誰說被吃是雞的宿命?這隻雞長了個價值三個諾獎的腫瘤

誰說被吃是雞的宿命?這隻雞長了個價值三個諾獎的腫瘤



有一種不幸叫罹患癌症。

有一種光榮叫斬獲諾獎。

一個世紀前的一隻母雞,就長了一顆諾獎級的腫瘤。

這隻悲慘的雞雖然沒有獲得諾獎,但由它引發的研究卻佔領了三個諾獎席位。


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人類十大死因之一的癌症是漫長人類史中的一個噩夢。

對於檢測、診斷、治療的研究從來沒有停歇。

隨著對它的瞭解加深,人們也終於發展出有效的應對方法。

然而直到一個多世紀以前,人們才知道病毒感染也可以造成癌症。

真相的啟發,竟來源於一隻長腫瘤的雞。


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長腫瘤的雞




佩頓·勞斯也許不是第一個注意到動物身上長出怪異腫瘤的人。

但他的好奇心和實踐能力卻促使他最早對此嘗試找到科學解釋。

1908年,一位婦女帶著一隻母雞找到了勞斯。

這隻母雞從胸部伸出一個巨大的腫瘤。

看起來就像吞下自己的雞蛋卻不幸被卡住。


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佩頓·勞斯



於是他興致勃勃地對這隻患病母雞下手了。

經過活檢發現,這是一隻長有肉瘤的患癌母雞。

他把提取到的乳癌細胞進行研磨、離心、過濾等操作。

然後重新注入健康的母雞體內。

結果健康母雞大多數都誘發了癌細胞的生長。


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實驗離心操作



癌細胞復發不算奇怪。

離奇的是勞斯使用的過濾器材孔徑分明比細菌還小。

也就是說,致使母雞癌細胞生長的物質是一種比細菌更微小的物質。

這極有可能是病毒。


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癌細胞



基於這個實驗與猜想,勞斯在1911年發表的論文中提出:病毒感染有可能導致癌細胞生長。

這在當時生物界是一個前所未有的全新思路。

在此之前,人們的刻板印象中從不認為癌症是可以由感染而引發的。

但是其中存在太多無法解釋的疑點,因此當時並沒有產生很大回響。


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病毒攻擊肺片中的細胞



而且隨著一戰的到來,勞斯的研究重心也逐漸發生轉移。

他轉向研究需求更為迫切的血液學,由此建立了美國第一批血庫。

戰爭推動了一項科學的發展,同時卻也阻礙了另一項研究的繼續。

致癌病毒的假說因此被擱置了幾十年。


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直到20世紀60年代,這個懸而未決的問題才重新被端上科學的舞臺。

科學家在研究鼠類癌症時發現,特定種類的鼠群中患上同種癌症的比例明顯較高。

有人甚至在電子顯微鏡下觀察到RNA病毒從癌細胞中生長出來。

這一系列現象足以說明這種細胞是由於被RNA病毒感染而癌化。

而且病毒會在經由垂直感染,在親代中遺傳致癌因子。


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不斷增殖的癌細胞



於是,那個險些被遺忘的勞斯才被人想起來。

而他當年提出的猜想也因此得到驗證。

誰能想到,那些質疑與嘲笑過勞斯的人在55年後紛紛被打臉。

1966年,勞斯被授予了諾貝爾醫學獎。

當年勞斯報道的病毒也成了赫赫有名的勞氏肉瘤病毒(RSV)。


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顯微鏡下的RSV



雖然已經證實了RNA病毒感染致癌的可能性。

但是其中的機理卻仍然如一團迷霧籠罩著生物學界。

霍華德·特明教授這時提出了一個大膽的假說。

他認為,在細胞中存在一種遺傳機制——以RNA為模板合成DNA。

這也就是現在所說的逆轉錄機制。


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霍華德·特明



然而這個假說提出肇始就飽受爭議。

因為它狠狠衝擊了分子遺傳學的中心法則*。

況且,如果存在這樣的轉化機制,必然有相關酶的作用。

但從來沒有人發現有能發揮這種功能的酶。

*注:1958年弗朗西斯·克里剋制定了分子生物學的中心法則。根據法則,遺傳信息的標準流程為DNA → RNA →蛋白質。即DNA轉錄形成RNA,RNA翻譯形成蛋白質。


