诺贝尔奖中的科学

章节摘录

版权页：插图：2008年诺贝尔生理学或医学奖吕克•蒙塔尼探寻真正的艾滋病病毒发现者的漫长道路历经20年的艾滋病病毒发现史2008年10月6日，瑞典卡罗林斯卡研究所宣布，授予三位欧洲研究者2008年年度诺贝尔生理学或医学奖，这三位研究者分别是德国科学家哈拉尔德•楚尔•豪森、法国科学家吕克•蒙塔尼（图1.1）和弗朗索瓦丝•巴尔-西诺西。诺贝尔生理学或医学奖的评审委员会设立在卡罗林斯卡研究所，创立于1810年，位于瑞典北部的斯德哥尔摩，是世界顶尖的医学研究机构（大学）。第二次世界大战结束以后，这所大学的研究者当中涌现出多名诺贝尔生理学或医学奖获得者。2008年获奖者中的楚尔•豪森发现女性常见癌症之一宫颈癌的发病是由一种病毒感染引起的，他因此获得了一半的诺贝尔奖奖金（详见第2章）。另一方面，蒙塔尼和巴尔-西诺西的获奖成就是发现了艾滋病病毒（HIV，人类免疫缺陷病毒），他们分别获得全部奖金的1/4金额。本章将着重介绍蒙塔尼和他的同伴对于HIV的发现。吕克•蒙塔尼吕克•蒙塔尼Luc Montagnier法国病毒学学家•1932年出生于法国中部的夏布利。•1937年5岁时遭遇车祸，导致持续昏睡两天，脸部仍留有疤痕。第二次世界大战中家庭生活困苦不堪，长期营养不良。战后，祖父患癌症去世的事件对他造成了很大的打击，于是决定开始学习医学。•1948年就读于普瓦捷大学医学院和理学部。1955年成为巴黎大学居里研究所助理（当时23岁），熟练掌握了巴斯德实验方法，决定确立分子生物学新领域，成为病毒学研究者。•1960年转入英国格拉斯哥大学病毒研究所致力于肿瘤病毒学的研究。返回居里研究所后，主要进行癌细胞的研究。•1972年在巴斯德研究所病毒研究部门开始研究逆转录病毒及干扰素。•1980年发现用炎症性乳腺癌细胞以外的细胞培养后的T淋巴细胞与小鼠乳腺癌病毒（MMTV）有相似的DNA序列（罗伯特•盖洛团队也在这一时期发现了人类T细胞白血病病毒）。•1982年着手艾滋病病毒的研究。对巴黎比沙医院患者生检后得到的艾滋病病原体进行逆转录病毒证明实验。1983年与巴尔-西诺西共同发现新型病毒，命名为LAV（即之后的HIV）（1984年盖洛发表艾滋病病原体的发现过程，并将其命名为HILV-3）。•1986～1987年美法两政府将专利权和专利费用折半，盖洛和蒙塔尼成为共同发现者（1994年期间变更为对法国有利）。1986年获得拉斯克医学奖，1987年获得加德纳奖，1988年获得日本国际奖。•2008年获得诺贝尔奖。谈及这两位科学家的获奖经过，HIV的发现不仅在科学界和媒体，在政治界也引起了巨大的轰动。这场混乱，从确定他们获奖到只有他们两人获奖，终于被画上了休止符。蒙塔尼和他的同伴最终被肯定为HIV发现者历经了20年的曲折。这期间，各国的媒体几乎在同一时间都将美国国家癌症研究所（NCI，美国国家卫生研究所NIH管辖下的研究机构）的罗伯特•盖洛（图1.2）作为发现者进行了报道。