與我們“息息”相關的諾貝爾獎

北京時間10月7日，2019諾貝爾生理學或醫學獎評選結果揭曉。諾貝爾委員會宣布，將此獎項頒發給小威廉·G·凱林教授、彼得·J·拉特克利夫教授以及格雷格·塞門扎教授，以表彰3人對生物氧氣感知通路的研究。

這個研究，關乎人體對于氧氣的需求，缺乏氧氣，會窒息;氧氣過多，又會中毒。為此，人體演化出了諸多精妙的機制，來控制體內氧氣的平衡。

上世紀90年代，塞門扎教授和拉特克利夫教授開始研究缺氧如何會引起促紅細胞生成素（EPO），結果發現了一個不僅會隨著氧濃度改變而發生相應改變、還可以控制EPO表達水平的轉錄增強因子，就是HIF。3位科學家發現：當氧氣含量較高時，細胞內含有非常少的HIF-1α（缺氧誘導因子）。然而，當氧氣含量低時，HIF-1α的含量就會增加，它可以結合并調節促紅細胞生成素基因，以及其他含有HIF結合片段的基因。

EPO（促紅細胞生成素），是肝腎分泌的一種糖蛋白激素，可以刺激紅細胞的生成，讓人可以對抗一定程度的缺氧。EPO可以治療貧血，與運動員也有關聯，因為它對耐力的提升至關重要。一位職業運動員說，小時候曾在不知情的情況下以“肌肉營養藥”的名義被教練注射過EPO，那段時間，他的耐力項目成績突飛猛進，“感覺不到累，覺得自己的耐力無窮無盡，可以隨意跟著別的運動員跑，想什么時候超他們都行。”

所以，反興奮劑組織早在上世紀90年代初就把EPO列為了禁藥，但直到2000年，靠譜的EPO檢測方法才出現。2012年，美國反禁藥組織指控曾經的自行車之神蘭斯·阿姆斯特朗長期使用EPO，他的整個奇跡職業生涯都離不開EPO，包括1999年至2005年之間連續7屆環法冠軍。而阿姆斯特朗用一種與他神跡時代截然不同的方式承認了這些指控，在全球最火的真人秀上認罪。

科普作家、北京大學藥學院客座教授李治中解釋，“氧氣感知通路，其實說的就是我們人體的每個細胞，能夠感知它生活的環境中有多少氧氣。細胞感知氧氣濃度對各種正常的生理活動，比如胚胎發育、鍛煉身體都有非常密切的關系。如果沒有這個氧氣感知通路，細胞就不能對很多行為，包括外界和內部的環境有明確的感知，從而做出調整，它對我們的生活非常的重要。”比如在一些癌細胞或者在胚胎發育過程中，這些細胞因為生長比較迅速，會出現缺氧狀態，從而激活感知信號通路，“通路就會做出調整措施，包括讓細胞分泌一些因子來促使新血管的生成，獲得氧氣;另外也會促使細胞能夠堅持活下來。如果沒有這個信號通路，一旦缺氧，細胞就有可能死亡，或者進入一種完全不生長的不健康的狀態。不管是正常生理還是疾病，這種信號通路對于細胞是非常重要的。” 對于氧氣感知通路有很多有意思的研究，比如運動員在高海拔低氧的情況下訓練，會一定程度上激活該信號通路，讓身體產生一定的適應性，提高各方面對于氧氣的反應。這個通路通常情況下是應激性的、短期的通路。李治中表示，“從長期適應來看，比如西藏人在這條信號通路上出現了一個基因突變，讓他們在低氧環境下生活相比平原的人生活得更好。”

談及藥物方面的應用，李治中表示，“目前有好幾個大的藥廠、小的生物技術公司都在開發針對這個通路的藥物，走在最前面的是針對腎癌開發了這個通路的藥物。它的難點在于找到什么樣的癌細胞或者什么樣的疾病，對于這個信號通路特別敏感，一旦用相關藥物干預就能產生效果。目前看來，腎癌治療可能是最先被應用的領域。”

（綜合《錢江晚報》10.8、《21世紀經濟報道》）