在「無(wú)藥可救」的疾病面前，他找到可能的新路

 

每次參加學(xué)術(shù)界的會(huì)議，臺(tái)上講的都是希望，新的實(shí)驗(yàn)、新的發(fā)現(xiàn)、新的假說(shuō)、新的可能性。每個(gè)領(lǐng)域都發(fā)表了很多新論文，里面提供了大量充滿(mǎn)希望的數(shù)據(jù)。這是一種科學(xué)進(jìn)步的希望，人類(lèi)在不斷深入理解疾病，抱著這些新認(rèn)知，走出會(huì)議室的時(shí)候，總有一種「人類(lèi)即將戰(zhàn)勝疾病」的樂(lè)觀。但是，轉(zhuǎn)身去一場(chǎng)制藥企業(yè)的討論會(huì)，氣氛就完全不一樣了。整個(gè)制藥行業(yè)的成藥率只有4.1%，在這里，演講的主題詞是「困境」「艱難」「失敗」「無(wú)法實(shí)現(xiàn)」。

 疾病現(xiàn)狀：在希望和絕望之間

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生物學(xué)家魯伯塤十分懂得生病的難處。他并不是醫(yī)生，但他在病人中間出了名，因?yàn)樗且粋€(gè)為無(wú)藥可救的疾病尋找新藥研發(fā)路徑的研究者。他是復(fù)旦大學(xué)教授、 「科學(xué)探索獎(jiǎng)」獲獎(jiǎng)人，由于他主要從事神經(jīng)退行性疾病研究，每隔一段時(shí)間，他的郵箱就會(huì)收到很多陌生人的來(lái)信，他們一邊向他傾訴這種疾病給自己帶來(lái)的痛苦，一邊向他詢(xún)問(wèn)五花八門(mén)的問(wèn)題：什么時(shí)候能研發(fā)出藥物？藥物什么時(shí)候能進(jìn)入臨床階段？中間還摻雜著苦澀的關(guān)心：我們知道罕見(jiàn)病藥物很難盈利，你們找到藥企愿意投資了嗎？我把房子賣(mài)了400萬(wàn)，捐給你們做研究基金好嗎？還有很多人向他表態(tài)：「如果可以，我愿意當(dāng)小白鼠，給生命科學(xué)做點(diǎn)貢獻(xiàn)?！?/span>

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疾病是人類(lèi)最古老的困局。這種感受他從上學(xué)的時(shí)候就體會(huì)到了。博士畢業(yè)找工作那一年，魯伯塤參加了很多醫(yī)學(xué)界的會(huì)議，研究了形形色色的疾病及其治療現(xiàn)狀，他本來(lái)只是想通過(guò)這種方式尋找自己未來(lái)的研究方向，卻在這個(gè)過(guò)程中看到了疾病的現(xiàn)狀。他最大的感受是一種落差——疾病面前的人類(lèi)，始終徘徊在希望和絕望之間。

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每次參加學(xué)術(shù)界的會(huì)議，臺(tái)上講的都是希望，新的實(shí)驗(yàn)、新的發(fā)現(xiàn)、新的假說(shuō)、新的可能性。每個(gè)領(lǐng)域都發(fā)表了很多新論文，里面提供了大量充滿(mǎn)希望的數(shù)據(jù)。這是一種科學(xué)進(jìn)步的希望，人類(lèi)在不斷深入理解疾病，抱著這些新認(rèn)知，走出會(huì)議室的時(shí)候，總有一種「人類(lèi)即將戰(zhàn)勝疾病」的樂(lè)觀。但是，轉(zhuǎn)身去一場(chǎng)制藥企業(yè)的討論會(huì)，氣氛就完全不一樣了。整個(gè)制藥行業(yè)的成藥率只有4.1%，在這里，演講的主題詞是「困境」「艱難」「失敗」「無(wú)法實(shí)現(xiàn)」。這種困境在神經(jīng)退行性疾病的治療上尤為突出。神經(jīng)退行性疾病很多都是「不治之癥」，即便是發(fā)病率最高的阿爾茨海默病，藥物開(kāi)發(fā)的成藥率也只有0.5%，不僅遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于整個(gè)制藥行業(yè)4.1%的成藥率，且迄今仍未找到有效的根本性治療手段，僅有暫時(shí)緩解癥狀的藥物。在這些疾病面前，時(shí)間似乎停滯了，研究困頓，止步不前。

