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走向征服癌症的历程:从漫长艰难到迅猛进展

时间:2023-07-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:这3600年对于征服癌魔的路途是如此的漫长而艰难,几乎前面的3500多年人们在踯躅前行,只是在最近的百年里进展神速。波特仔细研究了这些病例后,确认长期嵌在皮肤里的烟囱煤烟最可能是阴囊癌的诱因。乳腺癌一直是威胁广大妇女健康的头号杀手,对乳腺癌最好的根治方法就是乳房切除手术。科利经过800多例的临床实验,有效率高达50%。

走向征服癌症的历程:从漫长艰难到迅猛进展

权威医学机构不完全统计,2015年中国有429.2万例新发恶性肿瘤病例和281.4万例肿瘤死亡病例,相当于平均每天有12000人新患癌症,有7500人死于癌症。这样的数目真是触目惊心,在所有的非传染性疾病当中,癌症已经成为人类首要的敌人。

1689年刻画的一名脖子上有肿瘤的荷兰妇女

有人把癌症如此高的发病率和死亡率归咎于环境的恶化、食品的不安全等人类生存环境的退步;有人认为,人类普遍生活的高压力生活环境是真正的诱因;也有人认为恶性肿瘤是可遗传的;当然还有人认为,恶性肿瘤是人类发现的最早的疾病之一,几千年前就已经被发现,但是当今医疗检测水平高,虽然人类对癌细胞还是无可奈何,但癌细胞在人体内还是很难再伪装,也无可遁逃,所以当前比以前任何时候检测出癌症的机率都高。到如今,关于引起癌症的确切病因,关于癌症的彻底治疗,我们还是无法知晓,但人类认识癌症的历史已经有3600年了。这3600年对于征服癌魔的路途是如此的漫长而艰难,几乎前面的3500多年人们在踯躅(zhí zhú)前行,只是在最近的百年里进展神速。

在公元前1600年前的古埃及,那时的学者就已经在莎草纸上简单地记述了乳腺癌的治疗过程。约2500年前,被称为“医学之父”的古希腊医生希波克拉底曾经形象地描述过癌症的症状。希波克拉底已经知道肿瘤有良性和恶性之分,他把恶性肿瘤命名为有“螃蟹”“小龙虾”之意的希腊名词,这样的命名来自他对恶性肿瘤表面形状的直观描述,因为恶性肿瘤通常有一个肿块在当中,然后由这个中心向周围伸出一些分支,就像一只横行霸道的螃蟹。但希波克拉底对肿瘤的印象,局限于皮肤、鼻子或乳房上的外在直接可见的肿瘤。在对这些肿瘤的治疗上,希波克拉底也是根据他提出的体液平衡理论进行的,如根据患者体液的平衡状态不同,可采用饮食调理、放血、使用泻药等治疗方法。史料表明,在人类发现肿瘤是一种细胞性疾病之前,希波克拉底的这种治疗方法还是非常普遍的。现在英文的“Cancer”(癌),还有“螃蟹”的意思,可见希波克拉底对医学的影响之深。

肿瘤细胞

法布里(左)和希维斯(右)

虽然中世纪的欧洲文化史是不可忽略的一部分,但从科学发展的角度来看,近千年的欧洲中世纪,几乎没有可圈可点的科学成就,所以不谈也罢。

到了16、17世纪,欧洲的医生们已经在偷偷地尝试解剖尸体了,这对医学的发展有很大的促进作用。德国外科医生法布里[1]认为,乳癌是由乳汁在输乳管中造成的凝块引起的。虽然法布里的认识在现在看来有些可笑,但从对寻找乳腺癌的成因角度来看,这是人类从解剖的角度尝试去寻找癌症的原因。荷兰医生希维斯[2]则认为,所有疾病都是化学反应的结果,而酸性淋巴液则是癌症的起因。荷兰外科医生托普[3]认为,癌症是一种慢慢地散播且具有传染性的毒物。

罗蒙(左)和波特(右)

