诺贝尔奖开奖倒计时!致敬20座医学“里程碑”
导读
许多人的研究,一开始遭到世人嘲讽,却坚定不移地走到了最后。
来源:医脉通
作者:芭比
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近日,诺贝尔奖官方网站发布消息,2018年诺贝尔生理学或医学奖,将在10月1-3日揭晓。本次荣誉花落谁家?让我们翘首以待。
从奖项创设以来,1901至2017年间,诺贝尔生理学或医学奖已颁发给了214人、120项医学研究成果。
其中,哪些对我们的影响最深远?9月26日,医学媒体Medscape盘点了永远改变医学的20项获奖研究,让我们一睹为快:
一、百年以前:医学的飞跃
1. 血清驯服白喉
贝林是1901年首届诺贝尔生理学或医学奖的获得者。19世纪,欧洲每年有5万多名儿童,死于白喉。贝林一开始专注于用消毒预防传染病,但用汞、氩的尝试均失败了。
转机到来。贝林突然发现,实验室的老鼠从没感染过炭疽,鼠血清可能具有抗菌性。于是,贝林把白喉杆菌注射入白鼠体内,幸存小鼠再注射白喉杆菌,就未再患上白喉。贝林把血清中的物质命名为“抗毒素”,这就是血清疗法的雏形。
1891年圣诞节,贝林首次成功用羊血清,治愈了一名白喉患儿,人类征服白喉迈出了重要一步,不久白喉疫苗也投入使用。
2. 铃铛与胃液:巴甫洛夫
图| 伊万·巴甫洛夫(1849-1936)
巴甫洛夫不是医生,而是一个生理学家。他在学术上的贡献有三方面,摘得诺贝尔奖的却并非我们津津乐道的“条件反射学说”,而是消化腺的生理机制。
巴甫洛夫对科学迷恋到什么程度?直到生命最后一刻,他还在忙着“做科研”,不断向身边的助手口授临近死亡的详细感觉。有人来探望,他也“不近人情”地拒绝说:
“巴甫洛夫很忙……巴甫洛夫正在死亡。”
3. 神经元,原来长这样!
图| 高尔基(1843-1926),卡哈尔(1852-1934)
学医时,你一定对神经细胞里硝酸银染色的“高尔基体”印象深刻。这个结构,正是以上图左侧的科学家命名的。
二十世纪初,高尔基与卡哈尔分别对人脑展开研究,发现神经细胞具有精巧的结构,而突触在传递神经冲动过程中,发挥至关重要的作用。两人的研究成果,奠定了现代神经学的基础。
4. 闯入“甲状腺禁区”
图| 科克尔(1852-1934)
十九世纪中叶,甲状腺手术是一个“外科禁区”,当时人们还未搞清甲状腺的作用,发现肿大甲状腺,往往简单粗暴地切除。这就造成两个恶果:
第一,外科水平落后,甲状腺手术死亡率高达40%以上;第二,即使幸存,由于切除组织过多,也会出现甲状腺功能减退、喉返神经损伤、甲状旁腺损伤等严重并发症。
而科克尔运用了精湛的外科技巧,将甲状腺手术的死亡率从40%,大幅降到了13%。手术中,科克尔的操作视野内几乎无出血,手术切口被称为Kocher切口,沿用至今。科克尔还发明了一种止血钳,被称为Kocher钳。
5. 那陡峭的曲线,是你的心跳
图| 爱因托芬(1860-1927)
心脏是人体最“勤劳”的器官。如今,心血管疾病的诊断离不开心电图。世上第一台心电图仪,是谁发明的呢?
