國慶假期期間,萬眾矚目的2025年諾貝爾獎自然科學獎項陸續揭曉。在一個多世紀的歷程中,諾貝爾獎表彰了前沿科學的無數突破,也見證了大量科學進展進入臨床,改變了疾病治療的格局。今天我們就將從1997年諾貝爾生理學或醫學獎得主Stanley Prusiner的故事出發——這位“固執”的科學家在學術生涯陷入絕境時,以一項大膽的科學發現改變了自己的命運,也改寫了科學界對神經系統疾病的認知。
學術絕境中的堅持
1980年前后,加州大學舊金山分校(UCSF)精神病學助理教授Stanley Prusiner的學術生涯陷入了絕境。當時,Prusiner教授已經與一類離奇疾病的致病機制“死磕”數年,卻遲遲沒有得到預期之中的實驗結果。此時的他收到了霍華德·休斯醫學研究所(HHMI)不再續簽研究資助的通知,因為他的研究被認為“不切實際且缺乏明確的前景”。禍不單行,在UCSF,系主任也告訴他可能將無法獲得終身教職。
對于一名學者,失去資金與職位幾乎宣判了學術生涯的“死刑”。而令Prusiner教授陷入窘境的研究課題,要從他在1972年接診的一位患者說起。
那一年,Prusiner開始在UCSF神經內科擔任住院醫師。兩個月后,他接診了一位患有罕見的中樞神經系統疾病——克雅病(Creutzfeldt–Jakob disease,CJD)的女性患者。這位患者在短短幾個月內失去了記憶、語言和行動能力,最終陷入昏迷直至死亡。患者病情進展的速度深深震撼了Prusiner,也激發了他探索病原體的興趣。
當時,克雅病的真正病因尚未確定,有科學家認為這是一種“慢病毒”感染。閱讀了大量文獻后, Prusiner教授在1974年建立實驗室,從一種感染羊的類似疾病——羊瘙癢病開始研究。最初,Prusiner教授起初也沿著傳統的研究路徑,試圖分離出病原體中的核酸。但隨著實驗的推進,令人費解的現象出現了:無論是用高溫、強紫外線還是核酸酶處理病原體樣本,其致病性依然存在。要知道,無論是DNA還是RNA,在這種極端條件下早該被徹底滅活了。
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圖片來源:123RF
陷入僵局時,Prusiner教授轉向了一個激進的理論:這種傳染源中或許根本沒有核酸。Prusiner教授認為,如果導致這類疾病的是一種構象異常的特殊蛋白質,上述實驗結果就能解釋得通了。這種蛋白質不依賴核酸,不會被常規滅活手段破壞,卻能誘導正常蛋白改變構象,如同病毒般傳播擴散。這個想法在當時堪稱異端,因為根據“中心法則”,遺傳信息必須依賴核酸傳遞,蛋白質本身無法進行自我復制。
接下來的幾年,Prusiner教授一直在尋找證據,期間他還遭遇了資金與職位的巨大危機。好在,他在幾位同事的支持下度過了這段艱難時期。隨著越來越多的實驗數據出現,一項顛覆性的發現正在醞釀。
十年堅持顛覆認知
在開始關注克雅病的整整十年后,Prusiner教授團隊在1982年的《科學》期刊上發表了一篇影響深遠的論文。多年的實驗表明,導致羊瘙癢病的傳染性病原體由單一蛋白質組成,Prusiner教授在論文中將這種蛋白質命名為朊病毒(prion),這個詞源于“蛋白質感染性顆粒”(proteinaceous infectious particle)的縮寫。
研究指出,朊病毒蛋白可以折疊成兩種不同的構象:既有正常構象(PrPc),也有導致疾病的異常構象(PrPSc)。致病的朊病毒極其穩定,它們可以在體內潛伏數年,然后引發連鎖反應,將正常的朊病毒蛋白轉化為致病的構象,最終導致腦組織破壞。
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圖片來源:123RF
這篇作者欄只有Prusiner教授一人的論文一經發表就引起了軒然大波,大多數人無法接受蛋白質能獨立傳播的觀念。但Prusiner教授清楚,他手里的實驗數據無懈可擊。最終,隨著更多重復實驗的結果涌現,朊病毒理論逐漸獲得廣泛接受。這篇論文不僅挽救Prusiner教授的學術生涯,令他獲得了UCSF的終身教職,更是改寫了人類對這類神經系統疾病的認識, 1991年,Prusiner教授再次在《科學》期刊發表論文,揭示了朊病毒的致病機制,闡明了羊瘙癢病以及人類克雅病等朊病毒病的致病機制。
1997年,Prusiner教授迎來了科研生涯的高光時刻。這位曾經面臨生涯危機的科學家,憑借敏銳的嗅覺以及長達十年的堅持,開創性地發現了全新的致病因子朊病毒,這也讓他獲得了諾貝爾生理學或醫學獎的認可。更令人欣喜的是,Prusiner教授的這一發現不僅為羊瘙癢病、克雅病等朊病毒病提供了解釋,還為阿爾茨海默病等神經退行性疾病的研究帶來了全新視角。
