The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2020/2020年诺贝尔生理学或医学奖

zhangyi 提交于 周二, 10/06/2020 - 21:17

The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2020/2020年诺贝尔生理学或医学奖

Summary/概要

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哈维·J·艾特,迈克尔·霍顿和查尔斯·赖斯因发现丙型肝炎病毒而共同获得了2020年诺贝尔生理学或医学奖。

 Prize announcement/获奖公告

2020年10月5日,诺贝尔大会秘书长和诺贝尔生理学或医学委员会秘书长Thomas Perlmann教授宣布2020年诺贝尔生理学或医学奖。

Interview about the awarded work/获奖作品访谈

Press Release/新闻发布

新闻发布:2020年诺贝尔生理学或医学奖

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新闻发布

2020-10-05

卡罗林斯卡学院诺贝尔奖

今天决定颁奖

2020年诺贝尔生理学或医学奖

共同

Harvey J. Alter,Michael Houghton和Charles M. Rice

用于发现丙型肝炎病毒

概要

今年的诺贝尔奖授予了三位科学家,他们在与血源性肝炎的斗争中做出了决定性的贡献。血源性肝炎是导致世界各地人们肝硬化和肝癌的主要全球性健康问题。

Harvey J. Alter,Michael Houghton和Charles M. Rice做出了开创性发现,从而鉴定出一种新型病毒,即丙型肝炎病毒。在开展工作之前,发现甲型和乙型肝炎病毒是向前迈出的关键步骤,但大多数血源性肝炎病例仍无法解释。丙型肝炎病毒的发现揭示了剩余的慢性肝炎病例的病因,并使血液检测和新药成为可能,挽救了数百万人的生命。

肝炎–对人类健康的全球威胁

肝炎或肝炎,是希腊语中“肝和炎症”的组合词,主要是由病毒感染引起的,尽管酗酒,环境毒素和自身免疫性疾病也是重要的原因。在1940年代,很明显有两种主要类型的传染性肝炎。第一种称为甲型肝炎,是通过污水或食物传播的,通常对患者几乎没有长期影响。第二种是通过血液和体液传播的,它代表着更为严重的威胁,因为它会导致慢性疾病,并发展为肝硬化和肝癌(图1)。)。这种形式的肝炎是隐性的,因为否则健康个体可以在严重并发症出现之前静默感染多年。血源性肝炎与高发病率和高死亡率相关,每年在世界范围内造成超过一百万的死亡,因此使其成为与HIV感染和结核病相当的全球性健康问题。

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图1肝炎有两种主要形式。一种形式是由甲型肝炎病毒引起的急性疾病,这种病毒是由受污染的水或食物传播的。另一种形式是由乙型肝炎病毒或丙型肝炎病毒引起的(今年的诺贝尔奖)。这种形式的血源性肝炎通常是一种慢性疾病,可能会发展为肝硬化和肝细胞癌。

未知的传染源

成功干预传染病的关键是确定病原体。1960年代,Baruch Blumberg确定一种形式的血源性肝炎是由一种被称为乙型肝炎病毒的病毒引起的,这一发现导致了诊断测试和有效疫苗的发展。由于这一发现,布伦伯格被授予1976年诺贝尔生理学或医学奖。

当时,美国国立卫生研究院的Harvey J. Alter研究了接受输血的患者中肝炎的发生情况。尽管对新发现的乙型肝炎病毒进行的血液检查减少了与输血有关的肝炎的病例数,但Alter及其同事令人担忧地证明仍有大量病例存在。大约在这段时间也进行了甲型肝炎病毒感染的检测,很明显,甲型肝炎不是这些原因不明的原因。

令人担忧的是,大量输血者由于未知的传染原而患上了慢性肝炎。Alter和他的同事表明,这些肝炎患者的血液可以将疾病传播给黑猩猩,这是人类之外唯一的易感宿主。随后的研究还表明,未知的传染原具有病毒的特征。Alter的方法研究以这种方式定义了一种新型的,独特形式的慢性病毒性肝炎。这种神秘的疾病被称为“非甲,非乙”肝炎。

丙型肝炎病毒的鉴定

现在,鉴定新型病毒是当务之急。尽管使用了所有传统的病毒搜寻技术,但尽管如此,病毒仍无法隔离已有十多年的历史。在Chiron制药公司工作的Michael Houghton进行了分离病毒遗传序列所需的艰巨工作。霍顿和他的同事们从感染黑猩猩血液中发现的核酸中提取了DNA片段。这些片段大部分来自黑猩猩本身的基因组,但研究人员预测,其中一些片段将来自未知病毒。假设从肝炎患者的血液中会存在针对该病毒的抗体,研究人员使用患者的血清来鉴定克隆的编码病毒蛋白的病毒DNA片段。经过全面搜索,发现了一个阳性克隆。进一步的工作表明,该克隆来源于一种新型RNA病毒,属于黄病毒家族,它被命名为丙型肝炎病毒。慢性肝炎患者中抗体的存在强烈暗示了这种病毒是缺少的因素。

