北生所李文辉团队:新发现比发论文更重要

2016-06-08 11:28 来源:人民日报 作者:赵永新 张佳怡
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至今仍让全球 2.4 亿多人遭受痛苦的乙肝病毒,是美国已故科学家巴鲁克·布隆伯格在上世纪 70 年代发现的。以他的名字命名的研究所,是目前全球顶尖的乙肝病毒研究机构。

前不久,北京生命科学研究所(以下简称北生所)研究员李文辉应邀到该研究所做交流讲座。讲座后,巴鲁克·布隆伯格当年的助手,如今已白发苍苍的汤姆·伦敦握住他的手,激动地说:「真的很高兴,你讲了 40 多年来我们一直想知道的事。」

只要这个课题有价值、有意义,就不该怕困难和风险

2007 年 10 月底,在美国哈佛大学医学院从事艾滋病和 SARS 冠状病毒研究的李文辉回国,到北生所另起炉灶,决定带领新招聘的助手和学生做令许多同行望而却步的课题——寻找乙肝病毒(英文简称 HBV)受体。

乙肝病毒要想感染人类,必须先与细胞膜上的一个蛋白结合,然后才能进入宿主细胞,这个蛋白就是 HBV 受体。只有找到这个受体,才能深入了解乙肝的感染机制,进而研发出有效的治疗药物。

自乙肝病毒被发现以来,全世界许多顶尖科学家都在苦苦寻找它的受体。但是,40 多年过去了,科学家们都无功而返。

「我可以做相对容易、好发论文的课题,但我想做乙肝病毒受体,因为它是这个研究领域最难也是最亟须解决的关键问题。」李文辉告诉北生所所长王晓东,「即使最终我们可能做不出来。」

李文辉之所以做此决定,既源于他早年在国内医院实习时切身感受到的乙肝病人的痛苦,也因为这项工作巨大而迫切的现实需要:目前仍有超过 2.4 亿慢性乙肝患者,中国就约有 1 亿人携带乙肝病毒,其中慢性乙肝病人有 3000 万左右,每年约 35 万人死于慢性乙肝相关疾病。而当前已有的药物均不能根治乙肝,病人必须终身服药。

李文辉知道,做乙肝病毒受体难度极大、风险极高,很可能劳而无功。但是,他对王晓东说:「只要这个课题有价值、有意义,就不该怕困难和风险。」

「你都不怕失败,我们还怕什么?」王晓东说,「所里会全力支持你!」

整整 4 年团队还没有发表一篇论文,经历过黎明前最黑暗的时刻

课题选定之后,李文辉先带领学生们「打地基」。他们查找到国内外已发表过的相关论文,从里面辨别真伪、分析方法、总结教训,寻找可能提供启示的蛛丝马迹……

「地基」打得差不多之后,他们又购买来两只树鼩,试着把这种外形酷似松鼠的类灵长类小动物养活。原来,不同于其它病毒,乙肝病毒只能感染人类、黑猩猩和树鼩。根据分析,研究团队认为,在现有条件下,树鼩是唯一的突破口。于是,他们从树鼩的体内取出肝脏细胞,进行体外培养,建立研究乙肝病毒的体外感染模型,期望从中发现乙肝病毒的受体。

然而,等待他们的,是非同寻常的挑战。

乙肝病毒几乎是世界上最小的病毒,直径只有 40 纳米。在几万倍的电子显微镜下,负责乙肝感染的病毒蛋白看上去像一个大脑袋、短柄的毒蘑菇。它镶嵌在病毒包膜上,短柄儿前后 4 次跨过细胞膜。这一现象在病毒中非常特殊,很难用已有的实验体系进行研究。

在高通量测序中心帮助下,科研人员首先建立了树鼩肝细胞的基因表达图谱。之后,再通过各种手段分析,寻找树鼩肝细胞里可能与乙肝病毒结合的相关蛋白……

他们兵分两路:一路由博士生严欢带队,用「鱼钩」把「小金鱼」(比喻乙肝病毒受体)「钓」上来;另一路由博士后钟国才带队,用排除法筛查。结果,几个月过去了,两路兵马均无功而返。

「是不是这个受体根本就不存在?」学生们陷入深深的困扰。

此时,时间已过去了整整 4 年,团队还没有发表一篇论文。作为领队,李文辉的压力无疑是最大的。但经验告诉他:他们可能已经到了黎明前最黑暗的时刻。

在一次讨论会上,李文辉对学生们说:「这个受体是肯定存在的,只是它非常隐蔽,躲藏在很难察觉的地方。也许这个地方我们已经去过,只是没有发现目标。」

至于论文,他说:「论文固然很重要,但比论文更重要的,是在研究过程中,自己的学术能力有没有提高。我想同学们毕业时最重要的收获,是你在这个过程中到底学到了什么东西。只要自己的能力提高了,即使这次没有成功,今后肯定会有成功的机会。归根到底,做出新的发现比发表论文更为重要。」

之后,大家又重新鼓起了勇气。这时候,李文辉的爱人、此前也在美国哈佛医学院从事病毒和抗体药物研发的隋建华加盟北生所。在她的帮助下,团队对「渔具」进行了改进:设计了一个单克隆抗体位点加在「鱼钩」上,便于定向追踪和捕捉。同时,严欢在原来的「鱼钩」上加一个「倒钩」,防止狡猾的「小金鱼」逃脱。经过改造后「渔具」不但有了强有力的「双保险」,而且也加了高灵敏的「跟踪器」。

科研是一条艰辛的路,但其中的乐趣是一切其它享受都不能替代的

李文辉团队利用改进后的方法及「渔具」继续「钓鱼」。

2012 年 1 月 7 日午夜过后,在蛋白质组中心主任陈涉的帮助下,通过质谱鉴定,景致毅在多条外形很相似的「鱼」中找出了可能的「小金鱼」;

1 月 11 日凌晨,初次验证结果表明,这条「小金鱼」——钠离子牛磺胆酸共转运多肽(又称「肝脏胆酸转运蛋白」,英文简写 NTCP),很可能就是他们寻找了多年的乙肝病毒受体!