鼻烟

到了18世纪,由于显微技术的发展,科学家通过显微镜观察到“癌毒”会从原本肿瘤生长处透过淋巴结转移到身体其他部位。但是,由于当时没有抗生素,以手术来切除肿瘤并不能达到很好的效果,虽然许多患者进行了成功的手术,但最终还是没能熬过伤口的细菌感染。博物学家达尔文大学时的老师蒙罗[4]就曾经有过60例成功的癌症患者手术病例,但仅有2名乳癌患者在手术后存活了2年以上。在对引起癌症起因方面的研究,1761年,英国医生希尔[5]首次提出吸鼻烟[6]会引起鼻癌。1775年,英国医生波特[7]发表了一份报告指出,长期暴露于烟囱煤烟中的烟囱清扫工和“爬烟囱男孩”,由于他们被送入烟囱里清扫充满灰烬的烟道时,通常需要赤身裸体地浸在油烟中,他们的阴囊上的鳞状细胞癌发病率特别高。波特仔细研究了这些病例后,确认长期嵌在皮肤里的烟囱煤烟最可能是阴囊癌的诱因。这样,波特成为人类历史上首个明确地将环境冲刺与诱发癌症联系起来的人,他的研究成果引发了英国议会在1788年通过了《烟囱清扫法》,以阻止用幼童清扫烟囱。

1863年,德国病理学家魏尔啸[8]在癌变组织中识别出了白细胞,他是人类历史上首次把炎症与癌症联系起来的科学家。“白血病”的概念也是魏尔啸提出的,他首次提出“白血病”与患者血液中白血球数量过多有关。

魏尔啸

约翰·霍普斯金医院的四大创始教授

根治性乳房切除术

自法国医生特里伦[9]首创了无菌法进行外科手术,大大改善了外科手术的卫生状况,提高了患者术后的存活率,所以此时利用外科手术切除肿瘤成为治疗癌症的主要方式。乳腺癌一直是威胁广大妇女健康的头号杀手,对乳腺癌最好的根治方法就是乳房切除手术。1882年,美国外科医生霍尔斯特德[10]首次使用根治性乳房切除术治疗乳腺癌,这种手术一直持续到20世纪后半叶,还是治疗乳腺癌的标准操作。霍尔斯特德是著名的约翰·霍普斯金医院的四大创始教授之一[11]。据霍尔斯特德的实习生回忆,在约翰·霍普金斯医院的手术室里,霍尔斯特德主刀的手术经常能发生“起死回生”的神奇事迹,这是因为霍尔斯特德拥有独特的手术技术,对治好患者的疾病信心十足,所以手术经常取得完美结果,让人十分惊讶。

美国外科肿瘤学家科利[12]发明的“科利毒素”,在治疗癌症上影响巨大。1867年3月,英国有一位工人因患肠癌晚期被送进医院救治,医生认为他随时可能死亡,但在不到一年的时间里,这名患者的癌症竟不可思议地自行消失了。后来,科利发现癌症自行消失与细菌感染有直接的关系。为了确定真的存在这种可以让癌症“不治而愈”奇妙的菌类,科利系统地研究了类似的100多例病例,发现其中就有一例非常典型:有一位患有不能动手术的颈癌患者,他在肿瘤消退前曾感染过急性丹毒;科利为了验证自己的猜测,用链球菌丹毒活菌使这位颈癌患者受到感染;奇迹果然出现了,几天之后这位患者的颈肿瘤竟完全消失。但利用丹毒活菌培养液感染病人是十分危险的,科利经过反复实验,改用过滤后的链球菌培养液和粘质沙雷氏菌的培养液制成的混合液,这样对人体就比较安全,这种混合细菌制剂也被称为“科利毒素”。科利经过800多例的临床实验,有效率高达50%。正是癌症很高的致死率,让人们对“科利毒素”有很大的兴趣,曾有100多种科技出版物描述了“科利毒素”神奇的功能。但“科利毒素”作用的机理是什么?它为何能治癌,至今的医学理论仍不能进行合理的解释。目前,全世界许多医生都参加精制提纯和重新实验“科利毒素”的研究。

当人类进入20世纪后,癌症越发引起人们的关注。医学家和医生们从各个角度对癌症进行全面的研究,虽然还未能正式揭开癌症的庐山真面目,但人们已经从病毒学、遗传学、药理学和细胞学四个方面对癌魔进行了夹击,在这场并不“知彼”的“战役”中,围剿的力度很大,取得的成绩也引人注目,但是还未能彻底胜利。

