获2019诺贝尔生理学或医学奖的研究，在生活中有什么用？
北京日报客户端2019-10-17 08:08
2019年诺贝尔生理学或医学奖日前揭晓，奖项颁给了美国科学家威廉·凯林、英国科学家彼得·拉特克利夫和美国科学家格雷格·塞门扎。
他们获奖的理由是：发现了细胞如何感知氧气和适应氧气供应，也可称为发现了生物氧气感知通路的机理。
显而易见，“细胞感知氧气和适应氧气供应”是一个基础研究的成果，但相信大众更想知道，这个成果有什么实用价值，能给我们人类带来什么改变？的确，虽然这是一个基础研究的成果，而且只是初步发现和论证，但在健康、生命和疾病防治上有着很多实用意义。
利用低氧诱导因子治疗贫血
说到“细胞感知氧气和适应氧气供应”，就要了解下三位科学家发现的低氧诱导因子（Hypoxia-inducible factors，HIF）。低氧诱导因子广泛存在于慢性缺氧细胞中，它的水平受到氧气含量的影响，在高氧状态下，低氧诱导因子被修饰，从而降解；在低氧状态下，低氧诱导因子不被修饰，不会降解。
概括来讲，低氧诱导因子在“细胞感知氧气和适应氧气供应”中如同一个开关，它的降解与不降解有不同的结果。在低氧条件下不降解的低氧诱导因子能通过转录调节引起一些低氧相关基因表达，其中典型的就是促红细胞生成素基因表达，这使得促红素生成增加，从而诱导血管内皮细胞生成因子增加，进而促进血管生成和红细胞生成。
低氧诱导因子的发现带来了巨大的实用价值，目前在治疗贫血和肿瘤方面已经获得重大进展并进入实用阶段。
举个例子。大家都熟悉的“贫血”是一种既普通又严重的疾病，是指人体外周红细胞容量减少，低于正常范围下限的一种常见疾病，通常以血红蛋白（Hb）的浓度来判断。根据中国的标准，在海平面地区，成年男性Hb<120g/L，成年女性（非妊娠）Hb<110g/L，孕妇Hb<100g/L就属于贫血。
贫血有多种原因和类型，但无论是哪一种，都可以利用低氧诱导因子来增加促红细胞生成素，并产生较多的红细胞来纠正贫血或改善贫血状况。
有望对抗化疗带来的副作用
近些年，基于低氧诱导因子可增加促红细胞生成素的功能，国际上有药企研发了一些治疗贫血的药物。这些药物并非只是对原发性和其他类型的贫血有作用，还可以与癌症治疗联系起来，让患者获益。
许多癌症患者都不得不接受化疗，但很多化疗药物会抑制骨髓红细胞的生成。临床观察发现，30%至90%接受化疗的患者会出现贫血，这被称为化疗诱导性贫血（CIA）。
可以说，CIA是癌症治疗的一种严重但又无声的副作用。癌症患者在接受化疗后非常容易出现疲劳的症状，这是贫血的表现形式之一，时间长了，还会使患者出现认知功能障碍、呼吸困难和抑郁。这些症状会导致生活质量下降，因此一些患者选择停止或延迟化疗，延误了癌症的治疗。
如果未来有基于低氧诱导因子的药物能够防治CIA，就能让癌症患者更为舒适地接受化疗治疗。我们有理由相信，随着对低氧诱导因子机制的深入认识，将会研发出更多治疗多种类型贫血的药物。
探索“饿死”癌细胞之法
疯狂生长的肿瘤就是癌症。失去控制的肿瘤细胞会形成细胞团，细胞团的内部是缺氧的。此时，低氧诱导因子起的却不是好作用。它可以启动应对缺氧的环境，诱导血管内皮细胞生成因子增加，再促进血管生成。生成的毛细血管能进入肿瘤内部，也就给癌细胞提供了养料，使得癌症能得以发展和恶化，甚至迅速夺去患者的生命。
因此，如果能够阻断低氧诱导因子的功能，不让新生的毛细血管生成和进入肿瘤细胞团，癌细胞就会因为缺少营养而饿死或坏死。根据这个机理，现在研究者主要是针对血管内皮细胞生成因子和血管内皮细胞生长因子受体来研制药物。已上市的药物主要分为两类，一类是单克隆抗体，另一类是小分子VEGFRs酪氨酸激酶抑制剂。
在单克隆抗体药物中，贝伐珠单抗是较早的药物，于2010年获批在中国上市（国内药名为安维汀）。贝伐珠单抗是一种人源化的人免疫球蛋白G1型单克隆抗体，能与血管内皮细胞生成因子特异性结合，从而抑制肿瘤血管生成。临床治疗表明，这种药物可以治疗转移性结直肠癌、非鳞状非小细胞肺癌、宫颈癌、卵巢癌、转移性乳腺癌和恶性胶质瘤。
与单克隆抗体药物不同，小分子VEGFRs酪氨酸激酶抑制剂瞄准的是血管内皮细胞生长因子。这类药物包括索拉非尼、阿西替尼、阿帕替尼等，目前都是在中国批准上市使用的抗癌药。
不过，无论是针对血管内皮细胞生成因子，还是针对血管内皮细胞生长因子受体的药物，并非对所有癌症都有效。因为还有一些生长因子也能促进血管的生成，当血管内皮细胞生成因子被抑制的时候，其他几个生长因子的表达就会增加。
总的来说，从理论上讲，如果以前文提到的低氧诱导因子为靶点，被它调控的下游所有生长因子都会被抑制，也就是发挥“总开关”的作用。科学家认为低氧诱导因子的应用范围更广，据此研发的药物会更多，疗效也会更好，只是这还需要更多的研究验证。
可以预想的是，随着科学家对低氧诱导因子的认知进一步深入，除了有助于研发更多抗癌和治疗贫血的药物外，人类还会获得对生命机理更深的认识，并研发出针对眼部、精神类疾病的药物。
来源 健康明白人微信公众号
作者 张田勘
编辑 汪丹
监制 黄玉迎 侯莎莎
流程编辑 王梦莹
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