日本第六位医学诺奖得主,他从退学到无薪科研
在诺贝尔奖一百多年历史中,近千人次的获奖者来自欧美发达国家,而在亚洲范围内,日本获奖者数量高居首位。
至今,日本已有超30位诺奖得主,其中有6位获诺贝尔生理学或医学奖。
撰文 | 燕小六、凌骏、汪航
北京时间10月6日下午5时30分许,2025年诺贝尔生理学或医学奖揭晓。
美国科学家Mary E. Brunkow、Fred Ramsdell和日本科学家Shimon Sakaguchi因在外周免疫耐受领域的发现而获奖。今年,诺贝尔奖单项奖金为1100万瑞典克朗,合人民币834.526万元。
评选委员会认为,他们的研究发现了免疫系统的“卫士”——调节性T细胞,促进了潜在疗法的开发。目前,这些疗法正在进行临床试验,有望治疗或治愈自身免疫性疾病,提供更有效的癌症疗法,并预防干细胞移植后的严重并发症。
“医学界”注意到,曾从知名大学退学的坂口志文(Shimon Sakaguchi),成为第6位获得诺贝尔生理学或医学奖的日本籍科学家。
据不完全统计,在诺贝尔奖一百多年历史中,近千人次的获奖者来自于欧美发达国家,而在亚洲范围内,日本获奖者数量高居首位——截至今日,日本共诞生了包括文学奖在内的超30位诺贝尔奖得主,其中生理学或医学6位。
退学后,他成为一名“无薪”研究生
1951年,坂口志文出生于日本滋贺县。
他家附近有山有水,可谓是看着壮丽的大自然长大。上初中时,坂口志文想过当画家、雕塑家,还曾在美术社做塑料雕塑,家里有不少他的参赛奖状。
但受到父母影响,坂口志文没有走上艺术道路。
他的父亲是一名高中老师,藏书无数。从小,坂口志文就爱待在家里看书,小学时就戴上眼镜。他的母亲出身医学世家,家里有多名亲戚是医生,坂口志文因而对医学产生兴趣,立志要成为像卡尔·雅斯贝尔斯这样的哲学家、精神病学家。
高中毕业后,坂口志文复读一年,考入京都大学医学部,和父亲成为“校友”。后者毕业于该校哲学系。
坂口志文第一次接触免疫学,是在大学期间的一次讲座上。那次讲座聚焦免疫学“识别自己,排除非己”,让他感受到哲学的深度,点燃了他对免疫学的研究热情。
1976年从京都大学医学部毕业后,获得医师资格的坂口志文选择读研。在做病理实验期间,他一度觉得无趣,不太相信自己能坚持。
坂口志文
正当其徘徊不定时,1976年,爱知县癌症中心西冢泰章(Yasuaki Nishizuka)教授团队的一篇论文引起坂口志文的注意,为其指明了今后的研究之路。
该文显示,西冢团队从3日龄的小鼠身上切除胸腺,随后实验鼠出现多组织炎症。胸腺是产生免疫细胞的地方,那里产生的细胞叫“T细胞”,是“Thymus”的缩写。
理论上,实验鼠会因胸腺切除、T细胞减少而出现免疫力下降。结果恰恰相反:根据西冢团队文章,小鼠的免疫系统异常亢奋乃至失控,最终引发多种自身免疫性问题。
为什么小鼠胸腺被切除,免疫细胞会开始“自我攻击”?难道这些具备“自毁程序”的免疫细胞就存在于小鼠体内?胸腺中是否存在一些特殊细胞能抑制它们?坂口志文浮想联翩。
他从基因相同的小鼠体内提取成熟T细胞,将其注入无胸腺小鼠体内,也有类似发现:某些T细胞似乎能保护无胸腺小鼠,免受自身免疫疾病侵袭。“免疫系统中必然存在某种起着‘安保’作用的细胞群,它们能抑制其他T细胞的活性,维持免疫平衡。”
为了更好地深入探究,1977年,坂口志文从京都大学研究生院退学,加入爱知县癌症中心,成为一名“无薪”研究生,师从西冢泰章教授。此后,他又为了博士学位回到京都大学,于1983年获得该校医学博士学位。
突破性发现:新型T细胞亚群诞生
值得注意的是,直到这时,学术界并不广泛认可“抑制免疫反应的免疫细胞”等概念,并对相关研究退避三舍。
坂口志文毅然踏上赴美求学之路,获得露西尔·马基慈善信托(Lucille P. Markey Charitable Trust)提供8年的薪水和研究经费支持。这是由一位大牧场主遗孀设立的慈善基金,是当时丰厚的奖学金之一。
在进一步的研究中,坂口志文用到表面携带CD4蛋白的辅助性T细胞。这类细胞通常负责激活免疫系统,但在他的实验中却表现出抑制效应。他由此提出假说:携带CD4的T细胞中,必然存在着功能迥异的亚型。
1995年,坂口志文在《免疫学杂志》发文,宣布一个颠覆传统免疫调控认知的新发现:一个全新的T细胞亚群。
研究证实,这类具有免疫抑制功能的T细胞不仅携带CD4蛋白,其表面还特异性地表达着关键分子“CD25蛋白”。这一新发现的T细胞类别被命名为“调节性T细胞”。
2003年,随着调节性T细胞日益受到关注,学术界出现另一个决定性发现:Foxp3分子。
