William C. Campbell、屠呦呦和Satoshi ōmura

北京時(shí)間10月5日下午5點(diǎn)30分，2015年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)揭曉，我國科學(xué)家屠呦呦獲獎(jiǎng)！獲獎(jiǎng)理由是“有關(guān)瘧疾新療法的發(fā)現(xiàn)”。另外兩名獲獎(jiǎng)科學(xué)家為愛爾蘭的William C. Campbell和日本的Satoshi ōmura，獲獎(jiǎng)理由是“有關(guān)蛔蟲寄生蟲感染新療法的發(fā)現(xiàn)”。其中，屠呦呦獨(dú)享一半獎(jiǎng)金，愛爾蘭和日本科學(xué)家分享另外一半獎(jiǎng)金。

William C. Campbell 1930出生于愛爾蘭，1952在愛爾蘭都柏林大學(xué)獲得學(xué)士學(xué)位，1957年獲得美國威斯康星大學(xué)博士學(xué)位，1957年—1990年在默克公司研究所進(jìn)行治療劑研究，1984年—1990年為高級(jí)研究員和實(shí)驗(yàn)室主管來進(jìn)行分析研究。Campbell目前是美國杜爾大學(xué)的名譽(yù)研究員。

    Satoshi ōmura 1935年出生于日本山梨縣，1968年獲得日本東京大學(xué)藥學(xué)博士學(xué)位，并在1970年獲得日本東京理工大學(xué)化學(xué)博士學(xué)位。1965年—1971年在日本北里研究所作為研究員進(jìn)行研究。1975年—2007年為日本北里大學(xué)教授，2007年至今，Satoshi ōmura日本北里大學(xué)名譽(yù)教授。

屠呦呦1930年出生于中國，1955年畢業(yè)于北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部藥學(xué)系，1965年—1978年為中國中醫(yī)科學(xué)院助理教授，1979年—1984年為中國中醫(yī)科學(xué)院副教授并于1985年成為中國中醫(yī)科學(xué)院教授。2000年起，屠呦呦成為中國中醫(yī)科學(xué)院首席教授。

由寄生蟲引發(fā)的疾病折磨了人類數(shù)千年之久，已成為一個(gè)重要的全球性問題。特別是這類疾病感染了世界上最貧困的人群，為人類改善健康和追求幸福帶來了沉重的負(fù)擔(dān)。今年獲獎(jiǎng)?wù)叩难芯砍晒�，�?duì)治療這世上最可怕的寄生蟲病而言，是一種徹底的革新。

William C. Campbell和Satoshi ōmura發(fā)現(xiàn)了一種新藥——阿維菌素，其衍生物能夠從根本上降低盤尾絲蟲病和淋巴絲蟲病的發(fā)生，同時(shí)對(duì)其它寄生蟲病患病數(shù)量的控制也有著很好作用。屠呦呦則是發(fā)現(xiàn)了青蒿素——一種可以顯著降低瘧疾患者死亡率的藥物。

這兩項(xiàng)發(fā)現(xiàn)為人類提供了強(qiáng)有力的新武器，從而使得人類能夠與這些每年感染億萬人的疾病作斗爭(zhēng)。其為人類改善健康、減輕病痛所帶來的功德不可估量。

圖1：針對(duì)三種可怕的寄生蟲病——盤尾絲蟲病、淋巴絲蟲病和瘧疾的革新療法榮獲了2015年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。這些疾病的分布非常相似，圖中以藍(lán)色標(biāo)示。

寄生蟲導(dǎo)致毀滅性的疾病

我們生活在一個(gè)復(fù)雜的生物世界，繁衍世上的不僅有人類和其他大型動(dòng)物，還有巨量的其他有機(jī)體，其中一些對(duì)于人類是有害甚至是致命的。

許多寄生蟲會(huì)導(dǎo)致疾病。在醫(yī)學(xué)上重要的一類是寄生蠕蟲（helminths），據(jù)估計(jì)世界上三分之一的人口飽受其害，特別是在撒哈拉以南的非洲、南亞和中南美洲更為流行。盤尾絲蟲病和淋巴絲蟲病這兩種病就是由寄生蠕蟲導(dǎo)致的。正如其英文名稱所示，盤尾絲蟲�。≧iver Blindness）最終會(huì)導(dǎo)致失明，原因是眼角膜的慢性炎癥。而淋巴絲蟲病危害人口超過一億，會(huì)導(dǎo)致慢性腫脹，留下終生瘢痕和致殘臨床癥狀，包括象皮腫（淋巴水腫）和陰囊淋巴積液（圖1）。

瘧疾伴隨人類已經(jīng)由來已久。這種蚊傳播疾病是由單細(xì)胞寄生蟲導(dǎo)致的，它會(huì)侵襲人體血紅細(xì)胞，導(dǎo)致發(fā)燒，嚴(yán)重情況下會(huì)導(dǎo)致腦損傷和死亡。超過34億的世界最脆弱人口處在感染性瘧疾風(fēng)險(xiǎn)之下，每年超過45萬人為之喪命，其中多數(shù)是兒童（圖1）。

