【直击诺奖】贫血和癌症有救了！揭秘缺氧时细胞里发生的那些事

本期原文 

喜马拉雅的朋友你好，我是金铂。今天我想跟你一起聊一聊这两天在医学界的热门话题，就是刚刚新鲜出炉的诺贝尔生理学或医学奖。

在北京时间2019年10月7号晚上，诺贝尔生理学或医学奖公布，由分别是来自哈佛医学院的小威廉·凯林William Kaelin，牛津大学的彼得·拉特克利夫Peter  Ratcliffe以及约翰霍普金斯大学医学院的Gregg Semenza三位科学家共同获得。

诺贝尔生理学或医学奖是世界医学领域最高奖项之一，能够获此殊荣真的是非常了不起。首先我要必须和大家说明一下，因为这次诺贝尔奖是一个纯基础的研究，所以有很多的学术名词，听起来可能会有些吃力，我会尽量用通俗的语言为你解释。

这次诺贝尔奖研究的是什么呢？它是阐述了人体细胞氧感知通路。氧感知通路这个名词听起来你一定觉得很陌生？要弄懂他们的这个研究，我们首先要知道什么是通路。人类的身体是非常精妙的，任何反应都是通过一系列信号逐步传递，按顺序产生。

比如说你要来医院看病，你得先问问护士台挂什么科，然后再拿什么号，拿着号单医生才给你看病，诊断完再进行治疗，这种一环扣一环的过程，就叫做通路。氧感知通路，其实就是告诉我们，人体对于氧气含量有什么样的一环扣一环的反应。

大多数的人估计在想，这能和我生活有什么关系呢？其实它和我们的生活息息相关，最令人期待的是它能给癌症的治疗带来了希望。

大家都知道，身体的细胞离不开氧气，氧气是通过血管由血液来提供的。正常的细胞是这样，肿瘤细胞更是如此，肿瘤细胞在长到直径1到2毫米之后，如果没有新生的血管给它供给额外的营养和氧气，它就难以生长。

这个道理就和庄稼地是一样的，如果你不给它搭建水渠，它就没有办法提供水源灌溉，那自然植物就会枯萎死亡了。因此阻断肿瘤新生的血管，是有效的抗肿瘤方法之一。

但是遗憾的是，在我们临床上，还没有很有效的抗肿瘤血管生成的药物。那么今年的诺贝尔奖其实就是在“如何抑制肿瘤细胞血管生成方面”为我们提供了一个新的方向。

这个研究主要分为几个部分。我一一来给大家阐述一下。第一个部分是发现了一种调控血管生长的蛋白。

这是怎么研究出来的呢？这几位科学家发现了一个现象，他们发现人对于氧气的需求有点苛刻，如果缺乏氧气，我们会窒息而死；氧气过多，我们又会中毒，因此在理论层面，人对于氧气应该是不能多又不能少。

但是他们又发现，在真实的外界环境却不是这样的，你看，当你到高原地区那氧气就是少，但是仍然有人在生活，那这是为什么呢？

经过研究，科学家发现这是因为我们人体有一种调节机制，为了适应我们生存的环境，一旦你处于缺氧环境，机体就会生成一种物质来促进红细胞的生成，去抵抗缺氧。

那他们就好奇了，缺氧是怎么引起红细胞增多的？在他们的研究当中，有一段特殊的DNA序列引起了他们的注意，他们发现这段DNA序列在细胞内调控了一种叫做缺氧诱导因子-1的蛋白，英文叫做HIF-1。

这个蛋白是做什么的呢？简单来说，他的作用就是促进血管的生成和红细胞的增多。但是它有一个前提，就是要在缺氧的情况下才会起作用，这就像给你看病的医生，先判断出你在缺氧，然后开始调控很多基因，促进身体血管生成和红细胞增多，以抵抗低氧的状态。

那么，当人体不缺氧时，缺氧诱导因子-1又在做什么呢？通过科学家的研究发现，它完全不发挥作用，也不能发挥作用，因为过多的血管生长也是对身体不好的，异常的血管生长有可能会促进出肿瘤的生长，所以在不缺氧的情况下，缺氧诱导因子就被人体当作垃圾分解掉了。

这就引出了这次研究的第二个部分，那就是缺氧诱导因子是如何被降解掉的。这几位科学家又发现，在人体细胞中，还有一些分子在默默地搞垃圾分类，这些分子叫做VHL。当人体不缺氧时，氧气和VHL分子，就会将缺氧诱导因子-1分解掉，防止人体过度反应。

我再用一个总结来说明一下这个研究，我们人体有一种叫做缺氧因子的蛋白，它的作用是促进血管的生长，如果在缺氧的情况下，他就会起作用，促进身体生成新的血管和红细胞来对抗缺氧。

但是在正常不缺氧的情况下，这个蛋白必须要被当做垃圾清除掉，因为过多血管的生长会对身体带来新的问题，比如促进肿瘤生长等等。那么清除这个垃圾需要两个清洁工，一个叫做氧气，一个叫做VHL，大家一定要记住，这两个清洁工缺一不可。

那么这个研究有什么意义呢？科学家发现，癌细胞是一种不受机体调控的疯狂生长的细胞，它要生长，必须要有大量的血管给它提供营养。那么为什么癌细胞当中会有大量的血管生长呢？通过科学家对一些肿瘤患者细胞的分析，发现原来正是这种缺氧诱导因子这个蛋白在起作用。

那么问题就来了，正常情况下，缺氧诱导因子蛋白应该被氧气和VHL这两个清洁工清理掉啊，为什么癌症的病人没有清理呢，原来，在一些癌症患者的体内，他们缺少了VHL这个清洁工。

如果我们能有一种药物降解掉这些不该存在的缺氧诱导因子蛋白，那是不是就能阻断肿瘤新生成血管，有效的对抗肿瘤呢？科学家推测，如果用药物打破癌细胞的缺氧保护，就有可能抑制癌细胞的生长，甚至杀死癌细胞！

到此，氧感知通路的研究就基本完成了。这三位科学家的研究相互补充，说明了人类和大多数动物细胞在分子水平上感受氧气含量的基本原理，同时也揭示出了其中重要的信号机制。

诺贝尔奖颁奖的官方理由是表彰他们在理解细胞感知和适应氧气变化机制中的贡献。那么这三位科学家也很可爱，得知自己获奖时，三位获奖者中的彼得正坐在办公桌前研究他的科研基金申请，而小威廉接到获奖电话时则独自在家中，随后他还向颁奖方发送了一张自己在家的即时自拍照。

他们的这项研究除了治疗肿瘤之外，还可以通过增加缺氧诱导因子蛋白来治疗贫血，而且应用这个原理，治疗贫血的药物已经在临床上使用了，治疗效果很不错，相信在不久的将来，应用这个原理治疗癌症的药物也会出现，让我们所谓的不治之症有了治疗的希望。

同时这项研究也揭示了氧气对于代谢、血管、胚胎发育的影响，意味着我们对人体的探秘又向前迈进了一大步。

好了，今天的节目就到这里了，感谢你的收听，我是金铂医生，我们下期再会。