【香港商報網訊】10月1日開始,2018年諾貝爾獎各獎項得主陸續揭曉。美國科學家艾利森和日本科學家本庶佑共享2018年諾貝爾生理學或醫學獎,以表彰他們在癌症免疫治療方面作出的貢獻;美國科學家阿什金、法國科學家穆魯以及加拿大科學家斯特裏克蘭分享2018年諾貝爾物理學獎,以表彰他們在激光物理學領域的突破性貢獻;美國科學家阿諾德和史密斯,以及英國科學家溫特同獲2018年諾貝爾化學獎,以表彰他們在酶的定向演化以及用於多肽和抗體的噬菌體展示技術方面取得的成果。
美日科學家共享醫學諾獎 为治疗癌症打开新大门
10月1日,在瑞典斯德哥尔摩卡罗琳医学院举行的新闻发布会现场,大屏幕显示美国科学家詹姆斯·艾利森(左)和日本科学家本庶佑的照片。新华社记者叶平凡摄
瑞典卡羅琳醫學院10月1日宣布,將2018年諾貝爾生理學或醫學獎授予美國科學家詹姆斯·艾利森和日本科學家本庶佑,以表彰他們在癌症免疫治療方面所作出的貢獻。
評獎委員會介紹,兩名科學家“松開”了人體的抗癌“刹車”,讓免疫系統能全力對抗癌細胞,“現在已徹底改變了癌症療法”。
評獎委員會還說,每年都有數百萬人死於癌症,這是人類最大的健康挑戰之一。今年的獲獎者“創立了癌症療法的一個全新理念”,“通過激發我們免疫系統內在的能力來攻擊腫瘤細胞”,他們的發現是“我們在與癌症戰鬥過程中的一個裏程碑”。
諾貝爾委員會成員愛德華·史密斯在接受記者采訪時表示,今年獲獎研究的意義在於它為癌症治療打開了一扇新的大門。此前的治療方法集中在腫瘤細胞上,新的研究主要針對人體免疫系統,這提高了治療效率。隨著一系列相關新藥的陸續研發和投入使用,許多晚期癌症患者也能看到新的希望。
他說,這種治療方式對於完全沒有希望的癌症患者有重大的意義。假如你患有已擴散的惡性黑色素瘤,你可能最多能活六個月,現在通過這種治療方式,能夠讓這些癌症患者延長生命。第一批(接受免疫療法治療的)患者被跟蹤調查了10年,他們沒有再複發腫瘤,這與其他治療方式有很大的不同。如果你使用細胞毒性劑殺死或破壞正在繁殖的細胞的治療方法,可能會在一年或者五年之後再次出現腫瘤,你真的不知道會發生什么,但是看看現在已經生存了五年之久的癌症患者,他們的腫瘤已經消失了,不會再複發了。
美国科学家詹姆斯·艾利森(左)和日本科学家本庶佑。
艾利森出生於1948年,為美國得克薩斯大學MD安德森癌症研究中心教授。他發現人體免疫T細胞表面有一種叫作CTLA-4的分子,對其進行“阻擊”會解除免疫細胞受到的束縛,從而全力對抗癌細胞。
艾利森在MD安德森癌症研究中心發布的一份聲明中說,他最初並不是想研究癌症,而是打算研究免疫T細胞的生物學機理,“我從沒想到我的研究會朝著(癌症治療)這個方向行進”,這是“基礎科學所擁有力量活生生的例證”,獲得這一獎項讓他“感到榮幸和謙卑”。
現年76歲的日本京都大學教授本庶佑發現了另一個免疫細胞“刹車”分子PD-1,根據他的發現所開發的PD-1阻斷療法已被證實在對抗腫瘤方面具有突出效果。
本庶佑在京都大學對媒體說,他是在和同事討論論文時聽到獲獎消息的,“完全出乎意料”,“我很高興,但也感到震驚”,“我想繼續我的研究……讓這種免疫療法能夠比以往拯救更多的癌症患者”。
兩名科學家將分享900萬瑞典克朗(約7045萬港元)獎金。
【新聞背景】諾貝爾生理學或醫學獎知多少
關於諾貝爾生理學或醫學獎的一些有趣事實:
