从2019诺贝尔生理学或医学奖揭晓，回眸人类百年进步之旅

三位2019年诺贝尔生理学或医学奖获奖者

北京时间10月7日消息，2019年诺贝尔生理学或医学奖揭晓：美国科学家William G. Kaelin， Jr.，英国科学家 Sir Peter J. Ratcliffe，美国科学家Gregg. L. Semenza获奖，获奖理由：发现了细胞如何感知以及对氧气供应的适应性。

动物需要氧气才能把食物转化为有用的能量。几个世纪以来，人们已经对氧的重要性有所了解，但细胞如何适应氧水平的变化一直是未知的。威廉·凯林、彼得·拉特克里夫爵士和格雷格·塞门扎发现了细胞如何感知和适应氧供应的变化。他们发现了细胞在应对不同水平的氧气时，调节基因活动的分子机制。

这一重大发现揭示了生命中最重要的适应性机制之一，为我们理解氧水平如何影响细胞代谢和生理功能奠定了基础。他们的发现也有望为对抗贫血、癌症和许多其他疾病的新策略铺平道路。

2019年诺贝尔生理学或医学奖获奖新闻发布会视频

获奖人简介：

威廉·凯伦（William G. Kaelin）

1957年出生于美国纽约，之后于杜克大学获得硕士学位。他在约翰·霍普金斯大学以及波士顿的丹娜法伯癌症研究院接受了内科与肿瘤学方面的专业训练。他在丹娜法伯癌症研究院建立了自己的独立实验室并于2002年作为全职教授加盟哈佛医学院，并从1998年开始担任霍华德·休斯医学研究所研究员。

彼得·拉特克里菲爵士（Sir Peter J. Ratcliffe）

1954年出生于英国兰开夏郡，此后他进入英国剑桥大学冈维尔与凯斯学院攻读医学，并在牛津大学接受肾脏学方面的专业训练。他在牛津大学拥有自己的独立研究团队，并在1996年成为全职教授。他目前担任伦敦弗朗西斯·克里克研究所临床研究部主管，牛津大学目标发现研究所主管，同时也是路德维格癌症研究所成员。

格雷格·萨曼萨（Gregg L. Semenza）

1956年生于纽约，在哈佛大学获得生物学学士学位，随后在宾夕法尼亚大学医学院获得了硕士与博士学位，并受训成为一名儿科专家。他在约翰·霍普金斯大学接受博士后训练，并在那里建立起一个独立研究组。1999年，他成为约翰·霍普金斯大学全职教授，并从2003年开始担任该校细胞工程研究所血管研究项目主管。

VHL：意想不到的合作伙伴

当氧含量很高时，细胞的HIF-1α含量急剧下降。然而，当氧含量很低时，HIF-1α的数量增加，使其可以结合基因位点，从而调节促红细胞生成素（EPO）基因以及其他基因与HIF结合 DNA片段。一些研究表明，HIF-1α通常会迅速降解，但缺氧会对其起到保护作用。在正常氧含量下，称为蛋白酶体的细胞器会降低HIF-1α的含量。在这种情况下，一个名为泛素（ubiquitin）的多肽会添加到HIF-1α蛋白质中。泛素是蛋白酶体降解蛋白的标记，它是如何在依赖氧的条件下结合HIF-1α的，仍然是该领域的核心问题之一。

答案来自一个意想不到的方向。大约在Semenza和Ratcliffe研究EPO基因调控的同时，癌症研究者William Kaelin Jr.正在研究一种遗传综合征——希佩尔-林道综合征（Von Hippel–Lindau disease，VHL综合征）。这种疾病会导致遗传性VHL基因突变的家庭中某些癌症的风险显著增加。

Kaelin证明，VHL基因编码了一种可以预防癌症的蛋白质，并发现缺乏VHL功能基因的癌细胞表达了异常高水平的低氧调节基因。但是，当VHL基因被重新引入癌细胞时，氧含量又恢复了正常水平。这是一条重要的线索，表明VHL在某种程度上参与了对缺氧反应的控制。

几个团队的更多研究表明，VHL是以泛素标记蛋白质的复合体的一部分，标记它们在蛋白酶体中的降解。Ratcliffe和他的研究小组取得了一个重要发现，证实VHL可以与HIF-1α相互作用，并且是后者在正常氧气水平下降解所必需的。该发现为HIF-1α与VHL之间存在联系下了定论。

百年回眸：诺贝尔生理学或医学奖

自从1901年颁发第一次诺贝尔医学奖以来，医学已经取得了巨大的进步。而当时科研人员的很多发明发现，直到今天依然让患者受益无穷。

1902：都是蚊子惹的祸

英国人罗纳德·罗斯（Ronald Ross）发现，疟蚊是热带疾病疟疾的传播媒介。他指出，疟蚊是疟原虫属生物的寄主，会传播疟疾。直到如今，每年还有约3亿人口染有疟疾。感谢罗斯的重要贡献，可以让研究人员针对这种疾病开发出药物。

1905：结核菌

德国科学家科赫(Robert Koch)发现了结核病的病原体——结核菌。而今，结核病是一种全球各地都可见到的感染性疾病，尽管使用对症的抗生素，其治疗过程也往往非常漫长。随着医学的发展，医研人员已经发明出一种可以预防婴幼儿得结核病的疫苗，但是这种疫苗对成年人并没有效用。