同性恋者易传染艾滋病？1981年，美国在世界上首次报道了在男同性恋者中发现了一种新的性传播疾病。加利福尼亚大学的年轻医师迈克尔•戈特利布描述了一位男性患者的症状。这名33岁的患者体格异常纤细，据说是染上了一种罕见的名为肺孢子虫性肺炎（曾用名卡氏肺囊虫肺炎）的疾病。这种肺炎只有在人体免疫力极其低下时才会发生，当时只有在免疫能力不健全的婴幼儿或者是长期服用抗生素的人群中发现过感染这一病症的患者。戈特利布经过调查发现，患者的免疫系统显著低下，特别是淋巴细胞主要成分之一的T细胞数量也明显减少。戈特利布进一步对4位年轻的男同性恋者而且是免疫力低下的患者进行了检查。通过诊察，他怀疑自己发现了一种新型疾病，他在向医学杂志投递论文的同时，给CDC（美国疾病控制与预防中心）也发去了一封短信。这则消息在1981年6月被刊登。他的论文在CDC信息刊上登载后，立即引起了社会各界的关注，类似的内容也开始被报道。有一则报道内容为，纽约市在仅仅三个月的时间里，就有26名男性因患卡波西氏肉瘤导致病发。当时，卡波西氏肉瘤也是只有免疫力衰退的高龄人群才会感染的一种病症。围绕艾滋病病毒发现而引起一系列混乱的美国研究者罗伯特•盖洛（左数第二人）。作为HIV的发现者他最终没有得到诺贝尔奖。照片／National Institutes of Health（NIH，美国国家卫生研究所）CDC开始直接调查此事。这期间所报道的患有这种特别的、免疫力不全疾病的患者都是同性恋或双性恋的男性，当时，这种病症被称作“同性恋免疫能力不全症”、“GRIDS”、“同性恋传染病”等。报纸和电视也频繁登载这一威胁男同性恋的病症，同性恋社区饱受冲击和动摇。接下来的调查工作激起了较为严重的社会不安，原因是这种病症不仅局限于同性恋者。使用血液制剂的血友病患者及患者的女性伴侣也会患这一病症。静脉注射毒品者中也开始发现这一疾病的携带者。显然，这种疾病是由一种未知的病原体感染，通过性交或血液进行传播的。这种病原体，甚至可以在制作血液制剂时，顺利地通过过滤异物用的滤膜。这是一种微小的生物，也许是一种病毒。这一新型的病症，在1982年末被命名为“艾滋病”（acquiredimmune de.ciency syndrome，AIDS，获得性免疫缺陷综合征）。发现艾滋病病毒的真实背景同一时期，法国巴斯德研究所的病毒研究者吕克•蒙塔尼受某家医院的病毒检验医师委托，对患有淋巴肿瘤的同性恋者是否携带有病毒进行了检测。在当时，这位患者的淋巴肿瘤（恶性淋巴肿瘤，即血癌）被认为是典型的艾滋病前兆。1932年出生于法国中部地区的蒙塔尼，5岁的时候不幸遭遇了一场交通事故，头盖骨骨折陷于昏睡状态中，两天后终于恢复了意识。庆幸的是这次事故没有留下任何后遗症，事故发生前的记忆依然留在他的脑海中，但是对于事故的印象却全然消失了。他对大脑这种奇妙的现象产生了兴趣，这也为他之后走上医学研究道路创造了一个契机。蒙塔尼的父亲是一位会计师，喜好阅读各类科学书籍，蒙塔尼受到父亲的影响也喜欢自学科学知识。