陆朝阳诺贝尔奖 诺贝尔奖得主朱尔斯·霍夫曼:从研究小小果蝇到解析人类免疫学
诺贝尔奖得主朱尔斯·霍夫曼:从研究小小果蝇到解析人类免疫学
来源:科技日报 作者:华凌 2014-06-16 15:03:15 内容摘要:6月13日下午,2011年诺贝尔生理学或医学奖得主、法国先天性免疫领域著名科学家朱尔斯·霍夫曼教授要在中国科学院大学做一场生动的主题讲座,大厅座无虚席。
朱尔斯·霍夫曼教授在中国科学院大学作主题讲座。 6月13日下午,北京风和日丽。2011年诺贝尔生理学或医学奖得主、法国先天性免疫领域著名科学家朱尔斯·霍夫曼教授要在中国科学院大学做一场生动的主题讲座,大厅座无虚席。
这位免疫学和癌症治疗领域的杰出先驱,科学界盛赞其成就是“提供了对人体免疫系统的基本理解,对于借助疫苗探索癌症疗法至关重要”。而出人意料的是,他研究的立脚点是从果蝇开始,那么,小小的昆虫与复杂的人类免疫学这个目前最热门的领域之一有什么紧密关系呢?带着问题,科技日报记者见缝插针地对霍夫曼做了专访。
因父亲结缘昆虫世界 “17岁那年,以‘卢森堡水生异翅目昆虫’为题,我在卢森堡《大公科学研究院档案》(音译)上发表了文章,当时可以说是在这个领域最年轻的论文发表者。
”现今73岁的霍夫曼回忆起他最初的科研道路。 他说:“当然,这要得益于父亲的指导,他是位昆虫专家,常常在钓鱼时让年幼的我在湖边捉些小虫子做鱼饵,也正是在他的启蒙下,我学到了很多关于昆虫的知识,从而对它们的世界滋生了浓厚的兴趣。
” 一深聊昆虫,霍夫曼不由嘴角上扬,大大的眼睛里闪烁着“湖光山色”。他说,昆虫在大自然中是不容忽视的角色。
全世界80%的动物物种可以归于昆虫类;人类农业1/3的收成被昆虫吃掉;世界1/3人口也受到由昆虫传染的各种细菌、病毒和寄生虫的危害。而我从小就注意到,这80%的动物能够完美地抵抗各种感染、病毒,但当时人们根本不知道这究竟是为什么,所以我想探究原因。
后来,当得知法国斯特拉斯堡大学有个专门研究昆虫的研究所,霍夫曼便奔赴那里求学,于是开始了对昆虫免疫系统毕生的研究生涯。 20世纪60年代中期,霍夫曼就昆虫抗微生物防御机制撰写博士论文,提出由于明确地观察到昆虫具有抵御感染的能力,并在研究透彻之后,可对此能力加以利用。
是好奇心让我如此坚定 昆虫到底有没有免疫力?如今这个问题毋庸商榷,但在上世纪70年代末,很多研究机构认为是没有的。
而当时霍夫曼要以昆虫作为研究免疫系统的路径,“理所当然”地受到了周遭的质疑。 霍夫曼说:“1978年,我所在的斯特拉堡大学负责实验室的主任卸任,于是有人提出没有必要再保留研究昆虫的实验室,因此校方有些犹豫,再加上有些研究机构认为这样的研究毫无意义,至多可以配合一下杀虫剂的研发。
在这种情形下,我必须要做很多的解释工作。” 由于当时人们的知识还没有现在这么丰富,对未来的发展方向认识不充足,霍夫曼惟有迅速投入研究,用成果说话。
他首先确认昆虫具有免疫力;然后查明昆虫在受伤之后如何产生抗微生物的物质;接着找出这些抗微生物的分子,及其如何受到基因的控制和识别外来感染源。
功夫不负有心人,最后他用确凿的实验结果力排众议,保留住了研究昆虫的实验室。 能够支撑霍夫曼如此坚定的是什么呢?他不暇思索地答道:“最根本的原因是我对科学充满了强烈的好奇!对于昆虫的免疫研究,也许未来对人类增强免疫力非常具有意义。
” 以前可以说霍夫曼是在孤军奋战,而现在有上千人在做相关的研究。试想一下,若是他没有坚持下去,附和了当时的主流,那么现在人们对于昆虫先天免疫力的认识恐怕还要推后很多年吧。
