這些天,中國科學(xué)家屠呦呦的名字被頻繁提及,她和愛(ài)爾蘭科學(xué)家威廉·坎貝爾、日本科學(xué)家大村智共同獲得2015年諾貝爾生理學(xué)或醫學(xué)獎。
屠呦呦獲獎的理由是“有關(guān)瘧疾新療法的發(fā)現”,研發(fā)和提取了青蒿素使之成為抗御瘧疾的特效藥;坎貝爾和大村智獲獎的理由是“有關(guān)蛔蟲(chóng)寄生蟲(chóng)感染新療法的發(fā)現”。他們發(fā)現了新藥——阿維菌素,其衍生物伊維菌素能夠從根本上降低盤(pán)尾絲蟲(chóng)病和淋巴絲蟲(chóng)病的發(fā)生,還能很好地控制其它寄生蟲(chóng)病的患病數量,可挽救全球千百萬(wàn)人的生命。
數十種寄生蟲(chóng)讓人患病
由寄生蟲(chóng)引發(fā)的疾病折磨了人類(lèi)數千年之久,成為重要的全球性健康問(wèn)題。今年三位獲獎?wù)叩难芯砍晒瑢χ委熓澜缟献羁膳碌募纳x(chóng)病而言是一種徹底的革新。
如果從寄生蟲(chóng)的種類(lèi)來(lái)看,人類(lèi)遭受寄生蟲(chóng)之害遠不止瘧疾、盤(pán)尾絲蟲(chóng)病和淋巴絲蟲(chóng)病。寄生蟲(chóng)病是一大類(lèi)疾病的總稱(chēng),現在能引發(fā)人類(lèi)患病的寄生蟲(chóng)有數十種,而且有多種分類(lèi)。從寄生環(huán)境看,寄生蟲(chóng)可分為兩類(lèi):1、體內寄生蟲(chóng),如寄生在人類(lèi)消化道、肺、肝和血管甚至是腦組織和眼球內的寄生蟲(chóng)。2、體表寄生蟲(chóng),如皮膚寄生蟲(chóng),常見(jiàn)的有疥螨、毛囊螨等。
英國《新科學(xué)家雜志》撰文列舉了最普通的十大人體寄生蟲(chóng):1、鉤蟲(chóng)。通過(guò)受污染的水、水果、蔬菜進(jìn)入人體內。2、疥螨。通過(guò)身體接觸進(jìn)行傳播,導致皮膚搔癢和炎癥甚至疥瘡。3、蛔蟲(chóng)。是影響人體的最大腸道線(xiàn)性蟲(chóng),最長(cháng)可增長(cháng)至15-35厘米,會(huì )穿破腸道壁進(jìn)入血液,有時(shí)會(huì )進(jìn)入肺部。4、扁形血吸蟲(chóng)。生活在水中,能引發(fā)血吸蟲(chóng)病,進(jìn)入人體可寄宿10年之久。5、絳蟲(chóng)。通過(guò)食物進(jìn)入人體,能在人體內寄宿25年之久。6、蟯蟲(chóng)。它們在宿主的腸道內安家,產(chǎn)卵時(shí)導致人體感覺(jué)奇癢。7、班氏絲蟲(chóng)。蚊子可攜帶這種寄生蟲(chóng),幼蟲(chóng)會(huì )進(jìn)入淋巴結。8、弓形蟲(chóng)。可侵入人體中樞神經(jīng)系統,吃未煮熟的肉食或接觸被貓感染的垃圾物質(zhì)會(huì )感染弓形蟲(chóng)。9、賈第蟲(chóng)。主要生活在腸道內,會(huì )導致腹瀉、惡心、反胃、腹痛,最顯著(zhù)的特征是打“爛雞蛋味”飽嗝。10、阿米巴蟲(chóng)。主要存在水、潮濕環(huán)境和土壤中,可污染水果和蔬菜,患者癥狀有腹痛、體重減少、腹瀉。
34億人有感染瘧疾的風(fēng)險