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图2本年度诺贝尔奖授予的发现摘要。Harvey J. Alter进行的输血相关性肝炎的方法学研究表明,未知病毒是导致慢性肝炎的常见原因。迈克尔·霍顿(Michael Houghton)使用未经测试的策略来分离名为丙型肝炎病毒的新病毒的基因组。查尔斯·赖斯(Charles M. Rice)提供了最后证据,证明仅丙型肝炎病毒即可引起肝炎。

丙型肝炎病毒的发现具有决定性意义。但是,这个难题的一个基本要素却没有得到解决:仅病毒本身就能引起肝炎吗?为了回答这个问题,科学家不得不研究克隆的病毒是否能够复制并引起疾病。圣路易斯华盛顿大学的研究员查尔斯·赖斯(Charles M. Rice)以及其他从事RNA病毒研究的小组指出,丙型肝炎病毒基因组末端一个先前未知的区域,他们怀疑这可能对病毒复制很重要。赖斯还观察到分离出的病毒样本中的遗传变异,并假设其中一些可能会阻碍病毒复制。通过基因工程,赖斯产生了丙型肝炎病毒的RNA变异体,其中包括病毒基因组的新定义区域,并且没有失活的遗传变异。当将该RNA注射到黑猩猩的肝脏中时,在血液中检测到病毒,并观察到与慢性病患者相似的病理变化。这是仅丙型肝炎病毒可能导致无法解释的输血介导的肝炎病例的最终证据。

这一获得诺贝尔奖的发现的意义

诺贝尔奖获得者发现丙型肝炎病毒是正在进行的与病毒性疾病斗争的里程碑式成就(图2)。由于他们的发现,现在可以对该病毒进行高度敏感的血液检查,并且这些检查基本上已经消除了世界许多地方的输血后肝炎,从而大大改善了全球健康状况。他们的发现还使针对丙型肝炎的抗病毒药物得以快速发展。历史上首次可以治愈该病,这为从世界人口中根除丙型肝炎病毒带来了希望。为了实现这一目标,将需要国际努力以促进血液测试和在全球范围内提供抗病毒药物(图3)。

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图3三位诺贝尔奖获得者的发现允许设计敏感的血液测试,从而消除了世界上大部分地区通过输血传播的肝炎的风险。这一突破也使开发可以治愈该疾病的抗病毒药物成为可能。丙型肝炎仍然是全球主要的健康问题,但是现在存在消除这种疾病的机会。

 Key publications/关键出版物

Alter HJ,Holland PV,Purcell RH,Lander JJ,Feinstone SM,Morrow AG,Schmidt PJ。排除商业和乙型肝炎抗原阳性供体后的输血后肝炎。安实习生1972年;77:691-699。

Feinstone SM,Kapikian AZ,Purcell RH,Alter HJ和Holland PV。与输血相关的肝炎不是由于A型或B型病毒性肝炎引起的。N Engl J Med1975年;292:767-770。

Alter HJ,Holland PV,Morrow AG,Purcell RH,Feinstone SM,Moritsugu Y.与输血相关的肝炎的临床和血清学分析。柳叶刀1975年;2:838-841。

Alter HJ,Purcell RH,Holland PV,PopperH。非甲非乙型肝炎的可传播药物。柳叶刀。1978年;1:459-463。

Choo QL,Kou G,Weiner AJ,Overby LR,Bradley DW,HoughtonM分离源自血源性非A,非B病毒性肝炎基因组的cDNA克隆。科学1989年;244:359-362。

Kuo G.,Choo QL,Alter HJ,Gitnick GL,Redeker AG,Purcell RH,Miyamura T,Dienstag JL,Alter CE,Stevens CE,Tegtmeier GE,Bonino F,Colombo M,Lee WS,Kuo C.,Berger K, Shuster JR,Overby LR,Bradley DW,HoughtonM一种针对人非甲非乙型肝炎主要病原性病毒的循环抗体的测定方法。科学。1989年;244:362-364。

Kolykhalov AA,Agapov EV,Blight KJ,Mihalik K,Feinstone SM,Rice CM通过肝内接种转录的RNA传播丙型肝炎。科学1997; 277:570-574。

 