多做基础研究丰富知识 “在科学研究的道路上,您感到过艰辛或枯燥吗?”记者问道。霍夫曼断然摇头道,“没有。”好像他的字典里从未有过这样的词条。在他眼中,科学研究本身并不沉闷、枯燥,但需要做大量的繁芜、重复性的工作积累。
为了全面了解昆虫先天免疫机制的分子基础,1989年霍夫曼做出一个重要的决定,将实验室的全部精力投入到研究昆虫机体防御机制当中,并以果蝇作为生物模型进行基因研究。 经过5年的努力,霍夫曼带领的研究小组对10万只果蝇逐个进行识别,终于鉴别出7组抗菌肽。
这项工作为先天性免疫研究竖立了新的里程碑。1996年,他的团队确定了Toll分子是先天性免疫的中介,即抗菌蛋白等分子形成的关键因素,从而掀起了对先天免疫机制的研究热潮,也推动了人们对相关疾病治疗方案的探索。
霍夫曼反复强调道:“一定不要放弃基础研究,不要急于求成。因为我们的知识不足,而通过研究可以产生新的知识,只有这样才可以去做创新性研究、开发新药。
” “果蝇的主食是腐烂水果,并广泛存活于温带及热带气候区,可见其具有很强的先天免疫力,而进化了的高等动物如哺乳动物或脊椎动物在这样的环境与饮食下反而容易感染,那么,是不是免疫力在进化中退化了呢?”记者问道。
霍夫曼解释说,动物在进化过程中,免疫系统不是退化了,而是变得更加精致了。所有的生物都有最基本的先天免疫系统,大约在十亿年前出现。昆虫的先天免疫系统被完整地保留了下来,随着哺乳动物和脊椎动物的出现(还有鳄鱼),发展出更高一层的后天免疫系统(也称获得性免疫系统),即对同一种病毒具有记忆。
昆虫虽然生的“孩子”较多,有的一次能产上千个,但其生命周期短;而哺乳动物和脊椎动物产子很少,生命周期长,面对各种感染的侵袭会更多些。
这种转变是由鱼类开始的。后来在哺乳动物及人身上产生很多抗体,使其能够接种(注射疫苗)成为可能。现在有一个重要的研究课题是探究先天性免疫系统与获得性免疫系统之间的机制,以开发出新的药物。
推动成果转化造福人类 若说科学家能够获得诺贝尔奖这个科学领域的最高殊荣,已倍感欣慰,而在有生之年,还能身体力行的将成果转化,造福人类,那更是无比的开心。 近几年,霍夫曼与中国科学家频繁开展了很多研究项目,如与上海的汪猷院士、广东的钟南山院士合作,并建立了中法Hoffmann医学中心,努力把研究理论运用到临床实践,为驱使人体自身细胞和免疫进程来阻止传染病、自体免疫紊乱、过敏、癌症和器官移植排异提供了可能性。
“您的研究成果何时能够从果蝇与脊椎动物逐渐过渡到人群,强健人类对疾病的防御呢?”记者问道。 霍夫曼说,现与广州医科大学合作,刚刚共同创建了研究所,一方面进行基础研究;另一方面转化研究成果。
将展开天然免疫、过敏与炎症和肿瘤转化医学等方面的研究,其中在肿瘤转化医学研究中,将重点进行天然免疫从果蝇到人、医学研究从基础到临床两种转化。还将有可能进一步阐明病毒感染的诱发机制,如新型病毒SARS是如何引起免疫异常的。
整个领域的应用从动物过渡到人群需要15—20年,一些小的研究已开始应用。 如果人人都具有果蝇那样强的免疫生存能力,人类是不是可以活得更长呢?霍夫曼答道:“理论上是可以的。
但目前迫切要解决的是保障出生婴儿更多的存活。因为小孩两岁之前,基本具有先天性免疫系统,还没有发展出获得性免疫系统,所以脆弱得会受到许多疾病的感染而夭折,目前只有针对几种疾病为数不多的疫苗,故在此期间应当给予更好的关注。” 最后,霍夫曼沉吟了一下,说:“生命科学这个新兴的学科才开始几十年,有太多未竟的事情等待我们去做呢。”
