有望获诺奖!他们的研究消灭了一种绝症

  这是医学史上的又一次伟大胜利。

  在三位科学家的努力下,一种致命性的疾病正式从人类“绝症清单”中消除。

  该研究最终能否被诺奖青睐,几周后将见分晓。

  撰文 | 凌  骏

  放在十多年前,一种被称为囊性纤维化(CF)的罕见疾病,会让大多患者的生命在40岁前定格。而现在,在科学家的努力下,他们的预期寿命最长可以超过80岁。

  近日,被誉为“诺奖风向标”的拉斯克奖揭晓2025年度获奖者。其中,拉斯克奖临床医学研究奖授予三位科学家,以表彰他们开发CF革命性疗法的杰出贡献。

  他们分别是美国爱荷华大学的Michael J. Welsh(威尔士)、曾就职于福泰制药的Jesús González(冈萨雷斯)和福泰制药的Paul A. Negulescu(内古列斯库)。

  威尔士是美国国家科学院院士,曾于2022年荣获邵逸夫生命科学与医学奖。他将毕生精力献给了临床医学研究,发现了治疗CF的重要靶点。基于威尔士的研究成果,冈萨雷斯和内古莱斯库进一步推动了CF的药物研发。

  2019年,CF的三联疗法Trikafta 问世。自此,人类的“绝症清单”上又少了一种疾病,无数CF患者和家庭的命运得到改写。

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  致命的疾病

  作为一种罕见的遗传性疾病,CF会导致消化道、呼吸道黏液分泌过多且异常浓稠,给有害细菌的滋生提供温床,进而引发危及生命的肺部感染。同时胰脏、肝脏、肾脏也可能受到影响,相关数据显示,全球约有10万名CF患者。

  40多年前,当威尔士刚开启临床医生生涯时,CF还是一种致命的疾病。患者的生活质量极低,他们终日被持续不断的咳嗽、呼吸困难等症状困扰,大多人在成年前,就会因肺部损伤而死亡。

  患者的痛苦给威尔士留下了难以磨灭的印象,看着被明确告知活不过青春期的孩子,他决心踏上探索CF疾病根源的道路。

  当时学界已经知晓,CF会破坏氯离子在细胞内外的流动。由于氯离子无法流通,人体的盐/水平衡会被破坏,从而产生会堆积病原体的黏稠黏液,造成慢性细菌感染,并一步步引发严重的炎症,增加肺部感染的概率。

  而威尔士的第一项工作,就是要研究正常情况下,氯离子如何穿过气道细胞膜。

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  1989年,同样研究CF的华人科学家、中国科学院外籍院士徐立之和同事们首次确定并测序了和CF有关的基因——CFTR。他们发现,将近90%的CF患者,CFTR基因的508位点发生突变,存在苯丙氨酸缺失,简称ΔF508基因突变。

  基于徐立之等人的重大发现,威尔士与合作伙伴一起,将正常的CFTR基因导入CF患者的呼吸道上皮细胞——这一操作恢复了氯离子的流动,而ΔF508 CFTR的缺陷基因则没有。该研究成果于1990年发表,将CFTR蛋白与CF患者上皮细胞的特征联系起来。

  威尔士也因此提出假设,CFTR蛋白是一种“离子通道”,是它允许了氯离子从细胞中流出。只要能定向改变CFTR蛋白的氨基酸结构,或许就能影响其允许/阻止不同离子流动的能力。

  但又应该如何改变CFTR蛋白的氨基酸结构?这时,威尔士注意到了一个有趣的现象。

  威尔士发现,在蛙卵和昆虫细胞中,即便是有缺陷的ΔF508 CFTR蛋白,仍然保留了部分正常功能。而和哺乳动物细胞不同,这些生物的细胞生长温度较低,威尔士猜想,是不是低温能“修复”缺陷CFTR的功能?

  这一想法而后通过实验得到了验证。

  1992年,威尔士首次证实,由基因突变导致的CFTR蛋白结构受损,可以在实验室中通过“冷却”来修复,为开发CF靶向治疗方式铺平了道路。

  “消灭绝症”

  事实上,由于CF是因CFTR基因的突变引起,最容易联想到的治疗策略,就是通过基因工程,为患者补充正常基因或者修复缺陷基因。

  但类似的尝试持续了十余年,始终以失败告终,学界也开始意识到:是时候采取不同的策略了。

  威尔士的发现给了所有研究人员新的灵感:或许可以找到一种药物,附着在突变的CFTR蛋白上,并通过模拟低温效应来稳定和修复它。

  可要找到能特异性结合并修复缺陷CFTR蛋白的小分子,绝非易事。这类分子存在与否本身存在不确定性,高分辨率的CFTR蛋白结构数据,在当时也需要数十年时间才能获得。

  此时,制药企业的科学家冈萨雷斯和内古莱斯库挺身而出。

  有潜力的药物分子结构成百上千,冈萨雷斯则找到了快速筛选的方法。他发明了一种染料,当候选分子能够稳定住CFTR蛋白时,细胞就会发光,这使得团队一天就能筛选上万种化合物。

  内古列斯库则领导了候选药物的开发,他和团队采取了两套方案,包括开发能帮助CFTR缺陷蛋白抵达细胞表面的“矫正剂”;以及修复它,使其能恢复氯离子流通功能的“增效剂”。