屠呦呦是中國第一位獲得諾貝爾自然科學(xué)獎的科學(xué)家,現在,大家對她及其研究團隊研發(fā)青蒿素的情況已經(jīng)比較熟悉了。
瘧疾是一種急性發(fā)熱疾病,由一種叫作瘧原蟲(chóng)的寄生蟲(chóng)引起,通過(guò)受感染蚊子的叮咬傳播。這種寄生蟲(chóng)在人體的肝臟中繁殖,然后感染血紅細胞。典型的瘧疾多呈周期性發(fā)作,“打擺子”是我國對瘧疾發(fā)病時(shí)的一種形象的描述。患者發(fā)病初期可有程度較輕的怕冷、不規則的低熱或間歇熱,伴全身不適、頭痛、肌肉酸痛等癥狀。瘧疾患者從發(fā)病至診斷治療時(shí)間超過(guò)5天者,合并多臟器受損情況增加,救治難度明顯增加,死亡率上升。
瘧疾以前用氯喹或奎寧來(lái)治療,但后來(lái)療效越來(lái)越不好。在20世紀60年代末,治療瘧疾的方法已經(jīng)失效,瘧疾患者越來(lái)越多。青蒿素能夠在早期快速殺死瘧疾寄生蟲(chóng),對治療動(dòng)物瘧疾和人類(lèi)瘧疾都具有很好的療效。
瘧疾、艾滋病和癌癥,被世界衛生組織列為三大死亡疾病。世界衛生組織統計,全世界面臨瘧疾感染風(fēng)險的人口超過(guò)34億,每年因瘧疾死亡的人數超過(guò)450萬(wàn),其中大部分是兒童。世界衛生組織將青蒿素復方藥物列為治療瘧疾的首選藥物,青蒿素的發(fā)現和使用挽救了無(wú)數人的生命。在瘧疾重災區非洲,自2000年起,撒哈拉以南非洲地區約2.4億人受益于青蒿素聯(lián)合療法,約150萬(wàn)人因該療法避免了瘧疾導致的死亡。從2000年到2013年,全球范圍的瘧疾死亡率下降了47%,而在非洲,瘧疾的死亡率下降了約54%。瘧疾的主要患病者是5歲以下的兒童,在全球范圍,由于青蒿素的使用,5歲以下兒童患瘧疾的死亡率已經(jīng)下降了53%,非洲5歲以下患兒的死亡率下降了約58%。
伊維菌素有望讓河盲癥絕跡
坎貝爾和大村智是由于發(fā)明了治療盤(pán)尾絲蟲(chóng)病和淋巴絲蟲(chóng)病的藥物阿維菌素而獲得今年的諾貝爾生理學(xué)或醫學(xué)獎的,盤(pán)尾絲蟲(chóng)病、淋巴絲蟲(chóng)病和瘧疾同屬于寄生蟲(chóng)病。
從1970年至今,大約有三分之一居住在西非河邊鄉村里的人在成年之前有可能變成盲人,這是由盤(pán)尾絲蟲(chóng)病造成的,被稱(chēng)為河盲癥;而世界范圍內感染淋巴絲蟲(chóng)病的人也約有1億,會(huì )導致不少患者的皮膚增厚產(chǎn)生皺紋,手臂、腿部、胸部乃至生殖器處可能會(huì )出現怪誕的腫脹,又被稱(chēng)為象皮病。
大村智既是日本的一名微生物學(xué)家,又是一位天然產(chǎn)物的分離專(zhuān)家。他的研究重點(diǎn)聚焦于土壤里的鏈霉菌上,鏈霉菌能產(chǎn)生大量具有抗菌活性的物質(zhì)。
坎貝爾是一名研究寄生蟲(chóng)的專(zhuān)家,他獲得了大村智的鏈霉菌培養體,發(fā)現從菌株中提取的一種成分對動(dòng)物體內的寄生蟲(chóng)有顯著(zhù)的療效。這種生物活性物質(zhì)經(jīng)提取純化后被命名為阿維菌素,具有殺蟲(chóng)、殺螨、殺線(xiàn)蟲(chóng)活性功能。