從細(xì)菌、植物到新型抗寄生蟲療法

幾十年來，人類一直嘗試研發(fā)可持續(xù)性的療法來對(duì)抗寄生蟲病，但所獲甚微。今年的諾貝爾獎(jiǎng)得主則徹底地改變了這種狀況。

Satoshi ōmura是一位日本微生物學(xué)家，是天然產(chǎn)物的分離專家。他的研究重點(diǎn)聚焦在土壤里的鏈霉菌上，鏈霉菌能產(chǎn)生大量具有抗菌活性的物質(zhì)（包括由Selman Waksman發(fā)現(xiàn)的鏈霉素，獲1952年諾貝爾獎(jiǎng)）。ōmura用高超的技巧開發(fā)了大規(guī)模培養(yǎng)和塑造細(xì)菌的獨(dú)特方法，他從土壤樣本中分離出了新鏈霉菌菌株，并成功地在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行了培養(yǎng)。從數(shù)以千萬的培養(yǎng)物中，他挑選出了最具希望的50種，隨后將深入分析它們?cè)诳褂泻ξ⑸�物方面的活性（圖2）。

圖2：Satoshi ōmura尋找鏈霉菌的新菌株，作為新型生物活性化合物的來源。他從日本土壤的樣本中分理出微生物，通過實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)（圖左）并對(duì)上千個(gè)鏈霉菌培養(yǎng)物進(jìn)行表征。他從中選出50個(gè)最有可能成功的培養(yǎng)樣本，而其中一個(gè)后來便成為了阿維鏈霉菌（圖右）——也就是阿維菌素的來源。

William C. Campbell是一名研究寄生蟲的專家，目前在美國工作。William C. Campbell獲得了ōmura的鏈霉菌培養(yǎng)體并研究了它的功能。Campbell發(fā)現(xiàn)了其中從菌株中提取的一直成分對(duì)動(dòng)物體內(nèi)的寄生蟲有顯著的療效。這種生物活性物質(zhì)經(jīng)提取純化后被命名為Avermectin，在Avermectin基礎(chǔ)上經(jīng)化學(xué)修飾獲得了療效更好的化合物Ivermectin，隨后Ivermectin在人體上進(jìn)行療效驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)Ivermectin能很好地殺死寄生蟲幼蟲（圖3）。總得來說，ōmura 和Campbell的貢獻(xiàn)使得人們發(fā)現(xiàn)了對(duì)寄生蟲病有很好療效的新型藥物。

圖3：William C. Campbell發(fā)現(xiàn)ōmura的其中一個(gè)鏈霉菌培養(yǎng)樣本對(duì)殺死寄生蟲很有效，而且該樣本中的活性化合物阿維菌素也得到純化。之后，阿維菌素被修改成伊維菌素，而伊維菌素對(duì)動(dòng)物和人體內(nèi)的許多寄生蟲都有很好的治療作用，其中就包括導(dǎo)致盤尾絲蟲病和淋巴絲蟲病的寄生蟲。

瘧疾通常用氯喹或奎寧來進(jìn)行治療，但療效越來越不好。在上世紀(jì)60年代末，治療瘧疾的方法已經(jīng)失效且瘧疾患者越來越多，那時(shí)，屠呦呦開始嘗試用傳統(tǒng)的中草藥療法來治療瘧疾，利用大規(guī)模篩選的辦法來嘗試哪一種草藥對(duì)瘧疾感染的動(dòng)物有效，發(fā)現(xiàn)了青蒿中的提取物有療效，但重復(fù)的結(jié)果卻是不同的。于是屠呦呦重新去翻閱古籍，然后找到了提取的辦法。屠呦呦是首位發(fā)現(xiàn)該物質(zhì)的科學(xué)家，該物質(zhì)隨后被命名為青蒿素。青蒿素治療動(dòng)物瘧疾和人類瘧疾都具有很好的療效（圖4）。青蒿素能夠在早期快速殺死瘧疾寄生蟲，這就解釋了為什么青蒿素能夠很好的治療瘧疾。

圖4：屠呦呦查閱古代的草藥書籍，研發(fā)出針對(duì)瘧疾的新療法。最終，香青蒿這種植物成為了重要的一種成分，屠呦呦設(shè)計(jì)出一套提純方法，制成青蒿素這種活性藥物，對(duì)瘧疾起到顯著療效。

阿維菌素、青蒿素和人類健康

阿維菌素和青蒿素的發(fā)現(xiàn)從根本上改變了寄生蟲病的治療。今天，阿維菌素的衍生物伊維菌素已被用于世界上所有受到寄生蟲病困擾的地區(qū)。伊維菌素對(duì)很多寄生蟲都具有很好治療效果，其副作用小，全球使用也很方便。盤尾絲蟲病和淋巴絲蟲病患者在全球范圍內(nèi)多達(dá)數(shù)百萬人，主要分布在貧困國家或地區(qū)，而伊維菌素在改善這些患者的健康方面起著不可限量的重要性。治療效果是如此成功，以至于這兩種疾病幾乎獲得根除，成就了人類醫(yī)學(xué)史上又一次重大的勝利。瘧疾每年感染的人數(shù)接近兩千萬，而青蒿素目前已被廣泛用在瘧疾橫行的地區(qū)。結(jié)合其他治療手段，瘧疾的致死率整體能夠下降超過20%，在孩童患者身上能夠超過30%。單就非洲而言，這意味著每年有10萬人的生命被挽救。

阿維菌素和青蒿素的發(fā)現(xiàn)徹底革新了針對(duì)那些可怕的寄生蟲病的治療方法。Campbell、ōmura和屠呦呦改變了寄生蟲病的治療手段。他們的發(fā)現(xiàn)及其給全球人類帶來的貢獻(xiàn)無可估量。

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