Harvey J. Alter于1935年出生于纽约。他在罗切斯特大学医学院获得医学学位,并在斯特朗纪念医院和西雅图大学医院接受内科医学培训。1961年,他加入国立卫生研究院(NIH),担任临床助理。他在乔治敦大学(Georgetown University)工作了几年,然后于1969年返回NIH,加入临床中心输血医学系担任高级研究员。

迈克尔·霍顿Michael Houghton)出生于英国。他于1977年从伦敦国王学院获得博士学位。他于1982年加入GD Searle&Company,之后于1982年移至加利福尼亚州埃默里维尔的Chiron公司。他于2010年移居艾伯塔大学,目前是加拿大病毒学卓越研究主席,并在加拿大艾伯塔大学担任李嘉诚病毒学教授。他还是李嘉诚应用病毒学研究所所长。

查尔斯·赖斯Charles M. Rice)于1952年出生在萨克拉曼多。他于1981年在加州理工学院获得博士学位,并于1981年至1985年期间接受了博士后培训。他于1986年在圣路易斯华盛顿大学医学院成立了研究小组,并于1995年成为正式教授。自2001年以来,他一直担任纽约洛克菲勒大学的教授。在2001年至2018年期间,他一直是洛克菲勒大学丙型肝炎研究中心的科学与执行主任,并一直活跃在该中心。

 

Advanced information/进阶资讯

科学背景:
丙型肝炎病毒的发现(pdf)
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丙型肝炎病毒的发现

2020年诺贝尔生理学或医学奖因发现丙型肝炎病毒而授予Harvey J.AlterMichael HoughtonCharles M.Rice肝炎,以希腊语中的肝脏和炎症的名字命名,是一种食欲不振,呕吐,疲劳和黄疸的疾病皮肤和眼睛发黄慢性肝炎会导致肝脏损害,并可能发展为肝硬化和肝癌。病毒感染是肝炎的主要原因,在威胁生命的并发症发生之前,某些形式的病毒感染会持续多年没有症状。直到1960年代,接触被感染者的血液一直是主要的健康危害,手术或多次输血后高达30%的慢性肝炎风险。通过发现乙型肝炎病毒(HBV)并通过测试最终消除受HBV污染的血液,只能部分降低这种风险。肝炎的一种更隐蔽的形式,其特征是在急性期症状非常轻微,并且发展为慢性肝损害和癌症的风险很高。工作阿尔特霍顿赖斯认为这种形式的肝炎是由黄病毒家族的一种RNA病毒(现在称为丙型肝炎病毒(HCV))引起的独特的临床实体。这项开创性的工作为开发筛选方法铺平了道路,该方法大大降低了从受污染的血液中感染肝炎的风险,并导致开发了有效的抗病毒药物,改善了数百万人的生活。

肝炎–对人类健康的严重威胁

关于肝炎的第一种描述可追溯到公元前400年,归因于希腊医生希波克拉底,后者被普遍认为是西药之父。他指出这种疾病的独特病程称为“流行性黄疸”,并写道:“肝脏中所含的胆汁充满痰液和血液,并开始爆发。喷发后,病人很快就狂欢起来,变得生气,胡说八道,像狗一样吠叫[1]。

今天,我们认识到肝炎可能是由影响肝功能和完整性的不同类型的损伤引起的。根据病因,该疾病可分为传染性,代谢性,缺血性,自身免疫性,遗传性或毒性肝炎,后者通常与酗酒有关。传染性肝炎可能是由五种不同类型的RNA或DNA病毒引起的,它们是全世界肝炎的最常见原因。

1947年,就在发现病原体之前,英国肝病专家根据其不同的临床病程和观察到的传播途径将传染性肝炎分为两种亚型:甲型肝炎和乙型肝炎[2]。如目前所知,“传染性流行性肝炎”是由Picornaviridae(甲型肝炎病毒,HAV)或Hepeviridae(戊型肝炎病毒,HEV)家族的RNA病毒引起的该病主要通过受污染的食物和水传播,潜伏期短,表现为通常会消退并具有终生免疫力的急性疾病。

血清肝炎”可能是由Hepadna家族的DNA病毒(乙型肝炎病毒,HBV),有或没有Deltaviridae家族的相关RNA病毒(D型肝炎病毒,HDV)或Flaviviridae家族的RNA病毒引起的(丙型肝炎病毒,HCV)(图1)。这种形式的肝炎通过与血液或其他体液接触而传播,并且潜伏期很长,在此期间,显然健康的个体可以传播该疾病。在很大一部分受影响的个体中,感染变为慢性感染,这可能导致肝衰竭和癌症。