1、從1901年到2017年,生理學或醫學獎一共頒發108次。其中,有39次授予一名科學家,32次由兩名科學家分享,37次由三名科學家分享。
2、至今尚未有一名科學家在一生中能兩次獲得生理學或醫學獎。因著作《夢的解析》而名揚世界的奧地利精神病學家、心理學家弗洛伊德曾32次獲得生理學或醫學獎提名,但終生未能獲獎。
3、截至2017年,共有214名科學家獲得生理學或醫學獎,其中只有12名女性。2015年獲獎的中國女藥學家屠呦呦,是中國科學家在中國本土進行的科學研究首次獲諾貝爾科學獎。
4、曆屆生理學或醫學獎獲獎者獲獎時的平均年齡是58歲。最年輕的得主是加拿大醫生弗雷德·班廷,他因發現胰島素於1923年獲獎,當時才32歲;最年長的是美國病毒學家弗朗西斯·佩頓·勞斯,他於1966年獲獎時已87歲高齡。
5、在生理學或醫學獎的曆史上,曾有兩對“夫妻檔”同時獲獎:美國科學家卡爾·科裏、格蒂·科裏夫婦因發現糖代謝中的酶促反應而共同獲得1947年生理學或醫學獎;2014年生理學或醫學獎得主中的挪威科學家梅-布裏特·莫澤和愛德華·莫澤也是夫妻。
美法加科學家分享物理諾獎 从科幻照进现实的激光
10月2日,瑞典皇家科學院在斯德哥爾摩宣布,將2018年諾貝爾物理學獎授予美國科學家阿什金、法國科學家穆魯以及加拿大科學家斯特裏克蘭,以表彰他們在激光物理學領域的突破性貢獻。
阿什金獲得900萬瑞典克朗(約783萬港元)獎金的一半,穆魯和斯特裏克蘭將共享另外一半。
今年被授予諾獎的發明徹底改變了激光物理學,讓極小的物體與極快的過程以全新的方式出現。不止是物理學,化學、生物學與醫學都因該發明而獲得了可用於基礎研究和實際應用的精密儀器。
阿瑟·阿什金(Arthur Ashkin)發明了光學鑷子,能用激光束夾起粒子、原子、分子。它還能夾起病毒、細菌及其他活細胞,並能讓它們在檢查和處理時不被損壞。阿什金的光學鑷子為觀察和控制生命的機器創造了全新的機會。
穆魯(Gérard Mourou)與斯特裏克蘭(Donna Strickland)為人類創造的最短、最強的激光脈沖打下了基礎。他們開發的技術開辟了新的研究領域,並帶來了廣泛的工業和醫療應用。例如,每年有無數次的眼睛手術是由最鋒利的激光束完成的。
阿什金,1922年出生,1952年從康奈爾大學獲得博士學位,是“光學鑷子”的發明者,被認為是光學陷阱之父、激光科學的巨擘之一。
阿什金發明了一種光鑷工具,它能夠用一束高度彙聚的激光形成三維勢阱來捕獲、操縱極其微小的粒子,也就是說,讓激光將小粒子推向光束中心,並將它們固定在那裏,從而更好地操縱它們。1987年,阿斯金在這方面取得了實質突破。他在不傷害活細菌的情況下,成功用光鑷捕獲了它們。
阿什金造出的光阱
分子马达在光阱中前进
瑞典皇家科學院院士埃娃·林德羅特接受記者采訪時說:“有了這種光鑷,我們能夠抓取分子,把它們移動到你想要的地方,並對它們展開操作,這是非常實用的工具,事實上我們也經常使用它。”
有了通過駕馭光而形成的新工具,人們可以操縱和移動原子、病毒和其他活細胞。阿斯金的發明讓科研人員有機會在不破壞細胞膜的前提下,深入分析細胞內發揮關鍵作用的分子馬達,探討其中的運作機制。如今在許多生物實驗室中,光鑷已經是標配的設備。
穆魯,法國電氣工程和激光領域的先驅。
斯特裏克蘭,長期從事強激光與物質非線性相互作用、非線性光學以及超短超強激光系統的研究,她在美國羅徹斯特大學獲得博士學位。她是諾獎曆史上第3位女性物理學獎獲得者,也是時隔半世紀後女性再度獲得物理學諾獎。前兩位是1903年獲獎的居裏夫人,和1963年獲獎的瑪麗亞·格佩特-梅耶。