从病毒学的角度研究癌症,是有悠久的历史的,“科利毒素”就是最显著的代表。

菲比格

诺贝尔奖史上,由于诺贝尔奖评审委员会对评审对象成就的认定都是非常小心的,所以发生把奖授予了不该授予的人的“乌龙事件”并不多,但1926年把诺贝尔生理学或医学奖授予丹麦病理学家菲比格[13],却被大多数人认为是一件乌龙事件。菲比格能获奖的原因是“发现鼠癌”。菲比格在进行大白鼠结核感染实验过程中,发现有的大白鼠的胃里有癌细胞,菲比格对它进行解剖,发现这些肿瘤内有螺旋体癌病菌,菲比格将其命名为“癌虫”。随后,菲比格宣称,通过实验将“癌虫”注射到健康老鼠身上,老鼠立刻生长出癌。1913年菲比格发表了自己的研究成果。由于菲比格是接受过德国微生物学家科赫[14]和贝林[15]指导过的高材生,所以他的研究成果很快就被当时的医学界所认可。而最重要的是,菲比格的好友汉斯肯[16]是瑞典科学院院士,并从1900年开始一直在瑞典斯德哥尔摩的卡罗林斯卡医学院工作,卡罗林斯卡医学院就有一个每年负责评审和颁发诺贝尔生理学或医学奖的委员会。有了这位好友老兄为代表的科学家的赏识,想不获奖也难!这些欣赏菲比格的学者不遗余力地向诺贝尔评委会推荐这一具有重大意义的发现。因此,菲比格被授予1926年的诺贝尔生理学或医学奖。这件事非常容易引起人们怀疑,因为很多微生物学家都进行了菲比格的实验后,都没有成功,即菲比格的实验是不可重复的,这是实验研究最不能被别人所承认的致命理由。此外,病理学家也不认同菲比格所谓的鼠癌。1935年,英国医生帕斯[17]等通过实验证明,正常膳食的小鼠不会患胃癌。1952年,研究者们发现,小鼠在缺乏维生素A和感染病毒的同时,就会出现类似肿瘤的胃内乳头增生。这样,人们就非常怀疑,当时菲比格做实验的老鼠就是因为长期缺乏维生素A而造成的类似肿瘤物,而不是菲比格所说的线虫致癌。这样,有人认为菲比格的诺贝尔奖应该被取消,但也有人认为菲比格的研究显示了外在因子能够诱导癌症的发生,对后继癌症的研究非常有启发意义。

劳斯

但怀疑归怀疑,微生物能致癌的想法并非菲比格首创。1909年,美国纽约长岛的一位农场主带着一只左胸肌上长了肿瘤的珍贵鸡种,来请洛克菲勒医学研究所的病毒学家劳斯[18]给他的鸡治病。劳斯切除了鸡胸上的肌肉瘤后,病鸡很快死了。劳斯将肿瘤细胞裂解后的提取物过滤,并把取得的滤液注射到正常小鼠体内,发现小鼠也会引发肉瘤。其后,劳斯对肌肉瘤切片进行更深入的研究,发现了后来被称为“劳斯肌肉病毒”(Rous sarcoma virus,简称RSV)的一种致癌病毒。1911年1月21日,劳斯发表了一份报告,认为癌性肿瘤是病毒所导致的。这样,劳斯是被公认为人类发现病毒致癌的第一人。但是,鉴于还没有证据表明,癌症对人或动物有传染性,劳斯的研究成果迟迟未能获得诺贝尔生理学或医学奖。许多人猜测,劳斯之所以迟迟不能获奖,是因为有菲比格的教训在先,毕竟菲比格的获奖引来了人们对1926年诺贝尔生理学或医学奖的不满。直到1966年,已经87岁高龄的劳斯才获得当年的诺贝尔生理学或医学奖,这已经是距离劳斯发现致癌病毒55年之后的事了。

劳斯之所以能获奖,与许多其他微生物学家在这个领域的工作和取得的成绩是分不开的。1933年,同样在洛克菲勒医学研究所工作的病毒学家肖普[19]发现,野兔的乳头瘤是由一种病毒引起的。1936年,美国杰克逊实验室的癌症生物学家比特纳[20]也发现,导致一种小鼠产生乳腺癌的是乳汁中含有的一种病毒。在第二次世界大战期间,波兰裔犹太病毒学家格罗斯[21]为逃避纳粹的迫害来到美国,期间他研究发现,若将从小鼠白血病细胞中分离出的一种病毒注入到正常的小鼠体内,正常小鼠也会引起白血病,从而发现了鼠白血病病毒可以引起癌症。