10岁时，他在自家的地下室里制作了实验装置，埋头研究化学合成的实验。蒙塔尼的家在第二次世界大战中被破坏。战后，作为受灾较严重的家庭，他们得到允许住进一所没有房主的住宅中。这所住宅是战争中德国纳粹占领法国时使用过的住宅。1972年，蒙塔尼开始工作于法国最具历史的生物医学研究机构――巴斯德研究所。病毒，动物的逆转录病毒（一部分由癌症引发）及干扰素的研究成为他在这里的主要研究对象。逆转录病毒，以RNA（核糖核酸）作为遗传物质的病毒，也是RNA病毒的一种。这种病毒将自身携带的遗传信息转换成为DNA的形式（图1.3），然后插入宿主细胞DNA之间，形成一种巧妙的组合。HIV等逆转录病毒是一类单股正链RNA（右图）病毒。逆转录病毒在逆转录酶的作用下将RNA转变成为DNA，与宿主的DNA因子组合形成一体。资料／NVBI、NLM、NIH等。1982年，某位研究者将自己对艾滋病病毒的推测告诉了蒙塔尼，“艾滋病病毒的病原体有可能是逆转录病毒”，而且蒙塔尼认为这一推断的证据相当可靠。1983年1月3日，蒙塔尼接受委托，对前述患者的淋巴结和血液进行化验，开始研究逆转录病毒。拿到患者的受检样本的当天，他立即将淋巴结离心后得到的淋巴细胞单独培养。以“Bru”通称的患者的淋巴结，为了解艾滋病病毒提供了重要的线索。蒙塔尼对淋巴结的检查并不是偶然的。他知道艾滋病病毒的病原体是由血液感染的，艾滋病病毒破坏了T细胞（T淋巴细胞注1），这一病毒的目的就是让淋巴细胞乃至淋巴结内存在更多的病原体。培养工作很顺利地进行着，蒙塔尼每三天抽取一次培养液交给同事弗朗索瓦丝•巴尔-西诺西（图1.4 ）（巴尔-西诺西在后述的罗伯特•盖洛研究室参与过共同研究工作）。她对培养液中是否存在逆转录酶进行了检测。逆转录酶注2是逆转录病毒以RNA为模板合成DNA 时使用的酶，这种酶的存在意味着逆转录病毒的活动。图1.4.弗朗索瓦丝•巴尔-西诺西培养进行到十几天之后的1983年巴黎巴斯德研究所研究员，与同事蒙塔尼共同获得了诺贝尔奖。她曾于20091月15日时，逆转录酶首次被发现了。年向罗马教皇本笃十六世寄送公开书1月29日，观测结果显示酶的浓度达到信，对罗马教皇“使用安全套在预防艾滋病上不能起到任何作用”的言论发了最高状态。从这个时段开始，病毒表抗议。注1 T淋巴细胞（T细胞）包括可以激活细胞免疫、抑制细胞免疫和攻击被癌细胞或病毒感染的细胞等若干种类。它们基本上来源于骨髓，在颈部以下的胸腺微环境中分化、发育、成熟。这个时候它们由于自身成分发生反应，所有的T细胞都会凋亡。注2 逆转录酶.是以RNA为模板合成DNA的聚合酶，存在于逆转录病毒中。1970年，美国科学家特明和巴尔蒂摩独立发现了动物致癌RNA病毒。在逆转录过程中，遗传信息并不遵循DNA→RNA→蛋白质的方向流动，这一发现进一步完善了生物信息流动的法则，成为中心法则的一个例外。二人因此获得1975年年度诺贝尔生理学或医学奖。

