获得诺奖的“丙型肝炎病毒发现”：挽救了数百万人生命

　　北京时间10月5日17：30分许，2020年诺贝尔生理学或医学奖公布。美国病毒学家哈维·詹姆斯·奥尔特（Harvey James Alter）、英国生物化学家迈克尔·霍顿（Michael Houghton）及美国病毒学家查尔斯·M·赖斯（Charles M. Rice）因在丙型肝炎病毒领域的杰出贡献，分享了今年的奖项。

　　人物小传

　　哈维·詹姆斯·奥尔特 （Harvey James Alter） 是美国病毒学家、美国国立卫生研究院输血医学家。奥尔特生于1935年，1956年在罗彻斯特大学获得文学士学位，于1960年获得医学学位。1964年与后来的诺贝尔奖得主巴鲁克·塞缪尔·布隆伯格发现了澳大利亚抗原，后来被认为是乙肝病毒的一部分。他还以动物模型来研究人体免疫缺陷病毒，并确定了丙型肝炎病毒。2000年获拉斯克临床医学研究奖，2013年获盖尔德纳国际奖。

　　迈克尔·霍顿（Michael Houghton）是英国生物化学家，参与了开发丙型肝炎测试。20世纪50年代，霍顿出生于英国。1972年，他获东英吉利大学学士学位，并于1977年获得伦敦大学国王学院生物学博士学位。随后，他在白金汉郡塞尔研究实验室工作，于1982年成为希龙公司的非甲非乙型肝炎部主管。1986年，他参与发现了D型肝炎的基因组。1989年，他和朱桂霖（ Qui-Lim Choo）、郭劲宏（George Kuo）和丹尼尔·W·布拉德利（Daniel W. Bradley）共同发现了丙型肝炎。在20世纪80年代初，丹尼尔·布拉德利从黑猩猩的血清中分离了后来称为丙型肝炎病毒的非甲非乙型肝炎病毒。霍顿与布拉德利合作克隆这些病毒，并开发了一种测验血液的方法，在20世纪90年代初用于肝硬化和肝癌患者，使得输血获得丙型肝炎病毒的风险从三分之一降低到约200万分之一。

　　1992年，他获得美国血库协会卡尔·兰德斯泰纳纪念奖。1993年，他获得罗伯特·科赫奖。1994年，获得美国胃肠病协会威廉·博蒙特奖。

　　查尔斯·M·赖斯（Charles M. Rice）生于1952年，是一名美国病毒学家。1974年，赖斯本科毕业于加州大学戴维斯分校；1981年，他在加州理工学院获得生物化学专业的博士学位。2001年至今，赖斯在洛克菲勒大学担任病毒学教授。2016年，赖斯与拉尔夫·巴滕施拉格（Ralf Bartenschlager）和迈克尔·J·索菲亚（Michael J. Sofia）共同获得了拉斯克-狄贝基临床医学研究奖。

　　研究介绍

　　3位获奖科学家做出了开创性发现，从而鉴定出一种新型病毒，即丙型肝炎病毒。在他们工作之前，甲型和乙型肝炎病毒的发现给丙肝病毒的发现奠定了基础。但发现甲型和乙型肝炎病毒并无法解释大多数血源性肝炎病例。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。

　　1960年代，巴鲁克·布伦伯格（Baruch Blumberg）确定一种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奥尔特研究了接受输血的患者中肝炎的发生情况。尽管对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，但奥尔特及其同事证明仍有大量肝炎病例存在。大约在这段时间，他们也进行了甲型肝炎病毒感染的检测，很明显，甲型肝炎不是真正的原因。

　　奥尔特和他的同事表明，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。奥尔特的有条不紊的研究以这种方式定义了一种新型的，独特的慢性病毒性肝炎。这种神秘的疾病被称为“非甲，非乙”肝炎。

　　鉴定新型病毒是当务之急。尽管使用了所有传统的病毒检测技术，他们仍然无法提取出特定的病毒。在Chiron制药公司工作的霍顿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。经过全面搜索，他们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，被称为丙型肝炎病毒。

　　丙型肝炎病毒的发现具有决定性意义。但是，仅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赖斯以及其他研究RNA病毒的小组发现了丙型肝炎病毒基因组末端的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，赖斯制造了丙型肝炎病毒的RNA变异体。他将这种RNA注射到黑猩猩的肝脏中后，在血液中检测到病毒，并观察到与慢性肝炎患者相似的病理变化。这也最终证明了丙型肝炎病毒可能导致无法解释的输血介导的肝炎病例。

　　关于丙型肝炎病毒（HCV）

　　HCV病毒体呈球形，直径小于80nm（在肝细胞中为36～40nm，在血液中为36-62nm ），为单股正链RNA病毒，在核衣壳外包绕含脂质的囊膜，囊膜上有刺突。HCV仅有Huh7, Huh7.5, Huh7.5.1三种体外细胞培养系统，黑猩猩可感染HCV，但症状较轻。

　　HCV－RNA大约有9500－10000bp组成，5′和3′非编码区（NCR）分别有319-341bp，和27-55bp，含有几个顺向和反向重复序列，可能与基因复制有关。在5′非编码区下游紧接一开放的阅读框（ORF），其中基因组排列顺序为5'-C-E1-E2-p7-NS2-NS3-NS4-NS5-3',能编码一长度大约为3014个氨基酸的多聚蛋白前体，后者可经宿主细胞和病毒自身蛋白酶作用后，裂解成10种病毒蛋白，包括三种结构蛋白，即分子量19KD的核衣壳蛋白（或称核心蛋白，Core）和两种糖蛋白（分子量为33KD的E1蛋白，分子量72Kd的E2蛋白），p7编码一种膜内在蛋白，其功能可能是一种离子通道。非结构蛋白部分则包括NS2，NS3, NS4A，NS5A和NS5B，非结构蛋白对比病毒的生活周期非常重要。NS2和NS3具有蛋白酶活性，参与病毒多聚蛋白前体的切割。此外，NS3蛋白还具有螺旋酶活性，参与解旋HCV-RNA分子，以协助RNA复制，NS4的功能尚不清楚。NS5A是一种磷酸蛋白，可以与多种宿主细胞蛋白相互作用，对于病毒的复制起重要作用。而NS5B则具有RNA依赖的RNA聚合酶活性，参与HCV基因组复制。

　　1991年美国食品和药物监督管理局（FDA）批准了丙型肝炎的第一例治疗。该治疗包括干扰素α-2b，但接受治疗的病人很少有获得持续的病毒学应答。治愈率仅为6％。自1991年以来，丙型肝炎治疗的疗效已显著增加，最近的一些疗法可以清除高达90％患者的病毒。

　　2011年，鉴于丙型肝炎的全球负担，影响全世界大约1.5-1.7亿人，世界卫生组织和美国总统奥巴马宣布7月28日被正式确认为世界肝炎日。

　　现在有研究提出了第一代抗病毒药物---蛋白酶抑制剂。研究发现这些药物可直接作用于丙型肝炎病毒的非结构蛋白以中断宿主肝细胞的病毒复制和装配。在它们与24-48周的聚乙二醇干扰素和利巴韦林联合使用时，丙型肝炎基因型1患者的治愈率提高到70％。