格罗斯(左)和肖普(右)

斯图尔特(左)和艾迪(右)

在格罗斯研究的基础上,1958年,美国病毒肿瘤学研究员斯图尔特和艾迪[22]合作,分离出一种多瘤病毒(Polyomaviridae),将它们注射到肝脏肾脏肾上腺等腺体组织就可以引发肿瘤。她们通过进一步实验,证实了多瘤病毒有致癌作用。

宫颈癌一直是妇女除乳腺癌外发病率最高的癌症,成为广大妇女健康的梦魇。早在19世纪,人们发现,妓女的宫颈癌的发病率比较高,于是推测,这可能是因为妓女经常患上各种性传染病的关系,所以把宫颈癌与传染病联系起来。到20世纪80年代,人类终于攻进了宫颈癌的老巢,但要占据这个老巢并夺取全面胜利,那还有相当长的一段路。德国病毒学家豪森[23]发现,引起宫颈癌的关键因素是人乳头状瘤病毒(HPV)。他的这项发现与其他两位美国科学家分享了2008年诺贝尔生理学或医学奖[24]。豪森发现,人类乳头状瘤病毒可能在肿瘤中以一种不活跃的状态存在,如果进行病毒DNA的特定检测,可以查到这种病毒。所以,豪森花了约10年的时间来寻找不同类型的人乳头状瘤病毒,这种工作最大的困难是人乳头状瘤病毒DNA只有部分进入基因组。1983年,豪森发现了导致肿瘤的人乳头状瘤病毒属于一个异种病毒家族,并不是所有的人乳头状瘤病毒都可以引发癌症,只有一种特定的类型才可以,这种致癌的病毒就是HPV16型病毒。1984年,豪森从患宫颈癌的病人组织切片中克隆了HPV16和18型病毒,并进行了DNA测序。在进一步的研究过程中,豪森发现,全世界宫颈癌病例中,约70%由这2种亚型病毒引起。

多瘤病毒

豪森

豪森的发现,使癌症机理的“病毒说”被部分地证实了,当然最重要的还是部分解决了宫颈癌的问题,从而为2006年能研发出能针对人乳头状瘤病毒的预防疫苗奠定了基础。宫颈癌疫苗的保护率超过95%,不但效率高,还能降低进行手术给家庭、社会和国家带来的负担。

癌症的遗传学研究,与遗传学的发展息息相关。自1775年波特发现烟囱煤烟最有可能是阴囊癌的诱因后,1914年,日本东京大学的教授山极胜三郎和市川厚一[25]受到启发,通过实验发现,用沥青长期涂在兔耳两侧也会引起兔子皮肤癌。《大英百科全书》把山极胜三郎和市川厚一的发现作为癌症研究的里程碑,但这两位科学家的名气较小,未能进入诺贝尔评审委员会的“法眼”。此后,科学家从煤焦油中分离出可诱发皮肤癌的多种多环芳烃五环化合物“苯芘(bǐ)”,发现了吸烟和X射线等强辐射射线可致癌等。人们逐渐认识到,癌症是由物理、化学和生物等多种因素引起的一种由细胞变异而发生的疾病。这样,癌细胞的变异就与美国著名遗传学家摩尔根的学生穆勒发现的“突变”结合起来。(穆勒在摩尔根自然突变的基础上,用X射线照射果蝇,果蝇的突变率大大提高。)基于实验,穆勒认为,肿瘤就是细胞基因结构发生改变而引起的疾病。穆勒因为人工诱变的研究获得1946年的诺贝尔生理学或医学奖。其后,DNA双螺旋结构模型被发现了,基因突变学说就深入到了微观分子水平。20世纪60年代,意大利裔美籍病毒学家杜尔贝科[26]通过研究发现,将癌症病毒的DNA片段注入到正常细胞的DNA中,正常细胞会转变为癌细胞。遗传学家特明和巴尔的摩[27]又分别独立进行了实验,他们发现RNA病毒通过逆转录酶将RNA致癌病毒变为DNA,再整合到正常细胞的DNA中导致癌变。杜尔贝科、特明和巴尔的摩三人由于在病毒致癌机制上的分子生物学发现,共同获得了1975年的诺贝尔生理学或医学奖。