  在此后几年里,团队筛选了超过100万种化合物,改变也自此发生。

  2012年,美国食品药品监督管理局(FDA)批准了全球首款CF“增效剂”ivacaftor。临床试验显示,它改善了患者氯离子的流通,使呼吸道黏液的排出增加,肺功能得到修复。在此之前,没有任何一种疗法能帮CF患者做到这一步。

  之后,团队又相继开发出“矫正剂”lumacaftor、elexacaftor。一直到2019年,CF革命性疗法的最终形态终于完成,三联疗法Trikafta结合了ivacaftor/lumacaftor、elexacaftor,获美国FDA批准上市。

  Trikafta的出现,让CF患者不再终日精疲力竭,也不再需每天花费数小时接受清除肺部积垢的治疗。同时在全球范围内,因CF而接受肺移植或感染住院的患者数,也开始出现下降。

  目前,全球约有90%的CF患者适合于这种疗法。有数据显示,1999年至2003年期间出生的CF患者,平均寿命约为35岁左右。而如今出生的孩子,一旦及时确诊并介入治疗,预期寿命与常人几乎无异。

  一次伟大的胜利

  这是人类医学史上又一次伟大的胜利。

  拉斯克奖基金会在颁奖词中称,“威尔士、冈萨雷斯和内古列斯库的杰出成就,为CF患者提供了健康成长和规划光明未来的机会。”

  “这令人无比欣慰。”冈萨雷斯在接受采访时说,“(在医学基础研究中)真正能有这样一种东西,能够直接应用于患者,被广泛应用,并产生如此显著的效果,是非常罕见的。”

  威尔士则将荣誉归功于更广大的科研工作者。他在获奖后表示,要在科学领域取得成功,首要基础是人,是一群由充满专注力、好奇心和坚定意志的研究人员组成的团队,他们不断提出尖锐的问题,并不断挑战问题的答案,直到得到解决。

  同时他还表示,高校营造了充满创造力的学术氛围,支持和培养了这些杰出的科学家。同时,公共和私人资金等的支持,也使科学家能够专注于疾病基础医学的研究,哪怕前期得不到任何经济回报。

  “我们最初的想法,是希望能给予CF患者力所能及的帮助,而如今取得的成就,已远超出我的预期。”威尔士说,但需要强调的是,“还有大约10%的CF患者无法从该疗法中获益。我们还需要继续努力,帮他们找到治疗方案。”

  值得一提的是,目前CF的三联疗法仍未在我国普及。一位罕见病专家对“医学界”表示,“三联疗法价格昂贵,短期内在中国上市可能有困难。”相关资料显示,在不考虑医保等补助项目的情况下,Trikafta的年治疗费用约31万美元。

  安徽医科大学第二附属医院儿科主任医师项云告诉“医学界”,CF在中国人群中的发病率极低,“临床中如果遇到这类患者,主要还是以抗感染、对症治疗为主,包括免疫调节剂的使用,吸氧、雾化等常规处理。”

  “囊性纤维化主要侵犯肺部,儿童肺部纤维化后,会出现反复咳嗽咳痰,肺功能持续下降,最终可能不得不进行肺移植。我们希望能有更有效,更可及的疗法普及。有条件的情况下,还应进一步对中国CF患者的流行病学特征、基因型等展开调查,进一步匹配更精准的治疗方式。”项云说。

  《新英格兰医学杂志》发表的评论文章同样表示,尽管绝大多数CF患者已能获得高效调节剂治疗,但科学家和临床医师的工作远未完成。

  “部分患者使用调节剂后疗效微弱或无效、接受现有治疗方案后出现不可接受的副作用,因经济原因无法负担治疗,或者携带导致翻译过早终止、信使RNA异常剪接或其他缺陷,且无法通过新型药物修复的基因变异。”

  “CF科研领域过往取得的突破,生动诠释了学术研究人员、制药企业、政府健康机构、慈善基金会、患者及其家属携手合作所能创造的人道主义价值。如今,CF研究界还在通过新一代小分子药物、核苷酸技术以及其他策略,共同应对仍未被解决的挑战。”

  “今年拉斯克奖得主的开创性成就,让我们有充分理由相信:最美好的未来还在前方。”《新英格兰医学杂志》称。

  参考文献

  1: Triple-drug therapy for cystic fibrosis,

  https://laskerfoundation.org/winners/combined-triple-drug-therapy-for-cystic-fibrosis/

  2: Major Medical Prizes Given to Cell Biology and Cystic Fibrosis Pioneers,

  https://www.nytimes.com/2025/09/11/health/lasker-awards-medicine.html

  3: Dr. Michael Welsh Honored with Lasker Award for Groundbreaking Cystic Fibrosis Research,

  https://bioengineer.org/dr-michael-welsh-honored-with-lasker-award-for-groundbreaking-cystic-fibrosis-research/

  4: Breakthrough cystic fibrosis drug that extends life by decades earns its developers a $250,000 'American Nobel',

  https://www.livescience.com/health/medicine-drugs/breakthrough-cystic-fibrosis-drug-that-extends-life-by-decades-earns-its-developers-a-usd250-000-american-nobel

  5: University of Iowa physician–scientist receives prestigious Lasker Award,

  https://uihealthcare.org/article/university-iowa-physician-scientist-receives-prestigious-lasker-award

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