本文首發於「得到APP 」《薄世寧醫學通識50講》
我喜歡用諾貝爾生理學或醫學獎項目說明問題。
首先,它權威。其次,它代表了醫學研究的風向標。
在我看來,雖然諾貝爾生理學或醫學獎一直是為別人的研究頒獎的,但是它本身也是一座醫學的豐碑。
從1901年第一次頒獎到2019年,諾貝爾生理學或醫學獎一共頒發110次,中間因為戰爭暫停過9次。
我們可以通過百年的獲獎項目,梳理一下醫學的發展方向和趨勢。
先從一個人說起,他叫桑卡,是一名美國遺傳學科學家。
人體有一種「基因修復機制」,也就是人體基因會突變,為了自我保護,人體就會自動修復突變。這個機制在研究衰老、癌症和遺傳病方面都有巨大的價值。
桑卡就是發現這個機制的關鍵人物之一。
有這麼突出的貢獻,所有人都覺得他肯定能得諾貝爾生理學或醫學獎。
2015年10月5日,諾貝爾生理學或醫學獎隆重公布,把獎頒發給中國科學家屠呦呦,以及另外兩名外國的科學家,表彰他們在寄生蟲治療領域做出的貢獻。根本沒提名桑卡。
兩天後,也就是10月7日凌晨5點,桑卡的妻子接到一個電話,然後對桑卡說,這個電話非常重要,要他親自接。
接到這個電話,桑卡說話都變得語無倫次了。原來是諾貝爾化學獎委員會打來的電話:「桑卡教授,祝賀你,得了今年的諾貝爾化學獎。」
為什麼要講這個故事呢?
所有人都認為,DNA修復肯定是醫學,怎麼得了化學獎呢?是不是發錯了?
沒有發錯。在我看來,桑卡同時也獲得了醫學獎。
因為發展到今天,這些頂級研究已經很難完全區分到底算化學、物理,還是醫學了。
最開始為了研究的效率,人為地把自然科學分成了不同學科。研究到最後才發現,大家都是在為生命服務。
不論是什麼學科,只要是真的技術、科學的理論,都被醫學借鑑了。100多年來,有近一半的醫學獎都涉及到多個學科。
比如,2018年的物理獎頒給了雷射鑷子和雷射刀。
乍一看屬於物理領域,但其實,雷射鑷子就是用雷射「捏住」病毒、細菌、細胞、分子、原子這樣的小東西,而且不損傷它們。這個技術給醫學研究甚至治療,打開了無限的空間。
雷射鑷子(紅)「捏住」原子示意圖
雷射刀就是通過改變雷射的脈衝和強度,讓雷射變成刀。
這個技術已經被醫學廣泛利用,每年有無數次的眼科手術是由最鋒利的雷射刀完成的,不僅精細,而且創傷小。
物理技術也是為醫學所用,難道不能得醫學獎嗎?
再比如,2018年的化學獎頒給利用生物遺傳變異和選擇的原理,讓微生物製造對人體有益的蛋白質的技術。它的成果用在哪裡呢?
還是在醫學上。
你可能知道牛皮癬、類風溼關節炎,還有其他自身免疫病,這些病非常難治。現在,有一種抗體藥物可以治療這種病,藥的治療原理就是這個獲獎的化學技術。這個技術給無數在痛苦中掙扎的患者,帶來了福音。
這到底該算化學,還是醫學呢?
很多化學家抱怨,得諾貝爾化學獎的研究都是跟醫學相關的,乾脆把化學和醫學合併算了。
雖然這是句玩笑話,但是毫無疑問,再好的研究必須解決人類的實際問題。
這就是醫學發展的第一大特點:醫學借鑑了所有科學的精華,所有自然科學的進步,都終將為醫學所用。
我統計了100多年來的醫學獎,又發現了另一個特點。
也就是大部分獲獎項目都是基礎研究,很少有臨床項目獲獎。只有在早期,有些臨床項目還能獲獎,但是越到後來越難。
雖然諾獎委員會承諾,以後會增加臨床項目的獲獎比例,但是我認為不太可能。
這就是醫學發展的第二個特點:以病因和機制研究為主的基礎醫學,始終是醫學研究的熱點。
具體到諾貝爾獎項,能夠獲獎的臨床項目鳳毛麟角,獲獎項目大多數都是基礎研究。
講到這裡你可能會有疑問:臨床技術是能直接用在病人身上的,是直接讓病人獲益的,為什麼不多給這些項目發獎呢?