1901年,爱因托芬用极细的镀银石英丝做导线,悬在两个磁极之间,再将电极放在人的手臂和腿上,心脏泵血时的电脉冲,就会让导线发生偏转,记录在纸上就成了“心电图”。
爱因托芬还采用P、Q、R、S、T等字母,标注心电图波形,并提出“Einthoven三角”理论,均沿用至今。
6. 滴血认亲,有据可依
图| 兰德斯坦纳(1868-1943)
《九品芝麻官》里周星驰利用“滴血认亲”破案,如今我们知道背后的原理是“血型系统”。血液有不同的类型,正是由兰德斯坦纳提出的。
他从自己和5个同事身上抽出血液,合成30个样本,发现有些能“水乳交融”,有些混合后却会凝结。通过观察,他推测人有A、B、AB、O四种血型。
而决定血型的,正是红细胞上的抗原与血清中的抗体类型。后来,兰德斯坦纳还发现了Rh血型系统。
7. 青霉素and盘尼西林
图| 弗莱明(1881-1955),钱恩(1906-1979),弗洛里(1898-1969)
1940年,弗洛里和钱恩给八只白鼠注射了致死量链球菌,四只注射了青霉素,四只作为对照。第二天早上,对照组的白鼠都死了,而注射青霉素的活下来三只。这在传染病肆虐的当时,如同奇迹。
同年8月《柳叶刀》,发表了《作为化学疗法的青霉素》。1943年,青霉素成了二战美国取胜的决定性转折点。青霉素的发现与提取,在整个人类医药史上,都是耀眼的一幕。
8. 他一辈子与土壤打交道
图| 瓦克斯曼(1888-1973)
有人吃土,有人挖土,有人一辈子研究土,用肮脏的土壤中炮制良药。瓦克斯曼毕生从事土壤细菌学研究,从土壤中发现了放线菌素、棒曲霉素,还有最重要的链霉素,因此攻克“不治之症”肺结核。
瓦克斯曼也是最早使用“抗生素”一词的人。后来,他写作了《我与细菌打交道的一生》、《征服结核病》等书。
二、基因大爆炸:遗传学黄金年代
9. 从果蝇突变,到蜘蛛侠
图| 穆勒(1890-1967)
如今,孕妈妈坐在电脑前,会自觉穿上保护衣;照CT,病人必须穿上防护服;切尔诺贝利核泄露的余毒,残存至今……辐射对人体的危害,最严重形式就是诱发基因突变。
而最初发现X射线可诱发突变的,就是穆勒。他发现,X线照射剂量越大,基因突变频率越高。
有人形容:X光照射,就像给人体内埋进无数极小的手榴弹,四处爆炸就会将细胞撕碎。如果“爆炸”刚好在决定生物性状的基因附近,就可能引起突变、致病。
10. 双螺旋结构:最简洁,最复杂
图| 沃森(1928-),克里克(1916-2004),威尔金斯(1916-2004)
DNA的双螺旋模型学说,被公认为是20世纪最重要的科学成就之一。沃森、克里克、威尔金斯,还有1962年颁奖时,已过世4年的女科学家富兰克林,因此名垂医史。
他们不仅阐明了DNA空间结构,还解释了一个DNA分子,是如何复制成两个一模一样的DNA分子、生物体的遗传信息是如何传递的。
11. 遗传奥秘的“密码本”
图| 霍利(1922-1993),科拉纳(1922-2011),尼伦伯格(1927-2010)
人体的遗传奥秘,除了藏在精巧的空间结构里,还有一套“天书密码本”。
破解天书的,正是霍利、科拉纳和尼伦伯格,他们发现了遗传密码,解释了遗传信息从DNA到RNA,再到蛋白质的传递过程,并一同证明蛋白质的合成,需要信使RNA才能进行。
12. 跳舞基因:人们都说“她疯了”
图| 麦克林托克(1902-1992)
因为她的学说太惊世骇俗,人们都说“她疯了”,半个世纪之后诺贝尔奖才颁发给了麦克林托克。她也是遗传学领域中,唯一一个单独获奖的女科学家。
这个离经叛道的发现,就是“转座因子”——在生物中可移动的遗传因子,这段DNA能从原位置单独复制或断裂出来,环化后插入另一位点,发挥基因调控作用。形象地说,就是基因会“跳舞”。
三、美丽新世界:今日与未来
13. 神经生长因子:牵一发动全身
图| 科恩(1954-),蒙塔奇尼(1909-2012)
虽名为“神经生长因子”,但它不仅对神经元有营养、保护、促生长作用,还广泛影响着人体其他系统。如影响免疫细胞活性,发挥免疫调节;抑制肿瘤细胞有丝分裂、促进良性分化;促进伤口修复、愈合。
发现、提取神经生长因子的,就是科恩与蒙塔奇尼。蒙塔奇尼也是史上第一位年满100岁的诺贝尔获奖者。
14. 器官移植:科幻照进现实
图| 默里(1919-2012),托马斯(1920-2012)
