2019年10月15日 星期二

2019年诺贝尔医学奖:开启癌症、慢性肾衰竭及贫血治疗新纪元!

李青大夫 医脉圈

作者 / 李青          来源 / 李青科普


当地时间10月7日,诺贝尔奖委员会在瑞典斯德哥尔摩宣布,2019年度诺贝尔生理学或医学奖授予三位来自美国和英国的科学家,以表彰他们对人体细胞缺氧反应机制研究所做出的贡献。这个研究成果为治疗癌症、慢性肾衰竭及贫血等多种疾病带来了新希望。

获奖的3位科学家分别是美国哈佛大学教授凯林(William Kaelin)图1、英国医学家雷克里夫(Peter Ratcliffe)图2和美国医学家塞门萨(Gregg Semenza)图3.其中凯林是癌症研究专家,雷克里夫是肾病研究专家,塞门萨是细胞工程研究专家。

图1:美国哈佛大学教授凯林(William Kaelin)

图2:英国医学家雷克里夫(Peter Ratcliffe)

图3:美国医学家塞门萨(Gregg Semenza)

一、三位科学家的研究内容是什么? 

我们都知道,红细胞的主要功能是携带氧气,吸入的新鲜氧气通过肺泡进入血液,血液中的红细胞携带氧气随血液循环进入全身各个部位,为组织、器官新陈代谢提供能量。

但是,如果氧气供应不足怎么办?比如高海拔地区,空气稀薄,氧含量低,这种缺氧情况下人体如何有效的利用氧气,以保证各器官组织氧的需求?

此外,每个细胞的新陈代谢和能量消耗是不一样的,对氧气的需求也是不同的,人体如何调节不同细胞氧的分配?肿瘤细胞的代谢旺盛,需氧量高,肿瘤细胞是如何获得足够氧气的?

这要从肾脏说起。

红细胞是在骨髓制造的,在制造过程中需要一种物质“催化”,这种具有“催化”作用的物质叫促红细胞生成素,简称EPO。如果EPO不足,红细胞生成障碍,就会出现贫血。

EPO由肾脏皮质和外髓部小管周围的纤维母细胞分泌,慢性肾衰竭患者,EPO生成不足,就会出现贫血,我们称肾性贫血。而补充人工的EPO及铁剂可以治疗肾性贫血,这在临床上已广泛应用。

那EPO又是怎么产生的呢?

最初人们发现,运动员高山滑雪后红细胞数量明显增多,后来科研人员发现,缺氧状态下,缺氧细胞会产生一种物质,叫低氧诱导因子,简称HIF,HIF通过一系列机制刺激肾脏分泌EPO而促进红细胞的生成,图4。 

图4:HIF

HIF并不是持续具有活性的,有一种酶叫HIF羟化酶,可以灭活(降解)HIF的活性,图5。当氧气恢复供应时,HIF羟化酶活性增强,从而降解HIF,使之含量下降,EPO分泌也随之减少,红细胞生成恢复正常。

图5:HIF受调控

三位科学家正是对上述机制深层次的研究,先是获得2016年的拉斯科基础医学奖,今年又获得诺贝尔生理学或医学奖。

二、这个研究有什么临床意义? 

科学家发现,癌症患者某些基因突变后,人体会产生大量的HIF,刺激肾脏产生大量的EPO,促进红细胞的生成,并带来大量的氧气。不过,先不要为癌细胞喝彩,如此途径带来的氧气只是为了满足癌细胞自身的需求,甚至癌细胞疯狂的增长,还会“掠夺”周边正常细胞的氧分,对人体造成伤害。

人类可以通过各种方式,抑制癌症组织HIF的产生,给癌细胞“断氧”,从而抑制癌细胞的生长,这无疑对肿瘤治疗提供了更好的途径和应用前景。

这正是这项研究的意义所在。

而对肾性贫血的治疗,采取的则是另一个途径。

药理学通过抑制HIF羟化酶,减少HIF的降解,增加HIF的水平,使人体在正常氧供应状态下也能产生足够的内源性EPO,治疗贫血。

目前HIF羟化酶抑制剂(罗沙司他)已经上市用于临床治疗肾性贫血。

相信抑制肿瘤组织HIF的药物在不久的将来也会上市用于临床,为肿瘤的治疗带来更多的措施和更大的希望。


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