杜尔贝科 特明 巴尔的摩

反转录病毒将RNA反转录成DNA的酶。反转录后的DNA整合到宿主细胞的染色体上,随着细胞的复制,拷贝数增加,但不破坏宿主细胞

但还有一个令人无法解释的现象,就是有科学家将由病毒诱发的肾癌细胞核移植到去除细胞核但被激活的正常蛙卵细胞内,结果该细胞不但不发生癌变,反而能发育成正常的蝌蚪。基于以上的事实,1969年,美国病毒学家休伯纳和托达罗[28]提出了“癌基因学说”。他们认为,癌基因是细胞在亿万年的生命进化过程中,由病毒感染进入正常细胞基因组并处于抑制状态的基因,这种基因在受到致癌因素诱发后才会表达,从而导致细胞癌变。这个观点并未得到科学家们的一致认同,1971年,特明通过研究指出,癌基因也可由正常细胞基因(原癌基因)通过体细胞的突变和遗传而产生。但不管如何,“癌基因学说”的提出,给科学家们研究遗传与癌症的关系“打了鸡血”,许多科学家纷纷投入到这个研究领域,研究成果也精彩纷呈。1970年,美国加州大学伯克利分校的马丁[29]找到癌基因,并将它命名为致癌基因(Src)。美国南加州大学的沃格特[30]则进一步证明,将呼吸道合胞病毒(respiratory syncytial virus)中这个基因除去,丝毫不会影响病毒的复制,只是失去致癌作用。美国微生物学家毕晓普和瓦尔默斯[31]依据呼吸道合胞病毒的Src的核苷酸序列,设计了一小段DNA作为探针,用分子杂交的方法在鸡细胞的DNA中寻找Src。经过多次实验后,证实了正常细胞中存在与Src高度一致的原癌基因(C-Src)。当1976年两人的研究报告发表后,引发了全世界科学家对原癌基因研究的兴趣。最终,科学家研究发现,原癌基因在其他动物中也普遍存在,它是细胞本来就存在的正常基因,只有当其结构遭到破坏时才会转变成致癌基因。毕晓普和瓦尔默斯也因为发现了原癌基因,共同获得了1989年的诺贝尔生理学或医学奖。

哈特韦尔 纳斯 亨特

正常基因是怎么变成致癌基因的?我们知道,基因控制性状表现是通过控制蛋白质合成来实现的,也就是说,正常基因变成致癌基因,相应的蛋白质的合成是关键。早在20世纪60年代末,美国科学家哈特韦尔[32]采用遗传学方法,在不同温度条件下培养芽殖酵母时,发现了控制细胞周期的一类特异基因,其中一个叫“启动器”(start)的基因对控制每个细胞周期的初始阶段具有主要作用。哈特韦尔还引入了一个“检验点”(checkpoint)的概念,对于理解细胞周期很有帮助。英国遗传学家纳斯[33]以裂殖酵母为实验材料,发现了控制细胞周期起关键作用的基因所控制的关键物质,即细胞周期蛋白依赖激酶(CDK蛋白)。20世纪80年代早期,英国分子生理学家亨特[34]以海胆为实验材料,发现了两种蛋白质的含量随细胞分裂的进程而发生变化,从而发现了调控细胞周期的细胞周期蛋白(cyclin),它对CDK蛋白起到重要的调节作用。这两种蛋白质对细胞周期进行调控,对预测、诊断、控制和逆转细胞癌变具有重大意义,相当于为癌症治疗研究开创了新方向。所以这三位科学家分享了2001年诺贝尔生理学或医学奖。

人类对癌症的医药学方向的研究,也有悠久的历史。进入20世纪后,这方面也有很大的进展。20世纪30年代,因为发现维生素K及其结构与生理作用而获得1943年诺贝尔生理学或医学奖的美国科学家多伊西[35]等人,从孕妇的尿液中成功提取了雌素酮。不久有人将雌素酮注入雄鼠体内,引发雄鼠产生了乳腺癌。美国生理学家哈金斯[36]由此想到,可以用性激素来治疗前列腺癌。1938年,哈金斯首次合成了己烯雌酚,并尝试用于治疗癌症。1941年,哈金斯给狗注射了己烯雌酚,发现对前列腺癌具有明显的抑制作用,由此开创了治疗癌症的“激素疗法”。为此,哈金斯与劳斯分享了1966年的诺贝尔生理学或医学奖。此后的1971年,科学家沙利和吉耶曼分别从猪和羊的下丘脑中提取到促性腺激素释放激素,并阐明了该激素的作用。他们和美国女医学物理学家耶洛[37]分享了1977年的诺贝尔生理学或医学奖。此后,人工合成促性腺激素释放激素就被用于治疗前列腺癌。

