能让Semenza教授对临床工作与研究工作产生这样的认识,所需要的沃土,恐怕同时也是培养诺奖得主的沃土。
不少人知道2019年的诺贝尔生理医学奖颁给了三位“科学家”,但是这其中和临床医生有关的故事却被大家忽略了:其中一位获奖者曾经是儿科医生,而且和中国的研究者关系匪浅……
为了一探这个故事的究竟,“医学界”联系到了这位临床医生——来自
约翰·霍普金斯大学的遗传医学教授
(Professor of Genetic Medicine)
Gregg L. Semenza
。通过“医学界”,他向中国的同行们讲述了这条通向诺奖的学医和科研探索之路。
诺贝尔奖官网发布的属于Gregg L. Semenza的获奖者页面
与大家熟悉的“学临床医学以后要当医生”的印象不一样,Semenza教授在踏入临床医学的殿堂之时早已心有所属——他从高中开始便对生物学感兴趣,而大学阶段又对遗传学情有独钟,进行研究工作是他早已立下的志向。
和临床医学结缘,是由于大学时,一位亲友家出现了
唐氏综合症患儿
——这个案例引起了他对医学遗传学的兴趣,也让他有了同时取得医学遗传学和临床医学双博士学位的想法。又由于遗传疾病大多在出生后不久发病,进入儿科学习也成为了Semenza教授完成志向的合理选择。
攻克M.D.与Ph.D.,他花了6年时间。与绝大多数同行一样,这6年里他非常忙碌。谈到做临床医生的巨大工作量和压力,Semenza教授深有感触。
他告诉“医学界”,在当年,美国还没有限制医生每周工作小时的相关规定,因此他们当时甚至比如今的医生工作压力更大,更为繁忙。不过,这并不是在炫耀。相反,作为过来人,Semenza教授对如今美国能够限制临床医生的每周工作时间,降低他们工作量的上限这一点感到欣慰。
降低工作量除了能让医生得到充分休息从而保证患者安全之外,Semenza教授还犀利地指出:
“医疗行业是对社会非常重要的领域,显然我们都希望最优秀的人才进入这一行,但如果这份工作过于繁重和艰辛,那很可能优秀的人才会选择其他可以轻松生活的工作领域。”
这一判断与中国近些年对医学院生源和医生人才培养的担忧不谋而合——高工作量、紧张的工作环境,在中国已成为影响优秀学生报考医学院,影响优秀毕业生坚持从医的重要因素。
同时,Semenza教授的职业规划为我们提供了另一种值得思考的视野——他选择学习临床医学、完成儿科医生的培训,从来不是为了当医生,而是为了更好地帮助他理解他的研究工作。
这对中国医生和医学生来说实属罕见。在中国,很少有人为了把研究做得更好而专门去读一个临床医学学位并从事一段时间的临床工作——能让Semenza教授对临床工作与研究工作产生这样的认识,所需要的沃土,恐怕同时也是培养诺奖得主的沃土。
“临床工作为我的研究工作提供了宝贵的观点。”Semenza教授认为,他的研究工作和临床工作是相辅且统一的,“我们做研究是为了理解人类的生理和疾病,我希望它能发展出新的疗法或者药物来减轻人类的病痛。无论是临床还是科研,我们终归都是为病人服务的。”
在成为诺奖得主之前,
Semenza
教授在约翰·霍普金斯的研究室就已经有着各国研究者的身影了,其中不乏中国研究者。
据J Clin Invest. 2016年11月份的一份采访,
Semenza
教授的第一位博士后研究员就来自中国,他甚至参与发现了本次因获得诺奖而大热的HIF-1。对于这位名叫Guang Wang的博士后研究者,
Semenza
教授也毫不吝惜他的赞扬,他称赞Guang Wang做过的每一项实验“从技术的角度来说,都是有效且漂亮的”。
这位诺奖得主对来自不同国家、不同教育背景、不同文化背景的同事表现了热烈的欢迎,他向“医学界”解释,“这是由于大家可以从更多的角度去看问题,提出更多的观点和方法,这样对于单一问题来说,增大了我们找到解决方案的几率。”
Semenza
教授与实验室团队和同事们一起庆祝获奖
而这些来自他乡的同事所展现出的训练严格的职业素养,对科学事业的投入,对研究的执着,都令他印象深刻。
诺贝尔奖官方网站上,给出的2019年生理医学奖颁奖理由是“发现细胞如何感受和适应供氧量”。
这到底是什么意思?突然热起来的EPO基因和HIF-1又到底对医疗有什么影响?
2019年12月7日,
Semenza
教授在瑞典发表诺贝尔生理医学奖获奖演讲
如前所述,
Semenza
教授钟情于医学遗传学研究。1990年,他到约翰·霍普金斯大学工作时,依然怀抱着这一研究志向,当时他对人类发育中的基因调节这一研究领域最感兴趣,因此选择了研究胚胎时期在肝脏中表达,但是出生后却在肾脏中表达的某个独特基因,也就是这次通过诺奖一下走红的“EPO
(促红细胞生成素)
基因”。
起初,通过制作携带人类EPO基因的转基因小鼠动物模型,他确认了人类EPO基因对小鼠有生理影响在这个基础上,
Semenza
教授和团队辨识出有一段DNA能够控制低氧环境中EPO基因的表达,同时假设存在某种蛋白在这段DNA上并能增加EPO产量,这种蛋白也就是现在成为热点话题的HIF-1
(缺氧诱导因子-1,hypoxia-inducible factor 1)
。它与细胞的氧环境关系极大,会在细胞缺氧状态时呈现,但在高氧水平的细胞中缺席。
随着研究的进一步深入,
Semenza
教授注意到,HIF-1不仅局限于与EPO有关的细胞,它在所有细胞处于低氧水平时都会出现。这个发现使得研究的道路一下子变得更为宽阔了——到目前为止,已知HIF-1在低氧环境下控制着人体当中不同细胞的超过4000个基因。
Semenza教授将一张27年前印制的小胶卷捐给了诺贝尔奖博物馆,这个小胶卷标志着他的团队发现HIF-1的关键
那么,
这个控制着基因又受到细胞氧环境影响的HIF-1,和疾病治疗的关系在哪里呢?
Semenza
教授在研究当中也考虑了这个问题,在过去的15年当中,他和团队探索的领域之一就是HIF-1和乳腺癌转移之间的关系。在探索中,他们锁定了另一个核心角色——
癌症干细胞
,这种细胞具备无限次分裂的潜能,而其他的癌细胞则只能分裂有限的次数。
显而易见,癌症干细胞在肿瘤的生长中至关重要,那为什么经过治疗后的患者肿瘤会复发?
Semenza
教授认为很可能是由于治疗后残留了存活下来的癌症干细胞。通过研究他发现,HIF-1能激活一些对癌症干细胞的产生有贡献的基因。
对细胞的观察也验证了这一结论,如果将细胞置于低氧环境下,经过几天,非癌症干细胞会转化为癌症干细胞。
Semenza
教授推测,在癌症组织当中存在的低氧区域就是癌症干细胞聚积的位置。
此外,近些年癌症研究领域不断涌现一些关于“癌细胞如何避免被免疫系统杀死”的发现,
Semenza
教授注意到HIFs在这个环节中也扮演者重要角色,HIF-1控制着一系列通过不同机制让癌症细胞回避免疫系统的基因。