前言

关于诺贝尔生理学或医学奖    《诺贝尔奖中的科学：生理学或医学奖卷》是“21世纪科学知识丛书”的最后一卷。    生理学或医学奖的获奖者名单公布于每年的10月10日，11日起依次公布经济学奖、物理学奖、化学奖、文学奖，最后是和平奖的获奖者名单。在第一卷物理学奖的序言中已阐述，这套丛书由三个科学奖卷和经济奖卷共四卷构成，文学奖和和平奖不包括在其中，原因是在这两个奖项的获奖者选定方面，经常会出现不同看法甚至受到一些舆论的抨击，拥有世界最高权威的国际奖项也普遍客观存在着一些较难评价和定位的领域。    诺贝尔奖设立初期，获奖者名单的公布和颁奖仪式的时间安排还不是以现在的形式进行的。诺贝尔奖诞生于1901年，之后为了纪念阿尔弗雷德·诺贝尔的逝世之日，奖项被定于10月10日公布，颁奖仪式也于当天举行。获奖者会提前接到诺贝尔委员会的秘密联络，在不对外界公布的情况下悄无声息地赴斯德哥尔摩旅行并参加颁奖典礼。使用当时的交通工具从其他国家出发，或者是从其他大陆出发到达瑞典是一件非常不容易的事情，于是在10年后的1911年，诺贝尔委员会将获奖者名单的公布时间改为10月，颁奖典礼改为12月举行。    但是，诺贝尔奖自身也有其不可变更的部分，其中有一个必须遵守的原则是：只公布最终获奖者，候选者名单绝对不对外公布。一旦被认定为获奖者，绝不会因为任何原因发生改变，即使这些原因会演变成为一些棘手的问题，比如说获奖者并不是真正的发明者，或者发现者是别的科学家等，已公布的获奖者绝对不会被取消或更换为别人的名字，因为这是瑞典国王授予的诺贝尔奖，它是最高权威、最终决定的威严，以及永远的象征。    然而正是这个谁都不能随便干涉的诺贝尔奖，却经常会成为被批判或丑闻传言的对象。特别是获奖者的选拔过程在外界看来完全被黑箱化，更加使其成为招致臆测的原因。    生理学或医学、物理学、化学这个三个奖项，由世界各国的数百名推荐者、也就是研究机构或已获奖者，将数百人的名单寄送到诺贝尔委员会(自荐者自动排除)。截至每年的2月1日，各个奖项要从众多名单中选出30名候补者，到夏天之前要决定这一年的获奖者。在本书的取材过程中，我们有幸拜访了常年在德国马克思·普朗克生理学研究所担任所长并参与这项推荐工作的弗洛里安教授，对于获奖者的选拔经过和背景等做了详细的了解。    对于最终选拔的过程来说，诺贝尔委员会的委员们履行着一个世纪以来最为严格的保守秘密的义务，但是大家都是很普通的人，谁都不可能完全不被卷入传言的漩涡。    围绕意大利女神经生物学家丽塔·列维一蒙塔尔尼奇(RitaLevi-Montalcini)发生的事情就是一个真实的事例。1995年，据瑞典最大的新闻报纸《每日新闻报》(Dagens Nyheter)报道，意大利的制药企业Fidia公司为了让蒙塔尔尼奇获得诺贝尔生理学或医学奖，曾捐赠900万美元给诺贝尔委员会的某名委员(蒙塔尔尼奇实际上已于1986年获奖)。    那时也曾经有诺贝尔委员会委员在同一报纸上发表控诉，结果两周后，这家报社将有关控诉的报道全部撤销了。事情的详细原因并不是很清楚，但是由于此事件报纸的发行量大增，事态却随之平息下来。    如果我们追溯到更早，伟大的物理学家尼尔斯·玻尔(NielsHenrik David Botlr)在其绝对的权威下，凭借个人的力量使得理查德·菲利普·费曼(Richard Phillips Feynman)和朱利安西摩·施温格(Julian Seymotlr Schwinger)，还有朝永振一郎的物理学奖获奖时间推迟了大约15年。