埃利恩(左)和希青斯(右)

此外,在研究医药学治疗癌症方面,科学家埃利恩[38]的贡献不容忽视。1991年,埃利恩成为第一位被列入美国发明家名人堂的女性。由于从小目睹祖父受癌症折磨的惨状,埃利恩立志去攻克这个世纪难题。1941年,埃利恩获得理学硕士学位后,做了几年食品化学分析师和中学化学教师的工作。1944年,埃利恩来到北卡罗来纳的Wellcome公司从事实验研究工作,并与该实验室的医生希青斯[39]合作研究抗癌药物,他们把研究的重点放在组成核酸的核苷酸的合成途径上。1948年,他们发现了二氨基嘌呤,它是一种腺嘌呤的拮抗剂,对治疗白血病有疗效,但很快又因为其很强的毒副作用而停用。他们继续研究后,又分别在1950年和1951年发现了抗癌药物硫鸟嘌呤和6-巯(qiú)基嘌呤。经过严格的测试,6-巯基嘌呤对甲氨蝶呤产生耐受性的白血病患者有显著疗效。为此,埃利恩、希青斯与英国药理学家布莱克[40]分享了1988年的诺贝尔生理学或医学奖。

瓦尔堡

癌细胞是长在上皮组织上的恶性肿瘤细胞,它会不断地增殖,转移并侵犯新组织,所以癌症是一种细胞性疾病中最顽固的疾病。德国生理学家瓦尔堡[41]早在1931年就因为“发现呼吸酶的性质及作用方式”而获得诺贝尔生理学或医学奖。而早在1922年,瓦尔堡在研究癌细胞的代谢时发现了“瓦氏效应”:癌细胞的生长速度远大于正常细胞,这主要的原因来自于癌细胞能量的来源与正常细胞的差别,癌细胞会偏向使用糖解作用,而正常细胞是利用有氧循环,所以癌细胞使用粒线体的方式与正常细胞会有所不同,不管是在有氧或缺氧的条件下,癌细胞都会利用葡萄糖产生大量乳酸。“瓦氏效应”引起研究者的好奇,人们想,是否借助于有氧循环来切断癌细胞的能量供应以阻止癌细胞的生长?这正是抗癌的一种研究方向。所以,研究者们把粒线体、调控有氧循环与糖解作用间的过程等一直作为癌症研究的重要问题。鉴于在癌症研究方面取得的贡献,瓦尔堡也曾再次成为诺贝尔奖的候选人,但由于当时的德国在纳粹统治之下,德国人被禁止去接受诺贝尔奖,因此瓦尔堡也失去了第二次获奖的机会。

当正常细胞发生无法修复的损伤时,会进行细胞凋亡(图A),但癌细胞并不受到控制,反而持续进行生长复制

端粒与端粒酶

正常细胞的分裂会受到遗传物质的控制,而癌变体现出来的癌细胞在不断地恶性增殖,癌细胞就好像脱缰的野马,这种增殖速度惊人,从而耗尽患者的营养。所以科学家为了治疗癌症,一直在寻找与细胞分裂有关的核酸和蛋白质的作用机制。20世纪20年代,美国著名细胞遗传学家麦克林托克[42]和摩尔根的学生穆勒等人发现,染色体末端有一种特殊的结构,这种结构影响染色体正确的复制功能,穆勒把这种结构称为“端粒”(telomere)。

1978年,女科学家布莱克本[43]等在研究四膜虫的基础上发现,端粒的DNA是由一系列重复序列组成并与相关蛋白质共同构成了真核生物染色体的“末端保护帽”。1984年,美国科学家绍斯塔克[44]在与布莱克本合作中发现,端粒中有一段特殊的DNA序列,它能保护染色体免于退化。布莱克本的博士生格雷德[45]进一步发现,存在一种参与端粒DNA复制的逆转录酶叫端粒酶。三位科学的发现其实告诉我们,端粒是细胞内染色体末端的“保护帽”,它能保护染色体,而端粒酶在端粒受损时能够恢复其长度。伴随着人的成长,端粒会逐渐受到“磨损”,使人患疾病,影响寿命。简单地说,端粒变短,细胞就老化;相反,如果端粒酶活性很高,端粒的长度就能得到保持,细胞的老化就被延缓。而如果端粒酶被异常激活,这就是细胞癌变的重要环节,所以端粒酶的活性成为诊断癌症的重要标志之一。同样,抑制端粒酶的活性是治疗癌症的新途径。因为“发现端粒和端粒酶如何保护染色体”,布莱克本、格雷德和绍斯塔克分享了2009年的诺贝尔生理学或医学奖。

