瑞典卡羅琳醫(yī)學(xué)院7日宣布，將2019年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎授予美國科學(xué)家威廉·凱林、格雷格·塞門扎和英國科學(xué)家彼得·拉特克利夫，以表彰他們在“發(fā)現(xiàn)細胞如何感知和適應(yīng)氧氣供應(yīng)”方面所做出的貢獻。3名科學(xué)家將分享900萬瑞典克朗（約合91萬美元）獎金。

評獎委員會說，動物需要氧氣才能將食物轉(zhuǎn)化成有用的能量，人們了解氧氣的基礎(chǔ)性重要作用已有數(shù)個世紀(jì)，但細胞如何適應(yīng)氧氣水平變化長期不為人知。今年的3名獲獎科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了“細胞如何感知和適應(yīng)不斷變化的氧氣供應(yīng)”，并確認了“能夠調(diào)節(jié)基因活性以適應(yīng)不同氧氣水平的分子機制”。他們開創(chuàng)性的研究成果“揭示了生命中一個最基本的適應(yīng)性過程的機制”，為我們理解氧氣水平如何影響細胞新陳代謝和生理功能奠定了基礎(chǔ)。

評獎委員會強調(diào)，今年的獲獎成果為人類開發(fā)出“有望對抗貧血、癌癥以及許多其他疾病的新策略鋪平了道路”。

人物三人曾同獲拉斯克醫(yī)學(xué)獎

據(jù)悉，獲獎的3人在2016年曾同獲拉斯克醫(yī)學(xué)獎，表揚他們有關(guān)細胞如何適應(yīng)不同氧氣環(huán)境的研究。拉斯克醫(yī)學(xué)獎是生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域最有名的獎項，僅次于諾貝爾獎，不少得獎?wù)咂浜缶玫街Z貝爾獎，故有“諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎風(fēng)向標(biāo)”之稱。他們亦在2010年獲頒加拿大蓋爾德納國際獎。

62歲的威廉·凱林是哈佛醫(yī)學(xué)院教授、癌癥專家，在丹娜-法伯癌癥研究所擁有專屬研究實驗室。

65歲的彼得·拉特克利夫則是牛津大學(xué)教授，于校內(nèi)設(shè)立獨立研究團隊，是研究腎病的專家，探討在缺氧環(huán)境下，人體如何產(chǎn)生一種能制造紅血球的荷爾蒙，從而作出調(diào)節(jié)。

格雷格·塞門扎，63歲，是美國約翰霍普金斯大學(xué)醫(yī)學(xué)教授，曾撰寫逾400篇研究論文，被引用逾13萬次。在高中生物老師的指導(dǎo)下，他對科學(xué)產(chǎn)生興趣，就讀哈佛大學(xué)期間，得悉一名朋友的孩子患上唐氏綜合征，促使他決心研究兒科基因?qū)W。

解讀揭開細胞與氧氣“互動”的神秘面紗

在漫長進化過程中，人類和其他動物演化出一套確保向組織和細胞充足供氧的機制。例如，人類頸動脈體中就含有感知血氧水平的特殊細胞。1938年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎就授予相關(guān)研究，當(dāng)年獲獎研究揭示了頸動脈體在感知不同血氧水平后，是如何與大腦交流從而調(diào)節(jié)呼吸頻率的。

除了頸動脈體對呼吸的調(diào)控機制，動物對供氧還有更為基本的生理適應(yīng)機制。比如紅細胞可為身體各組織運送氧氣，缺氧情況下，一個關(guān)鍵生理反應(yīng)是體內(nèi)名為促紅細胞生成素（EPO）的激素含量上升，從而刺激骨髓生成更多紅細胞以運送氧氣。自上世紀(jì)90年代起，拉特克利夫和塞門扎就開始探索這一現(xiàn)象背后的機制。

兩人都研究了EPO基因與不同氧氣水平的“互動”機制，最終發(fā)現(xiàn)了在低氧環(huán)境下起到“調(diào)控器”作用的關(guān)鍵蛋白質(zhì)——缺氧誘導(dǎo)因子（HIF）。HIF不僅可隨著氧氣濃度改變發(fā)生相應(yīng)改變，還能調(diào)控EPO表達水平，促進紅細胞生成。塞門扎探明了HIF實際上包含兩種蛋白質(zhì)，分別為HIF-1α和ARNT。

科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)氧氣水平上升時，體內(nèi)HIF-1α數(shù)量會急劇下降。它是如何在富氧環(huán)境下被降解的呢？