坎貝爾是在美國默克醫藥公司工作時(shí)研發(fā)出了阿維菌素。后來(lái),美國默克醫藥公司實(shí)驗室藥物研究人員把阿維菌素家族的一員——阿維菌素-B1的一個(gè)不飽和碳碳雙鍵(C22=C23)通過(guò)氫化還原,產(chǎn)生了一個(gè)擁有不同于阿維菌素家族成員優(yōu)點(diǎn)的新藥物,即伊維菌素,不但化學(xué)穩定性好,而且生物利用度也高。
伊維菌素首先被用于畜牧業(yè),抗寄生蟲(chóng)的效力非常強大。對于狗的幼年心臟蠕蟲(chóng),每千克體重0.001毫克的口服劑量足以殺死蠕蟲(chóng),每月一次使用幾微克就可以有效地防止心臟蠕蟲(chóng)對狗的侵害。對于牛食道口線(xiàn)蟲(chóng)和牛肺蠕蟲(chóng),每千克體重0.05毫克的口服劑量也很有效。后來(lái)的使用發(fā)現,伊維菌素是一種廣譜的抗寄生蟲(chóng)病藥物,能有效地殺死各種線(xiàn)蠕蟲(chóng)、跳蚤、虱子等寄生蟲(chóng),因此,臨床醫生開(kāi)始試驗把伊維菌素用于治療人的寄生蟲(chóng)病。在人體上進(jìn)行治療試驗時(shí)發(fā)現,伊維菌素能很好地殺死多種寄生蟲(chóng)幼蟲(chóng),其中就包括導致盤(pán)尾絲蟲(chóng)病和淋巴絲蟲(chóng)病的寄生蟲(chóng)。
盤(pán)尾絲蟲(chóng)的蟲(chóng)蚴在患者的皮下慢慢長(cháng)大,使患者奇癢無(wú)比。成蟲(chóng)一旦進(jìn)入患者的眼睛,就會(huì )引起角膜炎癥,最終導致失明。在撒哈拉沙漠以南地區一些發(fā)病嚴重的村落里,50歲以上的成年人中失明的患者可多達60%。美國默克醫藥公司在塞內加爾、馬里、加納、利比里亞、乍得等國的試驗發(fā)現,患者一年口服一次伊維菌素就足以殺滅體內所有的盤(pán)尾絲蟲(chóng)蚴,免于失明的痛苦。
淋巴絲蟲(chóng)病由班氏絲蟲(chóng)、馬來(lái)絲蟲(chóng)和帝汶絲蟲(chóng)等引起,臨床癥狀主要是急性期的淋巴管炎與淋巴結炎,以及慢性期的淋巴管阻塞及其產(chǎn)生的一系列癥狀。也有不出現明顯癥狀而僅在血液內有微絲蚴者,即所謂絲蟲(chóng)感染。
帝汶絲蟲(chóng)病潛伏期為3個(gè)月,從人體淋巴結查到班氏絲蟲(chóng)成蟲(chóng)是在感染后3個(gè)月。絲蟲(chóng)病的臨床表現輕重不一,在流行地區可有50%-75%的無(wú)癥狀感染者;馬來(lái)絲蟲(chóng)主要寄生在人體淺部淋巴系統,因此四肢淋巴管炎和象皮腫最為明顯;班氏絲蟲(chóng)不僅寄生于四肢淋巴管,同時(shí)還寄生于深部淋巴系統的泌尿、生殖器官。
根據世界衛生組織的預測,伊維菌素如果在非洲無(wú)償使用,有望在2020年前后讓河盲癥在全球絕跡。如是,則可能是繼人類(lèi)戰勝天花、脊髓灰質(zhì)炎(小兒麻痹癥)之后,人類(lèi)醫藥史上的又一個(gè)偉大成就。
人類(lèi)抗御寄生蟲(chóng)病的道路很艱難,諾貝爾生理學(xué)或醫學(xué)獎評選委員會(huì )指出,青蒿素和阿維菌素的發(fā)現,從根本上改變了寄生蟲(chóng)疾病的治療,“這三人科研發(fā)現的全球影響及其對人類(lèi)福祉的改善,是無(wú)可估量的。”