啁啾脉冲放大技术(CPA)
穆魯和斯特裏克蘭發明了一種叫作“啁啾脈沖放大”的技術,簡單解釋就是,將短激光脈沖適時拉伸以減少峰值功率,然後放大它,並最終把它徹底壓縮,這能讓更多的光被壓縮在一個極小空間內,從而大幅提高脈沖的強度。
他們的新技術為科研和一些產業發展提供了全新視角,在物理、化學以及醫學等領域都得到應用。科研人員有機會一窺微觀且快速變化中的分子和原子世界中發生了什麼。超強的激光束能夠精准地在不同材料上實現切割和鑽孔。
林德羅特說,“這項研究涉及如何讓激光變得更強,有了強大的激光我們可以做很多實際的事情,比如精准、低成本地為粒子加速,強激光帶來的短脈沖又可以幫助我們以簡單且盡可能不損傷眼球的方式來矯正視力。”
數說諾貝爾物理學獎(1901年至2017年)
111次:
1901年以來,諾貝爾物理學獎共頒發過111次。其中有六個年份沒有頒發過諾貝爾物理學獎,分別是1916、1931、1934、1940、1941和1942年。根據組委會的章程,如果候選人的貢獻沒有達到要求,那麼獎金將被留至下一年。如果第二年仍然沒有合適人選,獎金將被加入到基金會的初始資金中。在兩次世界大戰期間,諾貝爾獎較少頒出。
207人:
1901-2016年,共207人次獲得了諾貝爾物理學獎。其中,美國物理學家John Bardeen(約翰·巴丁,1908年5月23日-1991年1月30日)因晶體管效應和超導的BCS理論在1956年、1972年兩次獲得諾貝爾物理學獎。因此,1901年以來諾貝爾物理學獎的獲得者共206人。
47次:
有47次諾貝爾物理學獎只頒給一位獲獎者,32次由兩位獲獎者共享,32次由三位獲獎者共享。
2名:
曆史上曾有兩名女性獲得諾貝爾物理學獎。其中,瑪麗·居裏(Marie Curie)兩度獲得諾貝爾獎。1903年,居裏夫婦和貝克勒爾由於對放射性的研究而共同獲得諾貝爾物理學獎。1911年,居裏夫人因發現元素釙和鐳再次獲得諾貝爾化學獎,成為世界上第一個兩獲諾貝爾獎的人。
55歲:
1901年至2017年,諾貝爾物理學獎獲得者獲獎時的平均年齡是55歲。
25歲:
迄今為止,最年輕的諾貝爾物理學獎獲得者是William Lawrence Bragg,獲獎時是25歲。1915年,他和他的父親William Henry Bragg同時獲獎。
驾驭进化的力量 美英科學家同獲化學諾獎
10月3日,2018年諾貝爾化學獎揭曉,加州理工學院科學家弗朗西斯·阿諾德、密蘇裏大學科學家喬治·史密斯及劍橋大學MRC分子生物實驗室格雷格·保羅·溫特獲得2018諾貝爾化學獎,以表彰他們 “肽類和抗體的噬菌體展示技術”的貢獻。
2018年諾貝爾化學獎獲得者“控制”了進化,並利用這一手段為人類帶來巨大的福祉。由人為定向進化產生的酶,已經被用於制造包括生物燃料到藥物的各種物質。而通過一種名叫“噬菌體展示”(phage display)的方法產生的抗體,可以用於對抗人類的自身免疫疾病,並且在一些情況下治愈轉移性癌症。
弗朗西斯·阿諾德因研究酶的定向進化而分享一半獎金;喬治·史密斯 和格雷格·保羅·溫特因縮氨酸的噬菌體展示技術而共享另一半獎金。