病毒性肝炎的不同类型在很大程度上造成了全球肝病负担。根据世界卫生组织最新的《全球肝炎报告》,该报告年度,HAV感染在2015年引起了1.14亿例急性肝炎病例,而2.57亿人患有慢性HBV感染,7200万人患有慢性HCV感染。由于它们具有建立慢性感染的能力,HBV和HCV是发病率和死亡率的主要原因,2015年报告死亡134万人,比1990年增加63%,主要是由于HCV感染。死亡人数与结核病造成的死亡人数(2018年报告的死亡人数为150万人)相当,高于艾滋病造成的死亡人数(2019年的报告死亡人数为690,000例)[3]。

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图1丙型肝炎病毒的示意图。右上:包含RNA基因组和暴露在表面的病毒包膜糖蛋白E1和E2的病毒颗粒。下图:编码大蛋白的病毒基因组,该蛋白被切割成具有5'和3'末端非翻译区的多个结构和非结构蛋白。

这些病毒的发现有致肝炎是20的最具影响力的科学成就中世纪。他们的鉴定代表了里程碑式的成就,这些成就已经彻底改变了医学并大大改善了人类健康。随着新技术的发展,抗HAV和HBV的保护性疫苗现已广泛可用。HBV和HCV的发现以及有效的筛查程序的建立,实际上消除了世界许多地方通过血液制品传播的风险。由于开发了抗HCV的高效药物,人类历史上首次有可能预见这种病毒感染威胁将大大减少并有望很快消除的未来。

发现乙型肝炎病毒

在研究不同人群中人类疾病的易感性时,Baruch Blumberg在贝塞斯达(Bethesda)国立卫生研究院(NIH)工作的遗传学家,观察到多次输血的血友病患者的血清与澳大利亚原住民的血清之间存在异常反应;他以为自己已经发现了一种新的脂蛋白[4]。此后不久,他可能证明反复输血患者的血清检测到一种新抗原,他称之为“澳大利亚抗原”(Au)[5]。1967年,发生黄疸后,实验室技术人员偶然发现了针对Au抗原的抗体,这促使Blumberg建议Au抗原可能与病毒性肝炎有关。随后,他发现在输血后肝炎患者的血清中发现的Au抗原是病毒颗粒的一部分[6]。这使得能够开发针对该病毒的免疫学测试,并生产出首个针对HBV的疫苗。巴黎巴斯德研究所的皮埃尔·蒂奥莱斯(Pierre Tiollais)克隆病毒[7],为利用基因工程技术生产第一种高效重组蛋白疫苗铺平了道路。在发现乙肝病毒之前,“血清肝炎”是一种严重的健康威胁,其传播风险可能超过接受手术或接受血液制品污染的患者的30%[8]。血清学检测方法的发展,可以识别出显然健康的HBV携带者并排除了受感染的血液,从而导致血清肝炎发生率显着降低。为了发现HBV和开发第一代HBV疫苗,Baruch Blumberg被授予1976年诺贝尔生理学或医学奖。然而,尽管有这种发展,但仍有大量个体在输血后仍患有慢性肝炎,这是一个令人严重关注的问题。

发现非甲,非乙型肝炎

作为一名年轻医生,Harvey J. Alter与Baruch Blumberg合作,为发现Au抗原做出了重要贡献。然后,他搬到NIH血库,在他的整个职业生涯中,他继续进行输血后肝炎的调查。1970年代初期,在发现HBV的刺激下,几个研究小组开始研究献血者HBV感染与输血后肝炎发展之间的关系[9-13]。很快认识到,排除HBV抗体阳性献血者只能预防20%的输血后相关肝炎。因此,其余80%的病例似乎与HBV感染无关。这种新的“非B型”肝炎形式变得越来越普遍,并且在引起的临床表现上也有所不同。尽管与HBV相关的肝炎的潜伏期较长,并且常常表现出严重的急性症状,但“非B”血清型肝炎在急性期的潜伏期较短且症状较轻[9,10]。在Alter研究的患者中,一个人首先发展为轻度疾病,然后又是长期孵育的HBV相关肝炎[9]。他总结说,至少两种不同的病毒可能导致输血后肝炎。