啟發CNS疾病治療
早在1984年,Prusiner教授就在一篇NEJM的觀點文章中提出,在阿爾茨海默病患者大腦中,淀粉樣蛋白的堆積與致病性朊病毒聚集形成的結構高度相似,提示兩種疾病的機制可能存在共通之處。
此后,隨著科學界對阿爾茨海默病、帕金森病等神經退行性疾病致病機制的認識深入,越來越多的證據顯示,在這些疾病患者的腦內,沉積的異常蛋白(如β-淀粉樣蛋白、tau蛋白、α-突觸核蛋白)都表現出類似朊病毒的傳播特性。這些同樣會發生錯誤折疊的蛋白,也許不是傳統意義上的感染因子,卻同樣能在腦內沿神經環路擴散,逐步“播種”病變。
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圖片來源:123RF
基于這些理論進展,科學界開始廣泛研究蛋白質折疊失調如何導致神經退行性病變,同時,阻斷錯誤折疊、抑制朊病毒樣傳播也為神經退行性疾病的治療帶來了新思路。人們開始意識到,治療神經退行性疾病除了清除聚集物,還要考慮如何阻止這些錯誤折疊蛋白在神經網絡中的“播散”。因此,抑制蛋白聚集、阻斷種子傳播也成為了藥物研發的新方向,相關臨床轉化仍在探索中。
近年來,在包括Prusiner教授在內的眾多科學家的努力下,多種中樞神經系統(CNS)疾病迎來了新療法。
CRDMO平臺賦能CNS疾病療法研發
作為醫藥創新的賦能者,藥明康德也一直在支持CNS疾病療法的開發,致力于通過獨特的一體化、端到端CRDMO模式,助力合作伙伴的新藥加速問世。
例如,藥明康德生物學平臺體內藥理學團隊建立的中樞神經平臺,致力于包括阿爾茨海默病、帕金森病、焦慮抑郁、疼痛等多種中樞神經系統疾病在內的臨床前動物藥理藥效工作。此外,藥明康德DMPK平臺能夠快速、準確、高效地對CNS藥物進行全方位藥代動力學相關評價,篩選出具有良好的腦通透性及穩定性的CNS候選藥物。根據早前公開信息,該平臺已完成包括常規小分子、治療性蛋白、寡核苷酸等新分子實體類型項目百余項,成功助力全球客戶多個CNS藥物進入臨床階段。
在一篇近期發表的論文中,研究團隊發現了一種高效、選擇性并且具有腦滲透性的炎癥小體抑制劑。開發具有腦滲透性的特定炎癥小體抑制劑,對于帕金森病、阿爾茨海默病以及ALS的治療都具有潛在意義。論文指出,這款小分子可作為有價值的工具化合物,用于神經炎癥疾病療法的后續研發。根據論文,藥明康德為該研究提供了賦能。
在科學創新的驅動下,相信在CNS疾病領域,未來將有更多突破性療法問世。藥明康德也將繼續助力全球合作伙伴加速新藥開發,早日實現“讓天下沒有難做的藥,難治的病”的愿景。
參考資料:
[1] Nobel Prize in Physiology or Medicine 1997. Retrieved on Sept 30, 2025 from https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/1997/press-release/
[2] Stanley B. Prusiner Biographical. Retrieved on Sept 30, 2025 from https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/1997/prusiner/biographical/
[3] Prusiner, S. B. (1982). Stanley B. Prusiner. Novel Proteinaceous Infectious Particles Cause Scrapie. Science. DOI: 10.1126/science.6801762
[4] Prusiner, S. B. (1991). Molecular biology of prion diseases. Science, 252, 1515–1522. https://doi.org/10.1126/science.1675487
[5] Prusiner, S. B. (1984). Some speculations about prions, amyloid, and Alzheimer’s disease. New England Journal of Medicine, 310(10), 661–663. https://doi.org/10.1056/NEJM198403083101021
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