端粒长度与细胞分裂次数有关(细胞每分裂一次,端粒就短一截)

此外,通过细胞学寻找治疗癌症,科学家还尝试寻找诱导分化细胞逆转为多功能细胞的方法。2007年,日本科学家山中伸弥[46]带领研究团队对小鼠进行实验,成功地找到了诱导人体表皮细胞成为胚胎干细胞的方法。在山中伸弥研究团队进行的121只实验小鼠中,有20%产生了肿瘤,从此打破了人们一直认为细胞分化后不可逆转的认识。山中伸弥的研究成果,对癌症的研究有重要意义,即可以应用多功能干细胞的形成方法,在培养皿里研究癌症的发生,从而筛选治疗药物或对药物的毒性进行检测,为抗癌研究开辟了新道路。2012年,山中伸弥与英国生物学家格登[47]分享了2012年的诺贝尔生理学或医学奖。

人类在揭示癌症形成机理的过程中,也让我们全面了解了生命的奥秘,从而能从多方面多渠道去攻克癌症。从目前医学发展水平看,人类还未到穷尽癌症机理的地步,也未找到攻克癌症有效的治疗手段。但我们相信,我们走在这条攻克癌魔道路上已经很久了,前方不远处正是我们胜利的终点,我们期望着那一天尽快到来。(www.xing528.com)

【注释】

[1]威赫姆·法布里(Wilhelm Fabry,1560~1634)是“德国手术之父”,外科医生。

[2]法兰柯斯·希维斯(Franciscus Sylvius,1614~1672)是荷兰医生、化学家、生理学家和解剖学家。

[3]尼可雷斯·托普(Nicolaes Tulp,1593~1674)是荷兰外科医生,曾担任过阿姆斯特丹市市长。

[4]亚历山德·蒙罗(Alexander Monro,1773~1859)是英国解剖学家和医学教育家。

[5]约翰·希尔(John Hill,1714~1775)是英国药理学、植物学家、医生、企业家、地质学家、记者、小说家,几乎“无所不能”的人物。

[6]鼻烟是发酵烟叶粉末调香而成,以鼻吸用的无烟烟草制品。

[7]帕西瓦尔·波特(Percivall Pott,1714~1788)是英国医生,骨科的创始人。

[8]鲁道夫·魏尔啸(Rudolf V rchow,1821~1902)是德国医生、人类学、病理学家、生物学家、作家、编辑和政治家,以提升公共卫生而闻名,被称为“现代病理之父”。

[9]奥克塔夫·特里伦(octave Terrillon,1844~1895)是法国医生。

[10]威廉·斯图尔特·霍尔斯特德(William Stewart Halsted,1852~1922)是美国外科医生。

[11]另外三位创始教授分别是加拿大医生威廉奥斯勒(William Osler,1849~1919)男性妇科教授霍华德凯利(Howard AtwoodKelly,1858~1943)、院长和病理学教授威廉·韦尔奇(William Henry Welch,1850~1934)。

[12]威廉·科利(William Coley,1862~1936)是美国外科肿瘤学家。

[13]约翰尼斯·菲比格(Johannes Fibiger,1867~1928)是丹麦病理学家。

[14]罗伯特·科赫(Robert Koch,1843~1910)是德国微生物学家,现代细菌学的创始人。

[15]埃米尔·冯·贝林(Emil von Behring,1854~1917)是德国生理学家,因“对血清疗法的研究,特别是在治疗白喉应用上的贡献,由此开辟了医学领域研究的新途径,也因此使得医生手中有了对抗疾病和死亡的有力武器”而获得1901年诺贝尔生理学或医学奖。