弗朗西斯·阿諾德(Frances Arnold)1956年出生於美國匹茲堡,現為加州理工學院教授。她首次進行了酶的定向進化,這些酶是催化化學反應的蛋白質。通過定向進化產生的酶被用於制造從生物燃料到藥物的所有產品。
阿諾德的發明技術簡介
在20世紀90年代早期,阿諾德開創了所謂的“定向進化”方法,用於設計新的和更好的酶。該項技術讓生物酶在實驗室中“繁殖”,以獲得研究人員期望的性狀。該方法生產出的酶,被廣泛地用於制造消費品和醫學診斷。
定向進化還可以讓產品制造更環保,包括藥品、生物燃料甚至牛仔褲的制造。這些酶對環境無害,並通常可替代有毒化學物質。
“進化是世界上最強大的工程方法,我們應該利用它來尋找解決問題的新的生物解決方案,”阿諾德在2017年接受加州理工學院校報采訪時說。
2017年以來,阿諾德及其同事正在使用定向進化來使細菌產生矽碳鍵。在這之前,只有化學家做出過矽碳鍵。研究表明,細菌可以迅速適應新環境,生產出新的化學類型。更重要的是,該發現能以更環保的方式制造具有矽—碳鍵的產品:從潤滑劑到藥品。
2016年,阿諾德成為第一位獲得芬蘭科技學院頒發的“千禧技術獎”(Millennium Technology Prize)的女性。她是第一位獲得美國國家工程院頒發的2011年“查爾斯·斯塔克·德雷珀獎”的女性。阿諾德也是第一位被選入美國國家科學院所有三個分支的女性 :美國國家工程院(2000年)和國家科學院(2008年)。
阿諾德於2014年入選國家發明家名人堂,並於2013年獲得國家技術與創新獎。她最近獲得了美國國家科學院頒發的2017年薩克勒獎。
阿諾德於1979年獲得普林斯頓大學機械和航空航天工程學士學位,1985年獲得加州大學伯克利分校化學工程研究生學位。她於1986年作為訪問助理到達加州理工學院,並於1987年成為助理教授,1992年獲得副教授。 她於1996年任教授,2000年成為化學工程,生物工程和生物化學Dick&Barbara Dickinson教授。她於2013年成為加州理工學院Donna和Benjamin M. Rosen生物工程中心的主任。
喬治·史密斯(George P. Smith),1941年出生於美國諾沃克。1970年於哈佛大學獲博士學位。密蘇裏大學榮休教授。
史密斯的噬菌體展示多肽技術流程
喬治·史密斯開發了一種稱為噬菌體展示的方法,其中噬菌體——一種感染細菌的病毒——可用於進化新蛋白質。
噬菌體展示是研究蛋白質-蛋白質,蛋白質-肽和蛋白質-DNA相互作用的實驗室技術,它使用噬菌體(感染細菌的病毒)將蛋白質與編碼它們的遺傳信息聯系起來。在該技術中,將編碼目的蛋白質的基因插入噬菌體外殼蛋白基因中,使噬菌體在其外部“展示”蛋白質,同時在其內部含有蛋白質基因,導致基因型和表型之間的聯系。然後可以針對其他蛋白質,肽或DNA序列篩選這些展示噬菌體,以檢測展示的蛋白質與那些其他分子之間的相互作用。通過這種方式,可以在稱為體外選擇的過程中篩選和擴增大的蛋白質文庫,這類似於自然選擇。
格雷格·保羅·溫特 ( Gregory Paul Winter),英國的生物化學家,1951年出生於萊徹斯特,現為MRC分子生物學研究所所長。1973年畢業於劍橋大學三一學院,1976年獲得劍橋大學博士學位,曾獲得MRC Millennium Medal,Royal Medal,Knight稱號等榮譽。
溫特的噬菌體展示抗體技術流程