这样的事情或传言在向世人宣布诺贝尔奖具有世界级影响力的同时，也道出了获奖者在选拔过程中的难度。    本书着重介绍了诺贝尔生理学或医学奖的获得者。这个奖项的英文名称为“The Nobel Prize in Physiology or Medicine”，也就是生理学或医学奖，被单独称为医学奖的说法也很常见。本书中仍将此奖项称为“生理学或医学奖”。    阿尔弗雷德·诺贝尔在遗书中写道，将为在生理学或医学方面有突出贡献的人设置奖项，而且特别强调了生理学。设置奖项的原因到目前为止还没有明确的解释。    但是在他生活的19世纪后半期，欧洲或美国的医学界正在发生以“实验医学”命名的革命性变化。医学界出现了从一直以来医生所特有的临床经验开始转向研究室的转变潮流，也就是说，在研究室从事医学实验研究的人都是新生代的生理学家，他们并不是很尊敬那些解剖学家出身的人物。    19世纪，医学界已经出现了碰壁现象，犹如考古学和古生物学，对于疾病种类的分类在一片消极的状态中停滞不前。但是，与此同时，科学界的所有领域都开始朝着信奉实验的方向发展，医学界的实验医学、被称为“生理学”的新研究领域也开始登场。随着社会的变化，有“敏感企业家”之称的诺贝尔适时地感受到了那个时代的胎动现象，将生理学这一概念率先应用于医学界。所以，“生理学或医学”这一表达方法有可能意在说明“生理学是一种新型医学”。    本书收录的过去30年间的15位获奖者(包括日本获奖者利根川进)，都为奠定现在的生理学或医学的知识基础做出了贡献，他们大多是脑神经、免疫、细胞、细菌及病毒方面的研究者。正是因为有了他们的研究成果，我们才会注意到自身健康、疾病乃至治疗方法。看似让很多人都感到复杂的显微镜下的生物世界，却比物理学或化学更接近我们的生活，所以说生理学或医学奖是与我们的身体直接相关的奖项。    阿尔弗雷德·诺贝尔将这个奖项的管理者指定为瑞典斯德哥尔摩的卡罗林斯卡研究所。从对生理学或医学奖候选人的筛选、审定、获奖者名单的颁布，到诺贝尔委员会负责运营的颁奖仪式都由这个研究所承担。卡罗林斯卡研究所在早期就决定将生理学或医学奖授予那些在人类健康基础研究上有所发现的研究者，也就是说，临床医学不包括在内。由此，被称为现代脑外科手术之父的美国人——库欣·威廉姆斯(因库欣综合征的名字广为人知)，以及历史上名气更大的精神分析家西格蒙德·弗洛伊德都没有被选中，因为他们的研究并不是通过实验来验证的。    通过实验来验证这件事也反映了生理学研究阴暗的一面。为了进行这样的研究，需要将世界上无数只动物作为实验对象让它们面对残酷的生死(现在也依然存在)。为了科学的进步和人类的幸福，毫无抵抗能力的动物们牺牲了自己的生命，成就了各种研究(作者曾经亲眼目睹研究现场)。书中所收集的一些著名的诺贝尔奖获得者也曾提及他们年轻时反复使用动物做实验的经历。    如果读者能够从多个角度出发去阅读本书的话，就会知道获奖者在当时获得最高评价和荣誉的过程或理由，同时也可以更容易理解当时的研究背景。    在本书的编写过程中，作者对两位诺贝尔奖获奖者——德国的克里斯蒂安娜·尼斯莱因一福尔哈德教授(1995年获奖)和美籍瑞典裔的托尔斯滕·韦塞尔教授(1981年获奖)进行了单独采访，听取了他们对于现代科学研究状况的述评。两位研究者都非常亲切地接受了采访，对于本书的编写目的——将诺贝尔奖获得者真实的一面传达给读者，给予了非常大的帮助和支持，在此表示深深的感谢。    编著者：矢沢洁