[16]所罗门·埃伯哈德·汉斯肯(Salomon Eberhard Henschen,1847~1930)是瑞典神经病学家。

[17]理查德·道格拉斯·帕斯(Richard Douglas Passey,生卒年不详)是英国医生。

[18]弗朗西斯·佩顿·劳斯(Francis Peyton Rous,1879~1970)是美国病毒学家。

[19]理查德·埃德温·肖普(Richard Edwin Shope,1901~1966)是美国病毒学家,是发现人类病毒的第一人。

[20]约瑟夫·比特纳(John Joseph Bittner,1904~1961)是遗传学家和癌症生物学家。

[21]路德维克·格罗斯(Ludwik Gross,1904~1999)是波兰裔犹太病毒学家。

[22]莎拉·斯图尔特(Sarah Elizabeth Stewart,1905~1976)是美国病毒肿瘤学研究员。伯妮斯·艾迪(Bernice Eddy,1903~1989)是美国病毒学家。

[23]哈拉尔德·楚尔·豪森(Harald zur Hausen,1936~)是德国病毒学家。

[24]可参阅本书《是谁发现了艾滋病病毒》一文。

[25]山极胜三郎(1863~1930)是日本癌病理学家。市川厚一(1888~1948)是日本兽医病理学家。

[26]雷纳托·杜尔贝科(Renato Dulbecco,1914~2012)是意大利裔美籍病毒学家。

[27]霍华德·马丁·特明(Howard Martin Temin,1934~1994)是美国遗传学家和病毒学家。戴维·巴尔的摩(David Baltimore,1938~)是美国生物学家。

[28]罗伯特·休伯纳(Robert Joseph Huebner,1914~1998)美国国家癌症研究中心的医生和病毒学家。乔治·托达罗(George Todaro,1936~)是美国医生。

[29]斯蒂夫·马丁(Steve Martin,生卒年不详)是美国加州大学伯克利分校博士。

[30]彼得·沃格特(Peter K.Vogt,1932~)是美国分子生物学家、病毒学家和遗传学家。

[31]约翰·迈克尔·毕晓普(John Michael Bishop,1936~)是美国免疫学家和微生物学家。哈罗德·艾略特·瓦尔默斯(Harold Eliot Varmus,1939~)美国微生物学家,是美国国家癌症研究所第14任主任。

[32]利兰·哈里森·哈特韦尔(Leland Harrison Hartwell,1939~)是美国科学家。

[33]保罗·纳斯(Paul Nurse,1949~)是英国遗传学家,曾担任过英国皇家学会主席。

[34]蒂姆·亨特(Timothy Hunt,1943~)是英国生物化学家和分子生理学家。

[35]爱德华·阿德尔伯特·多伊西(Edward Adelbert Doisy,1893~1986)是美国生物化学家。

[36]查尔斯·布伦顿·哈金斯(Charles Brenton Huggins,1901~1997)是出生于加拿大的美国生理学家、医生。

[37]安德鲁·沙利(Andrew Schally,1926~)波兰犹太裔美国籍内分泌学家。罗歇·吉耶曼(Roger Guilemin,1924~)法国裔美国科学家。罗莎琳·萨斯曼·耶洛(Rosalyn Susaman Yalow,1921~2011)美国女医学物理学家。

[38]格特鲁德·埃利恩(Gertrude Belle Elion,1918~1999)是美国女生物化学家和药理学家。

[39]乔治·赫伯特·希青斯(George Herbert Hitchings,1905~1998)是美国医生。

[40]詹姆斯·布莱克(Black James,1924~2010)是英国药理学家。

[41]奥托·海因里希·瓦尔堡(Otto Heinrich Warburg,1883~1970)是德国生理学家和医学家,是20世纪最著名的生物化学家之一,一生中被诺贝尔奖提名47次。

[42]芭芭拉·麦克林托克(Barbara McClintock,1902~1992)是美国著名细胞遗传学家,1983年获得诺贝尔生理学或医学奖。

[43]伊丽莎白·布莱克本(Elizabeth Blackbum,1948~)是拥有澳大利亚和美国双重国籍的女科学家。

[44]杰克·绍斯塔克(Jack Szostak,1952~)是美国科学家。

[45]卡罗尔·格雷德(Carol Greider,1961~)是美国女分子生物学家,约翰霍普金斯大学分子生物学和遗传学主任。

[46]山中伸弥(ShiyaYamanaka,1962~)是日本科学家,著名的诱导多功能干细胞的创始人之一。

[47]约翰·伯特兰·格登(John Bertand Gurdon,1933~)是英国发育生物学家,是细胞核移植和克隆的专家。

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