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中心法則流程



雖然一些頑固的老派對他的理論嗤之以鼻。

但鑑於勞斯的教訓,他的這一假說沒有完全被忽視,依然引發了一起不小的風波。

許多科學家紛紛投入這門剛興起的腫瘤病毒學研究。

比如麻省理工學院的戴維·巴爾的摩教授就對此非常感興趣。

但最終,特明還是親自用具體的實驗讓質疑者閉上了嘴。


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戴維·巴爾的摩



1970年,他和學生設計了一個簡單而巧妙的實驗。

他們將RSV的病毒株在體外分離純化,並創造出有利於DNA合成的培養環境。

結果,果然產生了大量具有放射性的DNA產物。

這也就證明了特明提出的逆轉錄機制合理存在。

而且其中細胞中也確實具有逆轉錄酶參與作用。

與此同時,巴爾的摩教授也用小鼠白血病病毒(MLV)驗證了這個機制的有效性。


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原以為逆轉錄的提出與中心法則的堅守是一場你死我活、非黑即白的鬥爭。

但事實證明,科學在真理的基礎上呈現出包容的態勢。

兩者都作為遺傳學的一部分相互補充和完善。

中心法則的提出者弗朗西斯後來也明確這與中心法則沒有衝突。

而逆轉錄則成為了原本的中心法則之外,遺傳信息的一種特殊傳遞。


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提出中心法則的弗朗西斯·克里克



特明和巴爾的摩相對勞斯可算幸運多了。

他們不必等待漫長的55年。

5年之後,兩人就因發現逆轉錄酶而共同站上了諾貝爾醫學獎的頒獎舞臺。

第二個諾獎的頒發並沒有叫停RSV的研究。

反而像是激勵著科學家繼續揭示它背後的故事。


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當時已經清楚RNA病毒是可以整合進宿主細胞的遺傳信息中的。

但具體到致癌病毒在細胞內是如何導致變種病毒株發揮癌化能力的問題,始終沒有的得出結論。

哈羅德·瓦慕斯和邁克爾·畢曉普於是接下了這把研究接力棒。

他們從中找到了一種致癌基因,也因此發現了逆轉錄病毒癌基因的細胞來源。

1989年,RSV研究的第三個諾貝爾獎也就落到了他們兩人的頭上。


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哈羅德·瓦慕斯(左)和邁克爾·畢曉普(右)



對於RSV的研究不僅是為了角逐諾獎的榮譽。

它更重要的意義在於揭開了病毒感染導致癌細胞生長的認知序幕。

從那以後,越來越多的致癌病毒逐漸被人類所判別和研究。


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病毒外殼



其中同屬於RNA病毒的愛潑斯坦-巴爾病毒(EBV)也是首批發現的致癌病毒之一。

雖然發現得早,但在大部分病例中,它的感染致癌機制仍未探明。

EBV的這場醫學接力也正蓄勢待發。


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EBV



如今全球約20%的人類癌症是由傳染性病因產生。

發現不是目的,研究也只是過程。

在此基礎上進行針對性的預防和治療,才是現代醫學的最終目的所在。

比如對於研究相對成熟的人類乳頭瘤病毒(HPV),就已開發出相應的防治疫苗。

這是全球首個把癌症作為適應症列入說明書的疫苗。


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HPV病毒



人類罹患的宮頸癌,最主要的原因是受HPV感染所造成。

然而,接種過疫苗並不代表絕對地對此病毒免疫。

由於目前推出市場的幾種疫苗都只含有高危病毒抗原。

因此只是對於高危型病毒降低了感染率。

定期的細胞篩查或HPV病毒檢查也是防治的重要舉措。

畢竟在兇狠的癌症面前,人類的生命仍然顯得無比脆弱。


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最早從母雞肉瘤開展探究的勞斯也許難以想象,後人對其成果的補充與延伸總共斬獲了三個諾獎,甚至在未來可能更多。

在此基礎上,一系列關於腫瘤病毒學的研究也陸續開展。

而其中每一個問題的解決都不僅是終點,也可能是下一個問題的起點。


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而對於科學的研究其實不就是抽絲剝繭的探知過程嗎?

其中核心的一條線貫穿古今,也貫穿學科,逐步牽引著人類接近真知。

而榮譽和物質的獎勵,則是線上的裝飾,是每個階段的鼓舞與下一階段的誘惑。

WeissR A, Vogt P K. 100 years of Rous sarcoma virus[J]. Journal of ExperimentalMedicine, 2011, 208(12):2351-2355.

陳弘之. 病毒感染有可能導致癌細胞生長?致癌基因是如何被發現的[J]?泛科學, 2017.

Cell Biology, Gerald Karp 7th editionP.694-697 The Discovery of Oncogenes.

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