内容概要

矢沢科学事务所（Yazawa Science Office）
1982年于日本东京成立的科学信息集团，法人代表为矢沢洁。该集团出版过的图书包括《最新科学论系列》（共37册）、世界多位诺贝尔奖获得者的采访录《知识的巨人》、《经济学是如何产生的？》、《日本男人的精子能力》以及有关癌症、糖尿病、脑部疾病等大众医学类图书系列、动物医学系列（以上由学习研究社出版），《巨大的工程》（讲谈社）、《原始的科学》（SoftBank Creative），《药物是如何起作用的》、《地球真的在升温吗？》、《核能的复兴》、《撼动自然界的“临界点”之谜》、《NASA每日播报：惊人的宇宙原始信息》、《NASA每日播报：惊人的地球原始信息》、《诺贝尔奖中的科学：物理学奖卷》（以上均由技术评论社出版）等。
小岛Toshinobu+斋藤四步（NONdesign）
装订。
Crazy Arrows（曾根早苗、小宫Azusa）
拼版、DTP制作。
通木俊、十里木Torari、高美惠子
作图。

书籍目录

第1章 2008年诺贝尔生理学或医学奖 吕克·蒙塔尼 Luc Montagnier探寻真正的艾滋病病毒发现者的漫长道路第2章 2008年诺贝尔生理学或医学奖 哈拉尔德·楚尔·豪森 Harald zur Hausen导致子宫颈癌的人乳头状瘤病毒的发现第3章 2007年诺贝尔生理学或医学奖 马里奥·卡佩奇 Mario R.Capecchi创造“基因工程”神话的主人公第4章 2005年诺贝尔生理学或医学奖 巴里·马歇尔 Barry J.Marshall 罗宾·沃伦 J.Robin Warren研究者的执著——用自己的身体实验幽门螺杆菌第5章 2001年诺贝尔生理学或医学奖 利兰·哈特维尔 Leland H.Hartwell阐明细胞分裂周期的机制第6章 2000年诺贝尔生理学或医学奖 阿尔韦德·卡尔松 Arvid Carlsson多巴胺:脑内使者的发现第7章 1998年诺贝尔生理学或医学奖 罗伯特·佛契哥德 Robert F.Furchgott壮阳药物的诞生与一氧化氮新功能的发现第8章 1997年诺贝尔生理学或医学奖 斯坦利·普鲁西纳 Stanley B.Prusiner追寻疯牛病和克雅氏病的病原体——普里昂蛋白第9章 1995年诺贝尔生理学或医学奖 克里斯蒂安娜·尼斯莱因-福尔哈德 Christiane Nüsslein-Volhard解开“生命奇迹”的女科学家诺贝尔奖获奖者专访①:克里斯蒂安娜·尼斯莱因-福尔哈德第10章 1987年诺贝尔生理学或医学奖 利根川 进 Susumu Tonegawa利用基因解开抗原抗体反应之谜第11章 1983年诺贝尔生理学或医学奖 芭芭拉·麦克林托克 Barbara McClintock发现“转座子”的细胞遗传学女性第12章 1981年诺贝尔生理学或医学奖 戴维·哈贝尔 David H.Hubel 托尔斯滕·韦塞尔 Torsten N.Wiesel大脑是如何将视觉信号成像的?诺贝尔奖获奖者专访②:托尔斯滕·韦塞尔第13章 1981年诺贝尔生理学或医学奖 罗杰·斯佩里 Roger W.Sperry从“分裂脑”的研究探索大脑的秘密诺贝尔生理学或医学奖获奖者一览表参考文献

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《21世纪科学知识丛书•诺贝尔奖中的科学:生理学或医学奖卷》并没有大篇幅地介绍诺贝尔奖获得者们的丰功伟绩，而是用一种近乎白描的方式让读者们走近了获奖者们的研究内容和生平经历。读完这本书后我发现，几乎所有的获奖科学家从来不曾将获奖作为自己的目标和方向，这也让我更深刻地感受到。诺贝尔奖绝不是急功近利、一厢情愿就能够争得的荣誉，与此相比它更是年复一年的辛勤耕耘。希望读者们也会从中有所感悟和体会。

作者简介

《21世纪科学知识丛书:诺贝尔奖中的科学•生理学或医学奖卷》内容简介：诺贝尔奖是这个时代最富有神秘色彩的奖项了。获得这一无上荣誉的科学家们，有的原本默默无闻，获奖之后便声名鹊起、妇孺皆知，有的本来就是各媒体争相报道的知名学者，所到之处人们无不仰慕追随。他们的成长、性格、人生经历不一而同，最终却都得到了诺贝尔奖的青睐。为什么是他们获得了诺贝尔奖、他们的研究成果意味着什么？《21世纪科学知识丛书:诺贝尔奖中的科学•生理学或医学奖卷》从最近30年的诺贝尔生理学或医学奖获奖者当中甄选出15位“科学巨星”，让我们一起看看他们的探索之旅、他们的喜怒哀乐和酸甜苦辣，看看那些公众注意力之外的故事和情节……

《21世纪科学知识丛书:诺贝尔奖中的科学•生理学或医学奖卷》适合广大青少年、科研工作者、关注科学最高奖项诺贝尔奖的人们，以及所有热爱科学的读者阅读。

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