正是腫瘤專家凱林在研究一種罕見遺傳性疾病——希佩爾·林道（VHL）綜合征時，解開了這一謎團。他的研究也因此與上面兩名科學(xué)家的研究聯(lián)系到一起。凱林發(fā)現(xiàn)，VHL綜合征患者因VHL蛋白缺失飽受多發(fā)性腫瘤之苦。典型的VHL腫瘤內(nèi)常有異常新生血管，這可能與氧氣調(diào)控通路有關(guān)。在后續(xù)研究中，他又發(fā)現(xiàn)，正是VHL蛋白通過氧依賴的蛋白水解作用，負向調(diào)節(jié)了HIF-1α。

揭示細胞的氧氣調(diào)控通路，不僅具有基礎(chǔ)科研價值，還有望帶來疾病新療法。比如，調(diào)控HIF通路將有助于治療貧血；而降解HIF-1α等相關(guān)蛋白有可能抑制血管生成，從而有助對抗需要新生血管供養(yǎng)的惡性腫瘤。

問答為何被稱為生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎

自1901年首個獎項被頒發(fā)至今，諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎已走過118個年頭。但多年來，很多人有一個疑惑，為何該獎項是生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎，而不像物理學(xué)獎或者化學(xué)獎那樣單獨設(shè)立？

據(jù)稱，這是因為在阿爾弗雷德·諾貝爾的時代，生理學(xué)指的是現(xiàn)在的許多生物學(xué)領(lǐng)域。按照諾貝爾1895年遺囑中表達的意圖來解釋“生理學(xué)或醫(yī)學(xué)”一詞，可以使頒獎機構(gòu)在頒發(fā)生物醫(yī)學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域獎項時，有更大的自由。

從1901年貝林因發(fā)明白喉血清療法獲獎起，至2018年詹姆斯·艾利森與本庶佑因發(fā)現(xiàn)抑制免疫負調(diào)節(jié)的癌癥療法，該獎項獲獎人的研究領(lǐng)域涵蓋生理學(xué)、遺傳學(xué)、生物化學(xué)、代謝學(xué)及免疫學(xué)等，其中的一些更是徹底改變或推動了醫(yī)學(xué)的發(fā)展。

你知道從放血發(fā)展到輸血的醫(yī)學(xué)史嗎？你知道胰島素和青霉素是怎么被發(fā)現(xiàn)的？你知道人類為什么會衰老嗎？回顧百年生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎的獲獎名單，你將能找到這些問題的答案。

故事時間考驗了成果卻也帶走了研究者

每一名諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎獲獎?wù)?，都?jīng)歷過和時間的“斗爭”。他們花費漫長的時間研究成果，又在漫長的時間里等待成果經(jīng)受考驗。

DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的解析，是二十世紀(jì)偉大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)之一。沃森、克里克和威爾金斯因研究DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，獲得1962年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。但對DNA結(jié)構(gòu)的研究有重大貢獻的羅莎琳·富蘭克林于1958年因卵巢癌死亡，享年只有37歲。

奧斯瓦爾德·埃弗里是一位非常了不起的科學(xué)家，他發(fā)現(xiàn)“基因轉(zhuǎn)化現(xiàn)象”是由DNA而不是當(dāng)時通常認為的蛋白質(zhì)引起。他用了15年時間尋找相關(guān)證據(jù)，終于在1944年發(fā)表了決定性論文。因為在分子生物學(xué)和免疫學(xué)方面的杰出工作，他從上世紀(jì)30年代起幾乎每年都被諾獎提名。然而，再多的工作也沒能說服那時的核酸專家哈默斯頓。當(dāng)時是卡羅琳研究所化學(xué)教授的哈默斯頓，始終認為是蛋白質(zhì)引起了遺傳轉(zhuǎn)化。甚至有傳言認為，哈默斯頓阻礙了埃弗里獲獎。不過，或許埃弗里沒獲獎的真正原因是時間。1962年的生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎頒發(fā)時，哈默斯頓已在鐵證下屈服，可埃弗里再沒機會獲得諾獎——他在1955年就去世了。

試管嬰兒技術(shù)是愛德華茲和英國產(chǎn)科醫(yī)生帕特里克·斯特普托合作研究成功的。1978年，世界上第一個試管嬰兒路易絲·布朗在英國的奧爾德姆市醫(yī)院誕生，引起全球科學(xué)界的轟動，也帶來了巨大的爭議。直至2010年，85歲的愛德華茲獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎，評審委員會稱這項技術(shù)是“現(xiàn)代醫(yī)學(xué)發(fā)展里程碑”，幫助全球10%的夫婦免受無法生育的困擾。但因高齡又體弱，愛德華茲未能發(fā)表獲獎感言。而與其一同創(chuàng)立該技術(shù)的斯特普托于1988年去世。諾貝爾基金會規(guī)定，諾貝爾獎不能授予已去世的人。（據(jù)新華社）