发现甲型肝炎病毒后不久就放弃了最初的假设,即负责甲型肝炎的药物可能在某些条件下导致血清肝炎的方法。1973年,刚刚开发了免疫电子显微镜技术的两名NIH科学家Stephen Feinstone和Robert H. Purcell在小猿和从急性A型肝炎暴发的患者的粪便中发现了一种新的小核糖核酸病毒[14]。该病毒可以在组织培养物中生长,从而可以快速开展免疫学检测,以检测感染患者中的HAV特异性抗体,并在其后不久生产保护性疫苗。现在,Alter充分利用了他从非乙型肝炎患者那里收集的大量血清样品的优势,并与Feinstone,Purcell和其他人合作,他在1975年报告说,大部分非乙型肝炎病例不是由甲肝病毒或任何其他已知病毒引起的[15,16]。进一步的流行病学证据表明,造成原因不明的肝炎的推定药物在传播方面类似于HBV,但导致慢性感染的频率更高[17]。名称“非甲,非乙型肝炎(NANBH)的诞生[15],预计该名称将短暂存在。显然,引起NANBH的病原体是造成输血后肝炎病例惊人的原因,而且由于大多数被感染的携带者没有临床症状,这种情况令人恐惧。

在接下来的几年中,研究人员在表征NANBH的代理人方面未能取得重大进展。在没有对受污染的血液进行测试以及没有确定致病因素的工具的情况下,该病仍然对卫生工作者,需要血液制品的患者和静脉吸毒者构成严重危害。Alter和其他人在1970年代后期通过开发灵长类动物感染模型成功地克服了这些挑战。他们显示,来自急性或慢性NANBH患者的血清可将疾病传播给黑猩猩[18-20],这是唯一易受感染的非人类物种(图2)。该疾病动物模型的可获得性提供了鉴定与肝细胞感染相关的形态变化的手段,并提供了用经典病毒学方法表征传染原的可能性。通过确定包含该病毒的血浆库的感染力滴度,并对等分试样进行各种处理,Alter与Purcell一起确定推定的NANBH病毒含有必需脂质[21],这是所有被包膜病毒共有的特性,并且具有直径约30至60 nm [22]。Alter的开创性研究确定了由未知病毒传播的输血后肝炎的独特临床形式。对等分试样进行各种处理后,Alter与Purcell一起确定推定的NANBH病毒含有必需脂质[21],这是所有被包膜病毒共有的特性,直径约为30至60 nm [22]。Alter的开创性研究确定了由未知病毒传播的输血后肝炎的独特临床形式。对等分试样进行各种处理后,Alter与Purcell一起确定推定的NANBH病毒含有必需脂质[21],这是所有被包膜病毒共有的特性,直径约为30至60 nm [22]。Alter的开创性研究确定了由未知病毒传播的输血后肝炎的独特临床形式。

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图2从Alter等。Lancet 1978年。在接种了急性或慢性NANBH患者血清或血浆的五只黑猩猩中,对肝酶,丙氨酸氨基转移酶(ALT),天冬氨酸氨基转移酶(AST)和γ-谷氨酰转肽酶(GGTP)进行了连续测量。

一种新病毒

尽管取得了重大进展,但负责NANBH的病毒的身份仍然令人难以理解。使用所有允许发现和鉴定HAV和HBV的传统方法的不成功搜索将持续10年以上。奇隆公司(Chiron Corporation)的迈克尔·霍顿(Michael Houghton)于1982年使用分子方法,开始了对NANBH病毒的搜寻,该方法基于从受感染的黑猩猩分离的DNA片段(也称为互补DNA(cDNA)库)的筛选。最初的筛选仅鉴定出宿主的遗传物质。通过消除在未感染的对照肝脏中也发现的宿主序列来富集病毒序列的尝试也未成功。霍顿随后与Qui-Lim Choo和George Kuo合作,决定尝试一种新颖的免疫筛选方法。从分离自被NANBH感染的黑猩猩血浆中分离出的RNA中生成一个cDNA文库,并使用高效的λ噬菌体系统将其转移到细菌中。然后使用来自暴发性NANBH患者的血清研究病毒抗原的表达,推测其含有针对未知病毒的抗体。使用这种方法筛选一百万个细菌菌落导致鉴定出一个不包含黑猩猩或人类DNA序列的菌落。这是他们正在寻找的病毒信号[23]。该序列称为克隆5-1-1,与约10,000个核苷酸的RNA杂交。RNA编码一个大的开放阅读框(ORF),并与已知RNA病毒的基因组表现出远距离同源性。可以从RNA分子本身翻译蛋白质,表明该病毒具有正链RNA基因组。这使得该病毒被分类为丙型肝炎病毒(HCV),成为该病毒的新成员。黄病毒进一步的实验表明,新的病毒序列编码的蛋白与来自NANBH感染的黑猩猩的血清反应,但不与来自对照HAV或HBV感染的动物的血清反应(图3)。

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图3来自Choo等。1989年《科学》杂志。用具有代表性的黑猩猩感染NANBH,HBV或HAV的顺序血清样品进行免疫印迹,针对5-1-1 ORF编码的蛋白质进行探测。