《科学怪人》里,不同人的尸块拼成了弗兰肯斯坦。而活人的心、肝、肾如果罢工了,也能换一个健康的,就能续命多年。默里,正是世界首例器官(肾脏)移植的施术者。
找到一个鲜活健康的肾脏虽难,但更难的是,让身体把它当成“自己人”不去攻击。而默里采取了全身辐射等方法,减轻了移植后的免疫排斥。
获奖的另一人托马斯,则主攻的是骨髓移植。1956年,他首次成功应用双胞胎间骨髓移植治疗了白血病,并在此后发现,甲氨蝶呤可有效缓解移植物抗宿主反应。
15. 殊途同归:三羧酸循环
图| 费舍尔(1920-),克雷布斯(1900-1981)
糖类、脂类、氨基酸,三种供能物质结构、组成千差万别,细胞是怎么将它们大卸八块拿来所用的?学过生化,我们知道条条大路通罗马,代谢的最终通路是三羧酸循环,又称克雷布斯循环,是细胞呼吸的关键枢纽。
有趣的是,两人的论文一开始被《自然》拒稿,原因是:“《自然》收到的文章已经排到了7、8个星期后,因此暂时不能接收您的投稿。”
失之东隅,收之桑榆,后来该发现发表在了《生物化学杂志》上。
16. 海鲜与青椒:首批MRI试验品
图| 曼斯菲尔德(1933-2017),劳特伯(1929-2007)
核磁共振检查,是影像学诊断中的一大利器,尤其是遇上颅脑、脊髓、神经、肌肉等部位的病变,CT鞭长莫及,软组织分辨能力优秀的MRI就派上用场了。
在曼斯菲尔德和劳特伯之前,MRI早已问世,但主要用来研究化学结构,直到二人用它进行人体成像,才应用于医学。
劳特伯拍下的第一批MRI照片,包括女儿在长岛沙滩上捡的蛤蜊,青椒,和分别盛了普通水和重水的试管。巧的是,两人投稿给《自然》时,也被拒稿,原因是“照片太模糊”。
17. 当代神农:这杯菌液,我干了!
图| 马歇尔(1951-),沃伦(1937-)
过去,医学认为胃溃疡是由压力、饮食习惯不良、胃酸过多等引起的慢性病。但马歇尔和沃伦证明了幽门螺旋杆菌,才是引起消化性溃疡的“元凶”。
可两人最初,都只是名不见经传的普通医生,这种离经叛道的“歪理”根本没人信。投稿的审查人员不仅不予发表,还评其为当年“最差的10%”研究。
世人皆醉我独醒,马歇尔为了自证,一口气喝下了混有幽门螺旋杆菌的肉汤。数天后,他就出现了恶心、口臭、呕吐,第8天,内镜检查显示严重胃炎,活检也发现了定植的幽门螺旋杆菌。
18. 传染病&癌症:你中有我
图| 豪森(1936-)
癌症由病毒引起,打疫苗能预防癌症?这乍一看像民科,可对宫颈癌还真是如此。德国病毒学家豪森,就阐明了人乳头瘤病毒(HPV)在宫颈癌中的作用,并开启了宫颈癌疫苗的研发。
据统计,五分之四的女性,在一生中都会感染HPV,其中最厉害的是HPV16、HPV18两种,分布广,且超过70%宫颈癌都与其有关。
19. 谈艾色变,可以休矣
图| 西诺西(1947-),蒙塔尼(1932-)
20世纪80年代,艾滋病大流行曾让科学家震惊,苦苦找不到病因。西诺西与自己的导师蒙塔尼,则发现了引起艾滋病的罪魁祸首——人类免疫缺陷病毒(HIV)。
二人的成果,催生了艾滋病血液检查的新方法与试剂,让人类与艾滋病的抗争前进了一大步。抗HIV病毒药物也应运而生,极大延长了患者的生存期。
20. 试管中的生命
图| 爱德华兹(1925-2013)
曾经,医学的目标是消除疾病、延缓生命,但到了爱德华兹,还加上了“创造生命”。他是生殖医学之父、体外受精与试管婴儿的开创者,这一技术,每年为上百万不孕不育的家庭,带去希望。
世界上第一例“试管婴儿”路易斯·布朗,于1978年7月25日晚上11点出生。上图中与爱德华兹在一起的,是两岁的双胞胎杰克和索菲,他们也都是试管婴儿。
结语
20项改变人类社会的诺贝尔医学奖,是部微缩的医学发展史。这些科学家,消灭细菌、发现病毒、战胜不孕、描绘心电、揣测遗传奥秘……
如果你问这些科学家有什么共同点?就是他们都有“一口喝光菌液”的勇气,许多人的研究,一开始遭到世人嘲讽,却坚定不移地走到了最后。
今天,让我们期待三天后,2018诺贝尔生理学或医学奖的揭晓。
参考资料:
1. Steven Rourke. 20 Nobel Prizes ThatChanged Medicine Forever. September 26, 2018, Medscape.
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