十年时间。这是因为,确认引起某流行性疾病的病原,通常要满足以下几点:
(1)可疑病原须在病人中均有发现,在病人临床样本中可检测到病原核酸;
(2)从病人临床样本中可成功分离到病原;
(3)分离的病原感染宿主动物后可引起相同的疾病症状。
病毒的发现者中,Harvey J。 Alter对输血相关性肝炎的系统研究表明,一种未知病毒是慢性肝炎的常见病因;Michael Houghton分离了一种名为丙型肝炎病毒的新病毒的基因;Charles M。 Rice提供了最终的证据,表明仅丙型肝炎病毒就能导致肝炎。三位科学家以及他们背后许多默默做出贡献的人,实现了这艰难的三步走。如今,病毒的发现已经不再如此漫长。"病毒猎手"们每年可以鉴定出成百上千种病毒。
新冠病毒发现速度"破纪录"
2019年末,武汉发生了多起"不明原因肺炎",随后,致病原迅速被确认为"新型冠状病毒"。
根据新华社的报道,今年1月2日,接到湖北省送检的病例标本后,中国疾控中心旋即投入一场"接力赛":提取核酸、基因测序、比对分析……连续奋战30多个小时,病毒的遗传密码终于在第一时间被破译。依据这份全基因组序列,核酸检测试剂快速研制成功。
第二步是病毒分离。冠状病毒的分离培养本就不易,标本又经历了冻融和长途运输,更增加了分离难度。但历时5天,科研人员第一时间分离鉴定了新冠病毒,获得全球首张新冠病毒电镜照片,为病原的快速鉴定"一锤定音"。
1月12日,中国疾控中心、中国医学科学院、中国科学院武汉病毒研究所作为国家卫生健康委员会指定机构,向世界卫生组织提交新型冠状病毒基因组序列信息,在全球流感共享数据库发布共享,这为全球开展疫苗研发、药物研究、疫情控制等提供了重要基础。
"中国在创纪录的短时间内甄别出病原体,并同世界卫生组织和其他国家分享病毒全基因序列信息。"世界卫生组织总干事谭德塞说。
相比于新冠病毒能够被迅速"发现",丙肝病毒的发现实在是慢。这其中显然有科学技术发展的原因。例如,核酸检测是新冠病毒被发现的关键,而最原始的基因测序技术要到上世纪70年代后期才被发展出来。
1972年,Harvey Alter证明一种"非甲非乙"的病毒是慢性肝炎的病因后,病毒的分离迟迟不能实现。一直要到1989年,Michael Houghton等人才用最新的分子技术分离出丙肝病毒的核酸;1997年,Charles Rice团队利用基因工程的方法"改造出"有活性的丙肝病毒,并证明了病毒本身就可造成丙型肝炎。
美国生理协会的首席科学官Dennis Brown接受媒体采访时表示:"他们在等待技术的成熟。"
"被遗忘"的人类冠状病毒发现者
另外,科学家能迅速认出"真凶"新冠病毒,也归功于对这类病毒的熟悉——新冠病毒的发现基于此前的病毒学发展,其中就包括了同为RNA病毒的丙肝病毒。
丙肝病毒示意图(图片来源:sciencenews.org)人类冠状病毒最首次露出"真容"同样是在上世纪60年代,人类认识它们已经有半个多世纪。
最早"看见"人类冠状病毒的人是一位女性,英国病毒学家、病毒成像专家琼·阿尔梅达(June Almeida)。
阿尔梅达结婚前本名琼·哈特,1930年出生于苏格兰格拉斯哥市。她的父亲是当地的一位公交车司机,她自己也没有接受太多正规的学校教育。16岁时,因为负担不起大学的学费,她在格拉斯哥皇家医院组织病理学实验室找了一份技术员的工作。若干年后,结婚后的阿尔梅达一家移民加拿大多伦多。
阿尔梅达在安大略省癌症研究所,不仅熟练掌握了电子显微镜运用技巧,她还创新性地发明了一种让病毒成像更清晰的方法——用抗体使病毒聚合成团。
英国病毒学家、病毒成像专家琼·阿尔梅达(来源于网络)阿尔梅达的才能在英国科学家中得到认可,1964年她被吸引回国,任职于伦敦的圣托马斯医院附属医学院(英国首相鲍里斯·约翰逊感染新冠病毒后,就是在这家医院治疗)。阿尔梅达回国之后,开始同大卫·泰瑞尔(David Tyrrell)合作,后者是一个普通感冒研究室的负责人。
泰瑞尔的团队在研究志愿者的鼻腔灌洗液样本时发现,在实验室可以培养多种与普通感冒有关的病毒,但不是全部。在众多的样本中有一份编号B814,来自英国南部一名小学生的鼻灌洗液。
不同于典型感冒的喉痛症状,B814会导致感染者萎靡不振;此外,B814可因脂肪溶剂失活,这表示病原体有一层脂质外膜,这点也与典型的感冒病原不同。
泰瑞尔好奇:能不能在电子显微镜下直接看到病毒的真面目呢?他们把一些样本送到阿尔梅达的实验室,但泰瑞尔不抱太多希望。毕竟,这份样品能够使被其感染的志愿者出现症状,却无法在常用的培养环境中繁殖。没有经过富集纯化的病毒,电子显微镜下不仅十分稀少,还会被细胞组织干扰。
阿尔梅达超出了所有人的期望。她利用自己在加拿大学到的"负染法"处理样品(提高图像对比度),成功在显微镜下看到了病毒颗粒,将它们描述为"类似流感病毒,但不完全一样"。
她看到的,实际上就是第一种人类冠状病毒。
1966年,阿尔梅达拍摄的冠状病毒电子显微照片(来源:维基百科)其实,阿尔梅达此前研究小鼠肝炎病毒和鸡支气管炎病毒时,已经看见过同类的病毒颗粒。
但是,她向专业杂志提交的论文在同行评议环节被拒稿了。评议者认为,她提供的感染小鼠和鸡的病毒图像"只不过是成像质量很差的流感病毒颗粒"。
根据B814样本的相关发现撰写的论文,1965年在《英国医学杂志》上发表。而阿尔梅达看到的病毒颗粒的图像,两年后在《普通病毒学杂志》上发表。"冠状病毒"的名字,也正是泰瑞尔、阿尔梅达等研究者根据显微图像所起。
阿尔梅达后来转入伦敦的皇家医学研究生院(现为帝国理工大学医学院)继续她的研究工作,并在那里被授予博士学位。她的职业生涯在英国维尔康姆研究院结束,在此期间曾获得多项病毒成像领域的专利。
2007年,琼·阿尔梅达去世,享年77岁。
阿尔梅达并不是万众瞩目的"诺奖级"科学明星,这一点或许少有人为她遗憾——她拍摄的风疹病毒和乙肝病毒电镜照片出现在了一些教科书中,她曾参与发现一种"没什么威胁"的感冒病毒,"仅此而已"。
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来源:科普中央厨房 2020年首个诺奖授予了经历20余年发现丙肝病毒的三位科学家。得益于技术的进步和前人的积累,今年新冠病毒被"发现"没这么艰难。 正当全世界与新型冠状病毒进行恶斗时,今年的诺贝尔生理或医学奖颁发给了丙肝病毒的三位发现者。2020年诺贝尔生理或医学奖宣布现场(来源于网络) 在他们的工作之前,甲型肝炎和乙型肝炎病毒已被发现,但80%以上的血源性肝炎病例仍然"不明原因"。丙型
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