鉴定出该病毒后,霍顿小组迅速开发了一种免疫检测方法,用于检测HCV特异性抗体,并在将疾病传播给十个不同受体的献血者中以及来自意大利意大利的NANBH患者中显示了这种抗体的存在。和美国[24]。这些发现建立了新发现的HCV感染与全球NANBH发生之间的牢固关系。

最终证明

Alter和Houghton的工作在NANBH和HCV感染之间建立了关键的联系。但是,它不是构成因果关系的明确证据,因为通过传染性血液传播来传播疾病并不能排除必需辅助因子的参与。为了最终证明病因,需要分离出一种能够重现该疾病临床特征的病毒,包括慢性肝损害和感染病毒在感染宿主血液中的持久性。朝着实现这一目标迈出的第一步是,在东京国立癌症中心研究所工作的Kunitada Shimotohno和在圣路易斯华盛顿大学工作的Charles Charles接连确定了一个保守的非编码区域在HCV RNA基因组的3'末端,他们推测它们可能在病毒复制中起重要作用[25-28]。赖斯构建了包含保守的3'区的病毒RNA基因组,将其注射到黑猩猩的肝脏中,寻找HCV复制的证据,但未能在血液中观察到新产生的病毒。然后,他采取了决定性的下一步。他知道RNA病毒复制容易出错,并且许多病毒序列带有失活突变,因此他设计了一套RNA基因组,既包含保守的3'区域,又包含一个共有序列,以排除潜在的失活突变。他将工程RNA注射到黑猩猩的肝脏中,这次实验成功了。建立了生产性感染,这些动物发展为肝炎的临床体征,并且在其血液中发现传染性病毒已有数月[29](图4)。此后不久,Jens Bukh [30]的实验室报道了类似工程改造的HCV RNA,也表明可以实现生产性感染。查尔斯·赖斯的工作提供了确凿的证据,证明丙肝病毒可引起肝炎,长期持续并刺激特异性抗体反应,这是人类感染的所有特征。

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图4来自Kolykhalov等。《科学》,1997年。每周在两只黑猩猩(分别在A和B中显示)接种了编码全长HCV共有序列的体外转录RNA,测量了HCV病毒血症和肝酶。

新的抗病毒治疗

今年的诺贝尔奖获得者对HCV的开创性发现为开发有效的抗病毒药物铺平了道路。赖斯产生的全长克隆虽然在灵长类动物中具有感染力,但其在细胞系中的复制能力却很差,从而在体外阻碍病毒生命周期的研究和候选抗病毒药物的测试。多亏德国海德堡大学的Ralph Bartenschlager的工作克服了这一障碍,他构建了第一个HCV亚基因组克隆,并在转染的肝癌细胞系中高效复制[31]。技术的进一步改进,以及无需分离适应性突变即可在细胞系中复制的病毒分离株的鉴定,导致了亚基因组复制子的产生,转染入肝癌细胞后可导致感染性病毒颗粒的分泌[32]。第二个障碍是由于HCV宿主谱非常有限–该病毒仅感染人类和黑猩猩–因此缺乏用于精确评估该疾病的病理和免疫学特征以及用于该病的临床前测试的小型动物模型。候选药物。当具有严重联合免疫缺陷(SCID)的T细胞和B细胞缺陷小鼠可以移植人肝细胞[33]并开发出其他模型时,已经取得了进展(综述[34])。

体外复制系统的可用性体内小动物模型的开发研究促进了高效抗病毒药物的开发,彻底改变了HCV感染的治疗方法。较早的治疗方案,包括重组I型干扰素(IFN)和核苷类似物利巴韦林,均无效并伴有明显的副作用。在1990年代末,通过引入聚乙二醇化的IFN进行了一些改进,并通过引入了NS3 / NS4A蛋白酶的抑制剂(例如beceprevir,telpreprevir和sime-previr)进行了进一步的改进。专门针对病毒RNA依赖性RNA聚合酶NS5B的药物的开发,例如sofosbuvir [35],以及调节复制子蛋白NS5A的药物,例如ledipasvir [36],构成了HCV治疗学的重大突破。针对关键病毒功能的药物组合,

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图5丙型肝炎病毒的发现导致了敏感的血液检查和抗病毒药物的发展,挽救了数百万人的生命。扩展的血液筛查计划和在全球范围内的治疗可用性是关键的剩余目标。