这是控制调节性T细胞功能的关键转录因子,当其在未成熟的T细胞中被激活,会变成与调节性T细胞具有相同功能的细胞。
坂口志文对这一发现亦有杰出贡献,这也补上了调节性T细胞证据链中最后一块关键的拼图。此时距离坂口志文首次提出相关假说已经过去将近20年。
因在调节性T细胞领域的开创性贡献,坂口志文获得多项国际重磅奖项,包括素有“准诺贝尔奖”之称的克拉福德奖(2017年)、日本科学院奖(2012年)、加拿大盖尔德纳奖(2015年),以及被称为“德国医学奖”的保罗·埃尔利希和路德维希·达姆施泰特奖(2020年)等。
2020年,坂口志文获得保罗·埃尔利希和路德维希·达姆施泰特奖
回顾研究之路,坂口志文曾说自己是一个幸运的人。
他非常感谢那些欣赏其研究、并在重要时刻伸出援手的人。坂口志文认为,培养科研人员的必要条件有两点:一是发现和把握住有趣的研究种子;二是对有潜力的研究项目给予更慷慨的支持。
“科研人员必须把自己的工作放在大局中。在这个过程中,要把自己的想法和别人的进行比较,不断思考自己解释了什么,解释到什么程度,哪里有不足。因为要想真正了解某件事情,并不是光看书就能了解的,需要时间让知识沉淀在正确的地方,才能够更好地运用。”
这段自白如同他的人生经历:刚开始研究时,坂口志文曾希望在40岁前证明自己的假设,为此,他花了更长时间才得以实现。
日本屡获诺奖的经验
包括坂口志文在内,截至目前,已有6位日本科学家获得了诺贝尔生理学或医学奖。
1987年,日本生物学家利根川进(Susumu Tonegawa)因在发现抗体多样性产生的遗传学原理方面的杰出成就,成为该国第一位获此殊荣的科学家。值得一提的是,利根川进也是在免疫学领域,“独得诺贝尔奖”的唯一一人。
进入21世纪后,在干细胞再生医学领域,日本京都大学干细胞科学家山中伸弥(Shinya Yamanaka)开创了新的里程碑。
多能干细胞,具有在成人体内形成任何细胞类型的潜力。2006年,山中伸弥成功发现了让成体细胞“返老还童”的办法,诱导其回到类似胚胎发育早期的状态,创造了诱导性多能干细胞(iPSC),并因此荣获了2012年诺贝尔生理学或医学奖。
iPS细胞技术的出现,极大地推动了再生医学的发展。目前,基于iPS细胞的疗法已在多种疾病的治疗研究中展现出巨大潜力。
除了山中伸弥,2010年到2020年的十年间,还有3位日本科学家获得了诺贝尔生理学或医学奖。
2015年,日本有机化学家、北里大学荣誉教授大村智(Satoshi Ōmura),因发现并开发出伊维菌素,与中国科学家屠呦呦等人共同获得了诺贝尔奖。
伊维菌素的发现,挽救了上亿人的生命,极大降低了影响全球最贫困人口、令人闻风丧胆的热带寄生虫病负担,被誉为是20世纪自青霉素发现以来,对人类贡献最重大的发明之一。2005年,大村智当选中国工程院外籍院士。
2016年和2018年,日本生物学家大隅良典(Yoshinori Ohsumi)、免疫学家本庶佑(Tasuku Honjo)分别又荣获了诺贝尔生理学或医学奖。
其中,大隅良典因“对细胞自噬机制的发现”,成为21世纪第2位诺贝尔生理学或医学奖的单人得主。他在诺贝尔奖颁奖典礼上还提到,“在年轻世代中,极短期间就要交出研究成果的情况,越来越严重。我希望打造出一方个人能尽情探究其志趣的科学净土。”
京都大学教授本庶佑则共同发现了免疫检查点蛋白PD-1,推动癌症免疫疗法发展。近年来,以PD-1抑制剂为代表的免疫疗法,已成为人类对抗癌症最有利的武器,挽救了不计其数的癌症患者和他们的家庭。
日本科学家在诺贝尔奖领域的表现居亚洲领先地位。迄今为止,日本共诞生了超30名诺奖得主,其中包括物理学12位、化学8位、生理学或医学6位、文学3位。
曾有机构专门对日本诺奖进行过系统梳理,结果发现,“拿诺奖”绝非规划出来的,而是水到渠成。其成果是自发研究,亦是在高度活跃的基础研究积累中所诞生。
以基础研究为例,早在1960年,日本政府便制定了力争将国民收入的2%用于科研这一目标,到20世纪70年代,这一目标达成。在1970年,日本对基础研究的经费占总科研经费高达23.3%,之后的20年里一直保持10%以上的水平。
与此同时,教育经费也在这一时期处于大幅增长趋势。日本当年这些“投资未来”的规划,终在几十年后得到了回报,尤其是在21世纪初,日本曾连续获得19次诺奖,被外界看成是日本基础科学整体崛起的强烈信号。
因此,业内普遍认为,对基础研究的持续投入、对高等教育的大力发展、对科研氛围的积极营造等因素,为日本的科学家们创造了一个得天独厚的教育环境和科研氛围。