這麼理解就想簡單了。
基礎研究是人類智慧不斷累積和迭代的結果。只要研究透徹,必將帶來臨床技術的飛躍。
臨床項目只是對基礎研究的運用,沒有一個臨床項目會永垂不朽。甚至,臨床獎項還有可能發錯。
比如,1949年的諾貝爾生理學或醫學獎,頒給了用腦葉白質切除術治療重度精神病的項目。後來發現它的副作用太大,病人太痛苦,療效也不好,這個獎發錯了。
但是,只要基礎研究越來越深入,對生命的認識就會越來越透徹,醫學的地基就會打得越來越牢,醫學這座大廈也就能越建越高。
比如,1946年的獲獎項目是,發現用X射線輻射的方法,能夠讓細胞突變、死亡,這就是基礎研究。在它的基礎上,發展出了癌症的放射性治療,簡稱放療。放療就是一項治療腫瘤的臨床項目。
再比如,1971年的獲獎項目是,發現激素的作用原理,這也是基礎研究。在它的基礎上不斷深入發展,才有了今天乳腺癌的內分泌治療、更年期雌激素補充、前列腺癌的激素治療等等這些臨床項目。
還有2008年的獲獎項目是,愛滋病病毒的發現,這也是基礎研究。找到了病毒,人類才有了後來的逆轉錄酶抑制劑(NRTI),以及高效抗逆轉錄病毒治療的方法。今天的愛滋病病人在強效的抗病毒藥物作用下,預期壽命已經接近正常人了。
這就是醫學發展的第二大特點:基礎研究始終是醫學研究的熱點。
縱觀100年的諾貝爾獎獲獎項目,我認為1962年是個時間節點。
在這一年,諾貝爾生理學或醫學獎頒發給了發現DNA雙螺旋結構的科學家。雖然,當時獲獎人之一詹姆斯·沃森後來因為發表種族歧視言論,受到了嚴厲批判,但他的獲獎研究還是很靠譜的。
DNA結構的發現,給醫學研究從宏觀到微觀帶來了可能。
近20年,75%的諾貝爾生理學或醫學獎,頒給了基因和分子層面的微觀研究。
比如,人體生物鐘的分子機制,證實只有順應生物節律,別熬夜,才能保持健康的體魄。
再比如,染色體和端粒的研究,證實人類的壽命極限是「寫」在染色體上的。
所有這些微觀的研究,都為宏觀的認知生命和疾病帶來了基礎。
講到這裡,我和你分享一個令人激動的病例。
急性淋巴細胞性白血病是兒童白血病的一種常見類型。在以前,治療主要靠化療。
儘管化療很痛苦,但是仍然有15%-20%的病例效果不好,會復發。
美國女孩兒艾米麗·懷特海德,就是這樣一個反覆化療失敗的例子。到了疾病後期,她已經走投無路了。
這個時候,一種叫做CAR-T的免疫療法出現了。
CAR-T的原理就是把病人殺腫瘤的T細胞抽出來,在體外進行修飾,加上一個專門尋找癌細胞的「GPS」,然後,把這些加了「導航」的細胞擴增,再回輸到艾米麗體內,讓它們攻擊癌症細胞。
生命垂危的艾米麗,在賓夕法尼亞大學醫院接受了試驗性CAR-T治療。這是全球第一例接受試驗性CAR-T療法的兒童患者。
治療一周後,艾米麗從昏迷中醒來。奇蹟出現了,她的白血病細胞消失了,至今沒有復發。
艾米麗接受CAR-T治療前、治療後1年、2年、3年、4年的照片
為什麼要講這個病例呢?
CAR-T治療是由一系列微觀研究促成的。包括癌症基因的研究、免疫細胞的研究、細胞表面受體的研究,以及免疫細胞如何識別癌細胞,這些都是微觀研究。
在今天,宏觀的可以救命的CAR-T治療,正是百年來無數微觀研究的成果。
文 | 薄世寧 北京大學第三醫院重症監護科副主任醫師