为什么他们获得了2011诺贝尔医学/生理奖?

【字体: 时间:2011年10月09日 来源:生物通

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  随着10月份的到来,各项诺贝尔奖项也尘埃落定(除了经济学奖),今年的诺贝尔生理/医学奖授予了三位免疫学家ules A. Hoffmann、Bruce A. Beutler和Ralph M. Steinman,免疫学领域的研究人员也许对于这三位科学家的成果贡献很熟悉,但是作为非免疫学领域,或者说非生物学领域的读者来说,其它领域也许有更为引人瞩目的成果,为何他们能获得今年的诺贝尔生理/医学奖呢?

  

生物通报道:随着10月份的到来,各项诺贝尔奖项也尘埃落定(除了经济学奖),今年的诺贝尔生理/医学奖授予了三位免疫学家Jules A. Hoffmann、Bruce A. Beutler和Ralph M. Steinman,其中一半的奖金归于Bruce Beutler和Jules Hoffmann,获奖理由是“先天免疫激活方面的发现”;另一半奖金归于Ralph Steinman,获奖理由是“发现树突状细胞及其在获得性免疫中的作用”。

免疫学领域的研究人员也许对于这三位科学家的成果贡献很熟悉,但是作为非免疫学领域,或者说非生物学领域的读者来说,其它领域也许有更为引人瞩目的成果,为何他们能获得今年的诺贝尔生理/医学奖呢?

简单而言,他们的发现彻底革新了我们对于人体的防线:免疫系统的认识,由此,对于免疫的理解被重新定义。在他们相关研究发现之前,先天性和获得性免疫的激活以及先天性和获得性免疫的调控机制一直扑朔迷离。这三位科学家发现了免疫系统激活的关键原理,而且已经成为对抗传染病的疫苗和对抗癌症的新方法的发展关键。

诺贝尔生理学与医学奖评委会对他们成果的评论是:“发现了免疫应答的‘守门人’,从而彻底革新了我们对于免疫系统的认识”,美国白血病和淋巴瘤协会认为,“三人科学家的研究工作‘形成免疫治疗的基础,为癌症治疗的发展奠定了基础’”。

这三位获奖的科学家虽然相互认识,但是他们并未一同合作研究。那么在解密人体免疫系统的问题上,三人的贡献究竟各自是什么呢?

Bruce Beutler和Jules Hoffmann各自发现人体免疫系统中存在一种受体蛋白,这种蛋白可识别微生物并激活先天免疫,这是免疫反应的第一步。新生儿体内已经存在先天免疫功能。不同的免疫细胞消灭这些异体入侵者,并让其变得对人体无害。同时不同的受体蛋白协助识别那些对人体健康构成危害的微生物。如果可致病的微生物冲破了被称作第一道防线的先天免疫系统,那么第二道防线,也就是树突状细胞就开始自觉地发挥防御作用。

Ralph Steinman就在这一领域作出的杰出贡献,他发现树突状细胞能教授白血细胞识别、记忆并攻击入侵细胞,这些细胞能激活T细胞,是人体免疫系统中的卫士。

除此之外,这三位科学家的工作也为传染病、癌症以及炎症的防治开辟了新的道路,他们的研究奠定了新一波的“治疗性疫苗”及小分子靶向抗癌新药物,刺激增强抗癌免疫系统攻击肿瘤的基础。这些研究有助于更好地了解免疫系统的复杂性,也给治疗炎症性疾病,如类风湿关节炎提出了新思路。诺奖得主Beutler对路透社记者表示,他的工作“可能有助于发现炎症和自体免疫疾病的新疗法,以及各种疾病其他可能的新治疗方法。”

据悉Ralph Steinman其实就在使用获得此次诺奖的成果进行治疗:他采用了目前广泛应用的小分子靶向抗癌新药物治疗。Steinman教授胰腺癌的治疗方案是自己设计的,去年他采用了一种新抗癌药—前列腺癌疫苗(provenge)。

(生物通:万纹)

三位科学家介绍:

Jules A. Hoffmann

法国公民。1941年出生于卢森堡Echternach。就读于法国斯特拉斯堡大学,1969年获得博士学位。在德国马尔堡大学做完博士后之后,他返回了斯特拉斯堡,于1974年至2009年担任一个研究实验室的负责人。他曾担任斯特拉斯堡分子细胞生物学研究所所长,2007年至2008年曾担任法国国家科学院院长。

获奖理由:发现了识别微生物激活先天免疫系统的关键受体蛋白

1996年Hoffmann及同事在对果蝇胚胎发育相关的Toll基因突变体进行研究时获得了开创性的发现。他们发现当Toll突变的果蝇感染细菌或真菌时,由于无法激活免疫反应导致这些果蝇迅速死亡。据此Hoffmann证实:Toll基因编码产物在识别病原微生物激活免疫反应中发挥了关键性作用。

Bruce A. Beutler

美国公民。1957年出生于美国芝加哥。1981年从芝加哥大学获得医学博士学位。曾在纽约的洛克菲勒大学和达拉斯的德克萨斯大学从事科学工作,其间发现了LPS受体。自2000年开始,他担任斯克里普斯研究所遗传学和免疫学教授。

获奖理由:发现了识别微生物激活先天免疫系统的关键受体蛋白

1998年,Beutler将Hoffmann的研究发现延伸至哺乳动物中。在寻找可导致感染性休克(一种涉及对免疫系统的过度刺激的致命症状)的细菌产物脂多糖(LPS)相关的受体过程中,Beutler及同事发现了对LPS具有抵抗力的老鼠携带有一个基因突变,这个基因与果蝇中的Toll基因非常相似。这种Toll类似物受体(TLR)原来就是神秘的LPS受体。当它与LPS相结合,就会激活先天免疫反应。当反应过度时,炎症就可能导致感染性休克。

Ralph M. Steinman

1943年出生于加拿大蒙特利尔。在麦吉尔大学学习生物学和化学。之后,他在美国波士顿的哈佛医学院学习医学,并于1968年获得医学博士学位(MD)。自1970年开始他一直在洛克菲勒大学工作,1988年开始成为免疫学教授,并担任免疫学和免疫疾病中心主任。Steinman于2011年9月30日因胰腺癌去世,享年68岁。

获奖理由:第一个发现了免疫系统中的树突细胞及其对获得性免疫中所具有的独特的激活与调节能力。

1973年,Ralph Steinman在与外界环境接触的组织(皮肤)中发现了一种新的细胞类型,他称之为树突细胞。他推测这种细胞在免疫系统中可能比较重要,于是继续研究,测试树突细胞是否能激活免疫T细胞。T细胞在获得性免疫中扮演关键角色,能发展出针对多种不同物质的免疫记忆能力。通过细胞培养实验,Steinman展示了:树突细胞的存在引发了T细胞对上述物质的强烈的免疫应答。这些发现最初受到了质疑,但是Steinman随后的工作证明树突细胞对于激活T细胞具有独特的能力。
 

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