1912：器官的移植

法国外科医生亚历克西·卡雷尔（Alexis Carrel）成功的进行了人体的血管缝合和器官移植，因此获得诺贝尔医学奖。他发明了“血管吻合术”，把切断的血管重新对合拼接起来。另外他也找出了一种储存人体器官的稳妥方式。时至今日，医生每年大概要移植10万个左右的器官。

1924：一探心脏的秘密

荷兰人威廉·埃因托芬（Willem Einthoven）被称为“心电图之父”。他发展的心电图描记器成了医院和诊所诊断病情的技术手段之一。心电图描记机记录了心脏肌肉纤维的活动。医生可以凭借心电图可以检测出心律失常等心脏疾病。直到今天这都是一个十分广泛的使用方法。

1930：四个血型

奥地利人卡尔·兰德斯坦纳（Karl Landsteiner）发现，如果把两个人的血液混合在一起，经常出现凝结，但这种情况并不具有绝对性。很快他就找出了原因：人类有不同的血型A、B、O(他称这个血型为C型)。稍晚，他的同事发现了第四种血型AB。这个发现大大提高了输血的安全性。

1939, 1945 和 1952：细菌的克星

有三个诺贝尔医学奖颁发给了抗生素的发现者和开发者。其中包括发现青霉素的亚历山大·弗莱明（Alexander Fleming）。直到今天，抗生素是最常被使用的药物之一，也经常成为病人的大救星。不过研究人员必须不断开发出新的抗生素品种，因为细菌经过一段时间就会对抗生素进化出抗药性。

1948：杀死害虫

化学家米勒(Paul Hermann Müller)发现，杀虫剂DDT可以杀死害虫，却几乎不伤及哺乳动物。这个消息公布于世后的几十年里，DDT是被最广泛应用的杀虫剂之一。直到人们发现，DDT在环境中的积累会对鸟类造成伤害后情况才有所改变。虽然现在DDT已遭受冷落。不过人们还是会使用它来对付疟蚊。

1956：以身试验

德国人沃纳·福斯曼（Werner Forßmann）和两位同事共同获得了诺贝尔奖。他发明了心脏导管技术。福斯曼曾经自己身上做了实验，完成了心脏导管插入术。这种手术是将一根塑料导管插入肘前静脉或者手部静脉，并向内推进直到心脏。如今，医生们仍利用这种技术做心脏检查或是进行心脏手术。

1979 和 2003：体内乾坤

最开始，如果人们想了解人体内部的情况，唯一的办法就是照X光照片。不过随着时间的推移，医生们已经找到了更好的办法。其中之一就是“电脑断层扫描”技术（CT），这种技术虽然也利用具有放射性的X-射线，但是能够照出更详细的人体断层图像。之后出现了“核磁共振成像”(MRT)，这种方法利用了对人体完全无害的强磁场。

2008：女性的福音

通过德国癌症研究中心哈拉尔德·楚尔·豪森（Harald zur Hausen）的发现，人们才知道，人类乳头状瘤病毒可能会让人患上子宫颈癌。研究人员基于这个发现，研制出了针对这种病毒的疫苗。女性们现在能针对这种类型的宫颈癌接种疫苗。

2010：试管婴儿

爱德华兹(Robert Edwards)获得了2010年度诺贝尔医学奖。他发明了俗称试管婴儿技术的体外受精技术。首名试管婴儿于1978年诞生。之后这个技术经过不断的发展完善，也增大了成功率。现今，全球已有超过500万名试管婴儿降生人世。

2013：细胞内的秘密

2013年诺贝尔医学奖项已经揭晓。德国科学家托马斯•聚德霍夫（Thomas Südhof）和两位美国研究学者詹姆斯•罗斯曼（James Rothman）、兰迪•谢克曼（Randy Schekman）共同获得了这个奖项。得奖原因为他们成功破译了细胞内重要的运输机制。这个系统的失稳会导致如阿尔茨海默氏症、帕金森综合症或糖尿病的发生。

2017：告诉你生物钟的秘密

三位美国遗传学家因其在昼夜节律控制机制（即生物钟）方面的发现，获得2017年度诺贝尔医学奖。他们利用果蝇作为模型，成功分离出一种控制生物正常昼夜节律的基因。研究显示这一基因会让一种蛋白质在夜晚时分在细胞内积累，并在白天分解。诺贝尔大会宣布这一决定时表示，三人的研究“帮助我们窥测了我们的生物钟，并阐明它们内在的运作机理”。

2018：启动针对癌症的免疫系统“刹车机制”

我们的身体对于肿瘤有天然抵御能力，需要的只是解决免疫系统的“刹车机制”。艾利森(James P. Allison )和本庶佑研究的抗癌疗法，能激活人类免疫细胞中的一些通常不被使用的特殊功能，从而让这些细胞更有效地去对抗癌细胞。基于这两位学者科研成果而开发出的一些新型抗癌疗法，已经被证明具有显著的临床疗效。

参考资料：

https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2019/summary/

https://tech.sina.com.cn/d/2019-10-07/doc-iicezzrr0618414.shtmlhttps://www.dw.com/zh/%E7%99%BE%E5%B9%B4%E5%9B%9E%E7%9C%B8%E8%AF%BA%E8%B4%9D%E5%B0%94%E7%94%9F%E7%90%86%E5%AD%A6%E6%88%96%E5%8C%BB%E5%AD%A6%E5%A5%96/g-50721947   

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作者：本号综合，版权归属作者/原载媒体所有。

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