结论

得益于Alter,Houghton和Rice的开拓性工作,以及许多基于他们发现的同事,全世界范围内广泛使用了可鉴定HCV携带者并消除受污染的血液和血液制品的经过验证的测试,有效的药物改变了HCV感染患者的命运。HCV诱发的肝炎现在在许多情况下是可以治愈的疾病,与感染相关的病变通常是可逆的。临床研究表明,短期抗病毒治疗可治愈95%以上的患者,包括对以前的治疗方式无反应的晚期患者。这项杰出的成就已经使全球数百万个人受益。

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图6.获奖者的开创性发现。

 参考文献

  1. 希波克拉底:De Morbus Interna。 第七卷伦敦:出版社Chez JBBallière;1844:237-243
  2. MacCallum FO:同源血清黄疸[黄疸流行]柳叶刀1947年,2:691-692。
  3. 组织WH:《全球肝炎报告》https:// wwwwhoint / hepatitis / publications / global-hepatitis-report2017 / en / external 2017。
  4. Blumberg BS,Alter HJ,Visnich S:白血病血清中的“新”抗原JAMA 1965年,191:541-546。
  5. Blumberg BS,Gerstley BJ,Hungerford DA,London WT,Sutnick AI:唐氏综合症,白血病和肝炎的血清抗原(澳大利亚抗原)安内科杂志1967年,66(5):924-931。
  6. Bayer ME,Blumberg BS,Werner B:白血病,唐氏综合症和肝炎患者血清中与澳大利亚抗原相关的颗粒自然1968年,218(5146):1057至1059年。
  7. Charnay P,Pourcel C,Louise A,Fritsch A,Tiollais P:大肠杆菌中的克隆和乙型肝炎病毒粒子DNA的物理结构国家科学院院刊USA 1979,76(5):2222至2226年。
  8. Chalmers TC,Alter HJ:肝炎相关(澳大利亚)抗原无症状携带者的治疗-临床和公共卫生方面的初步考虑新英格兰医学杂志1971年,285:613-617。
  9. Alter HJ,Holland PV,Purcell RH,Lander JJ,Feinstone SM,Morrow AG,Schmidt PJ:排除商业和乙型肝炎抗原阳性供体后的输血后肝炎安内科杂志1972年,77(5):691-699。
  10. Gocke DJ:输血后肝炎的前瞻性研究。澳大利亚抗原的作用JAMA 1972,219(9):1165至70年。
  11. Grady GF,Bennett AJ,Culhane PO,Forrest JN,Jr.,Iber FL:对住院肝炎患者的八年监测:根据流行性肠胃外药物滥用和肝炎相关抗原检测的可用性对数据进行解释Ĵ传染病杂志1972年,126(1):87-91。
  12. Holland PV,Walsh JH,Morrow AG,Purcell RH:澳大利亚抗体未能预防输血后肝炎柳叶刀1969,2(7620):553-555。
  13. Hollinger FB,Aach RD,Gitnick GL,Roche JK,Melnick JL:固相放射免疫测定血红蛋白的方法在降低输血后肝炎发生频率方面的局限性新英格兰医学杂志1973年,289(8):385-391。
  14. Feinstone SM,Kapikian AZ,Purcell RH:甲型肝炎:通过免疫电子显微镜检测与急性疾病相关的病毒样抗原科学1973年,182(4116):1026年至1028年。
  15. Alter HJ,Holland PV,Morrow AG,Purcell RH,Feinstone SM,Moritsugu Y:与输血相关的肝炎的临床和血清学分析柳叶刀1975,2(7940):838-841。
  16. Feinstone SM,Kapikian AZ,Purcell RH,Alter HJ,Holland PV:与输血相关的肝炎并非源于A型或B型病毒性肝炎新英格兰医学杂志1975年,292(15):767-770。
  17. Alter HJ,Holland PV,Purcell RH:输血后肝炎的新兴模式上午医学杂志科学1975年,270(2):329-334。
  18. Alter HJ,Purcell RH,Holland PV,Popper H:非甲非乙型肝炎的可传播药物柳叶刀1978年,1(8062):459-463。
  19. 塔博尔(Tabor E),杰雷蒂(Gerety RJ),德鲁克(Drucker JA),塞夫(LB),胡夫纳格(Hofnagle JH),杰克逊(Jackson),4月M,巴克(Barker)LF,皮内达·塔蒙东(Pineda-Tamondong)G:非甲,非乙型肝炎从人到黑猩猩的传播柳叶刀1978年,1(8062):463-466。
  20. Hollinger FB,Gitnick GL,Aach RD,Szmuness W,Mosley JW,Stevens CE,Peters RL,Weiner JM,Werch JB,Lander JJ:黑猩猩的非甲,非乙肝传播:输血传播病毒的计划研究组Intervirology 1978年,10(1):60-68。