但是,这只是初步的结果,还需要进一步的可靠验证。此时已近年关,严欢、钟国才、徐广伟等 4 位同学放弃回家过年,和李文辉、隋建华一起,继续加班加点。

1 月 27 日是农历大年初五。这天晚上,李文辉走后,严欢继续留在实验室工作。凌晨两点多,他得到了一个关键结果:把受体导入原来不能被丁肝病毒(其受体与乙肝病毒是一样的)感染的肝癌细胞,结果实现了感染!

兴奋不已的他立刻给李文辉打了个电话:「铁证如山,就是它了!」

李文辉没有严欢想象的那么激动:「应该没错。早点睡吧,明天还要继续。」

他知道这类验证必须要做两个:一个是功能获得验证,一个是功能丧失验证。严欢做的这次丁肝病毒验证,只是功能获得实验的一部分,后面还有很多事情要做。

他们又继续进行乙肝病毒的功能获得验证。这一步难度更大,但它是证明 NTCP 是乙肝病毒受体的关键证据。他们尝试了多个方案,直到 3 月中旬,通过改进细胞培养基的成分和培养方法,钟国才和严欢先后成功确定了乙肝病毒在原本不能感染的肝癌细胞上的感染。

同时,钟国才还和徐广伟等人花了几周时间,分别完成了在人类肝细胞上受体的功能丧失实验。

至此,研究团队从充分性和必要性两个方面,验证了 NTCP 就是乙肝病毒和丁肝病毒特异性感染人类肝细胞的受体。

此后,团队又夜以继日做了大量的实验,补充了许多新的数据,以让结果更加可靠。

2012 年 11 月 13 日,文章终于在科学杂志《Elife》在线发表——这是李文辉实验室成立 5 年多来发表的第一篇乙肝论文。

大家的喜悦可想而知。说到这里,隋建华引用了她的博士生导师宋曾璇教授曾写给她的一句话:「科研是一条艰辛的路,但其中的乐趣是一切其它享受都不能替代的。」

该成果赢得了国际同行的认可。乙肝病毒感染研究领域国际专家、德国海德堡大学史蒂芬·伍本教授在第一时间发来电子邮件:「这一突出成果对 HBV 研究领域的影响不可低估,它将改变乙肝病毒研究领域内现行的研究模式,将可能帮助乙肝治疗新药的发现而为乙肝病人造福。」

做科学来不得半点虚假,只有经过科学实践验证的东西,才是靠谱的

「找到乙肝病毒受体,等于打开了一扇门。」李文辉说:「其实门打开以后,新的问题更多——所有重要的科学发现在这一点上是相通的。继续前进,去挑战新的未知前沿,我们责无旁贷。我们的目标是全力以赴继续往下做,直到最终解决实际问题。」

李文辉和隋建华团队分工协作、各有侧重:前者继续在基础研究上深挖,后者则聚焦抗体药物研发。

「钟国才和严欢之后,新来的学生也非常用心,相当有拼劲儿。我告诉他们晚上 12 点以后不许在实验室干活,但是他们还是悄悄继续做。我们选择了重点方向,虽然有些并不熟悉,但大家都在全力以赴。」说到这里,李文辉很欣慰,「我们的工作到目前还是领先的。我们建立了更为优化的细胞和动物模型,现在全球的同行都在使用这一工具。同时,我们对病毒慢性感染建立的分子基础等有了更多了解,受体与病毒感染引起肝癌等严重疾病的可能联系也日渐清晰,很多新发现非常有意思。」

在北生所二楼的生物制品中心,笔者见到了隋建华。个儿不高、比实际年龄看上去年轻很多的她总是在微笑,从里到外透着干练。据她介绍,在北京市科委的支持下, 针对乙肝病毒的抗体药物研发也比较顺利。「这个抗体把受体和细胞之间的通道打断,从而阻断病毒进入新的宿主细胞,打破旧的循环,建立新的生态。」她笑着说,抗体的实验阶段在两年前已经做完,现在正在推进临床前研究。从目前来看结果比较理想,上下游的生产工艺也基本过关,力争尽早申请开展临床试验。

「我们想在临床研究中测试它,单独或和已有抑制病毒复制的药物联合使用,看是否能为病人提供更有效的治疗手段。当然,距离临床应用还有一段距离。」

说到研发前景,他们都表示出审慎的乐观。「做科学来不得半点虚假。你可以忽悠一时,但不靠谱的东西在历史上啥也不是,甚至会成为笑话。」李文辉说,「只有经过科学实践验证的东西,才是靠谱的。我们崇尚的是严谨的科学。」(原标题:8 年多来,北生所李文辉团队一直迎难而上、全力以赴研究乙肝病毒感染机理 新发现比发论文更重要(关注·他们为何能领跑⑥)

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编辑: 任悠悠

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