溫特的主要研究重點是遺傳和蛋白質工程。在他的早期研究中,Greg有個有趣的想法,所有的抗體都具有相同基本結構,而結構中只有很小的變化使它們對靶標具有特異性。他開創了人源化抗體的技術,從而為癌症、類風濕性關節炎和多發性硬化症等疾病提供治療性抗體。
溫特使用噬菌體展示來進行抗體的進化,目標是產生新的抗體藥。第一個基於這種方法獲得的抗體adalimumab,於2002年批准用於類風濕性關節炎,牛皮癬和炎症性腸疾病。從那以後,使用噬菌體展示產生的抗體被用來中和毒素,治療自身免疫疾病和轉移性癌症。
他已經建立了非常成功的衍生公司,包括:Cambridge Antibody Technology(被AstraZeneca收購),Domantis(被GlaxoSmithKline收購)和Bicycle Therapeutics。
溫特是劍橋大學三一學院的成員,自2012年以來一直擔任三一學院的導師。他於1987年被選為歐洲分子生物學會的成員,1990年被選為皇家學會會員,2006年被選為醫學科學院院士。他還是許多其他專業組織的研究員或榮譽院士。他還獲得了無數獎項和獎章,並於2004年獲得了分子生物學的騎士勳章。
關於諾貝爾化學獎:
自1901年至2017年,諾貝爾化學獎共頒發了109次。值得一提的是,以遺產設立該獎項,發明了硝化甘油炸藥的諾貝爾本人就是瑞典著名化學家。
由於在過去一個世紀中,物理、生物、生物物理、生物化學等領域的研究成果都曾斬獲化學獎,因此諾貝爾化學獎也被戲稱為“諾貝爾理綜獎”。例如在2017年,來自瑞士、美國和英國的三位生物物理學家憑借在冷凍電子顯微術領域的貢獻而斬獲諾貝爾化學獎。
在177位獲獎者中,唯一獲得過兩次諾貝爾化學獎的是英國生物化學家桑格爾(Frederick Sanger)。他在1958年憑借開創蛋白質測序領域,測定胰島素氨基酸序列而首次獲獎,之後在1980年因發明測定DNA序列的方法梅開二度。
根據諾貝爾獎官網統計,諾貝爾化學獎得主的平均獲獎年齡為58歲。到目前為止,最年輕的化學獎得主是時年35歲的法國科學家約裏奧-居裏。他和妻子,即居裏夫人的女兒因為發現人工放射性而共同獲得1935年的諾貝爾化學獎。此外,居裏夫人也曾因為發現釙和鐳獲得過1911年的諾貝爾化學獎。
迄今為止,共有三位諾貝爾化學獎得主拿過不止一次諾貝爾獎。除了兩次斬獲化學獎的桑格爾、獲得物理學獎和化學獎的居裏夫人以外,美國化學家鮑林(Linus Pauling)則將1954年的化學獎和1962年的和平獎收入囊中。前者的獲獎成果是化學鍵研究,而後者則是為了表彰鮑林在1950年代積極反對把科研成果用於戰爭,特別是反對核戰爭。
【知多D】關於諾貝爾獎
1895年11月27日,瑞典著名化學家、硝化甘油炸藥發明人阿爾弗雷德·伯恩哈德·諾貝爾(Alfred Bernhard Nobel)簽署了他最後的遺囑,將財產中的最大一份給了一系列獎項,即諾貝爾獎。諾貝爾獎分設物理、化學、生理學或醫學、文學、和平和經濟學六個獎項。
2018年諾貝爾獎只頒發物理、化學、生理學或醫學、和平和經濟學五個獎項,文學獎推遲頒發,替代方案為“計劃於2019年頒發”。
諾貝爾獎的獎金來自諾貝爾所成立基金的利息或投資收益。隨著諾貝爾基金的收益變化,諾貝爾獎的獎金有所浮動。
2001年至2011年的單項獎金為1000萬瑞典克朗,2012年至2016年因基金收益下降,獎金下調為800萬瑞典克朗。2017年,基金財務狀況好轉,獎金改為900萬瑞典克朗。