  21. Feinstone SM,Mihalik KB,Kamimura T,Alter HJ,London WT,Purcell RH:通过氯仿灭活乙型肝炎病毒和非甲,非乙型肝炎感染免疫1983年,41(2):816-821。
  22. He LF,Alling D,Popkin T,Shapiro M,Alter HJ,Purcell RH:通过过滤确定非A,非B肝炎病毒的大小Ĵ传染病杂志1987年,156(4):636-640。
  23. Choo QL,Kuo G,Weiner AJ,Overby LR,Bradley DW,Houghton M:分离血源性非A,非B病毒性肝炎基因组的cDNA克隆科学1989,244(4902):359-362。
  24. Kuo G,Choo QL,Alter HJ,Gitnick GL,Redeker AG,Purcell RH,Miyamura T,Dienstag JL,Alter MJ,Stevens CE一种针对人类非A,非非乙型肝炎科学1989,244(4902):362-364。
  25. Kolykhalov AA,Feinstone SM,Rice CM:在丙型肝炎病毒基因组RNA 3'末端鉴定了高度保守的序列元件Ĵ病毒学杂志1996,70(6):3363-3371。
  26. 田中T,加藤N,乔MJ,下本野K:在丙型肝炎病毒基因组3'末端发现的新序列生物化学生物物理学研究通讯1995年,215(2):744-749。
  27. 田中T,加藤N,乔MJ,杉山K,下本K:丙型肝炎病毒基因组3'末端的结构Ĵ病毒学杂志1996年,70(5):3307-3312。
  28. Blight KJ,Rice CM:确定丙型肝炎病毒基因组RNA 3'端保守的98个碱基的序列的二级结构Ĵ病毒学杂志1997年,71(10):7345-7352。
  29. Kolykhalov AA,Agapov EV,Blight KJ,Mihalik K,Feinstone SM,Rice CM:通过肝内接种转录RNA传播丙型肝炎科学1997年,277(5325):570-574。
  30. Yanagi M,Purcell RH,Emerson SU,Bukh J:直接转染到黑猩猩肝脏中的丙型肝炎病毒单个全长cDNA克隆的转录本具有感染性国家科学院院刊USA 1997,94(16):8738-8743。
  31. Lohmann V,Korner F,Koch J,Herian U,Theilmann L,Bartenschlager R:在肝癌细胞系中复制亚基因组丙型肝炎病毒RNA科学1999年,285(5424):110-113。
  32. Wakita T,Pietschmann T,Kato T,Date T,Miyamoto M,Zhao Z,Murthy K,Habermann A,Krausslich HG,Mizokami M从克隆的病毒基因组在组织培养物中生产丙型肝炎病毒纳特医学2005年,11(7):791-796。
  33. Mercer DF,Schiller DE,Elliott JF,Douglas DN,Hao C,Rinfret A,Addison WR,Fischer KP,Churchill TA,Lakey JR在具有嵌合人类肝脏的小鼠中感染丙型肝炎病毒纳特医学2001年,7(8):927-933。
  34. Ploss A,Kapoor A:丙型肝炎病毒感染的动物模型2020年冷泉Harb Perspect Med10(5)。
  35. Bhatia HK,Singh H,Grewal N,Natt NK:Sofosbuvir:慢性丙型肝炎感染的新治疗选择Ĵ药理学Pharmacother 2014,5(4):278-284。
  36. Link JO,Taylor JG,Xu L,Mitchell M,Guo H,Liu H,Kato D,Kirschberg T,Sun J,Squires Nledipasvir(GS-5885)的发现:一种有效的,每日一次的口服NS5A抑制剂用于治疗丙型肝炎病毒感染医学杂志化学2014年,57(5):2033年至2046年。
  37. Holmes JA,Rutledge SM,Chung RT:丙型肝炎的直接作用抗病毒治疗柳叶刀2019,393(10179):1392年至1394年。

 

玛丽亚·格拉齐亚·马奇奇(Maria Grazia Masucci)博士,卡罗林斯卡学院教授,
诺贝尔大会会员

Gunilla Karlsson Hedestam博士,卡罗林斯卡学院教授,
诺贝尔委员会委员

插图:MattiasKarlén


由Karolinska研究所的50名教授组成的诺贝尔大会授予诺贝尔生理学或医学奖。其诺贝尔委员会对提名进行评估。自1901年以来,诺贝尔奖一直授予那些为人类造福的最重要发现的科学家。

英美科学家因发现肝炎病毒获诺贝尔医学奖

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Original Link: https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2020/summary/