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這將成為一個(gè)日漸嚴(yán)重的問(wèn)題，影響許多人。世界衛(wèi)生組織預(yù)測(cè)，到2040年，神經(jīng)退行性疾病將會(huì)取代癌癥，成為人類(lèi)第二大致死疾病，然而目前世界范圍內(nèi)還沒(méi)有任何一種藥物能夠有效治療它們。

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這也成了魯伯塤決心研究一種新的治療方法的驅(qū)動(dòng)力。「當(dāng)時(shí)想要做神經(jīng)退行性疾病也是因?yàn)?，其他疾病外科可以解決，但是神經(jīng)退行性疾病挑戰(zhàn)很大。當(dāng)時(shí)每次開(kāi)相關(guān)的學(xué)術(shù)會(huì)議都有人總結(jié)說(shuō)，我們這個(gè)領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)表30多萬(wàn)篇文章了，但還沒(méi)有一個(gè)真正能減緩疾病進(jìn)程的突破性的藥物。」魯伯塤說(shuō)。

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一個(gè)最典型的例子是亨廷頓病。這是一種長(zhǎng)期困擾人類(lèi)的神經(jīng)退行性疾病，人類(lèi)發(fā)現(xiàn)這種病已經(jīng)超過(guò)150年了，科學(xué)家已經(jīng)破解了這種病的許多特質(zhì)：明確知道它是一種單基因遺傳病，準(zhǔn)確找到了它的致病基因序列，也找到了破壞人腦的具體突變蛋白，很多技術(shù)進(jìn)步都發(fā)揮了作用，例如基因篩查技術(shù)可以準(zhǔn)確診斷出一個(gè)人是否患有亨廷頓病，冷凍電鏡技術(shù)也讓研究者能夠直接看到亨廷頓蛋白的結(jié)構(gòu)……可即便如此，迄今為止，針對(duì)亨廷頓病尚無(wú)任何有效的治本藥物研發(fā)出來(lái)，所有治療手段都只能緩解病人的癥狀，這種病既無(wú)法根治或延緩進(jìn)展，也無(wú)從預(yù)防。

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這意味著，一個(gè)人一旦發(fā)病，面臨的將是無(wú)藥可救的絕境。亨廷頓病通常在一個(gè)人40多歲時(shí)發(fā)病，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，病人通常在發(fā)病10~15年后死亡。但是這個(gè)10年生存期取決于照護(hù)質(zhì)量，由于亨廷頓病的癥狀很難通過(guò)藥物緩解，病人的生存質(zhì)量差，在照護(hù)條件不好的情況下，病人會(huì)很快死去。

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亨廷頓病的治療困境，折射出新藥研發(fā)的一大難關(guān)。傳統(tǒng)的藥物研發(fā)思路是從致病蛋白開(kāi)始，針對(duì)致病蛋白尋找阻斷劑，基于各種各樣的機(jī)制，用小分子來(lái)阻斷它，從而阻止疾病的發(fā)生。這就是靶向藥的研發(fā)思路。不幸的是，這個(gè)方法對(duì)大部分蛋白是不適用的。這個(gè)方法要求蛋白有明確的生物化學(xué)功能，以及可以結(jié)合小分子化合物并阻斷其生化功能的表明區(qū)域，這被稱(chēng)為「活性口袋」。但是80%的蛋白不滿(mǎn)足上述的兩個(gè)條件，因此很難找到一個(gè)化學(xué)小分子去阻斷它，也很難設(shè)計(jì)相應(yīng)的篩選阻斷劑的方法。它們被稱(chēng)為「不可成藥靶點(diǎn)」。

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在亨廷頓病的會(huì)議上，魯伯塤越來(lái)越真切地認(rèn)識(shí)到「不可成藥」對(duì)人的影響。會(huì)議邀請(qǐng)了一位病人作為患者代表來(lái)現(xiàn)場(chǎng)，講述病人立場(chǎng)的疾病現(xiàn)狀。生病之前，這位病人是哈佛大學(xué)教授，有自己的研究領(lǐng)域。剛生病的時(shí)候，他對(duì)疾病的理解很有限，只看到疾病定義里的短短幾行字：「亨廷頓病的致病基因破壞患者大腦內(nèi)的皮層和紋狀體，引起起舞動(dòng)作?！顾欢日J(rèn)為這種病的最大壞處只是「手舞足蹈」，但真的發(fā)病后，他的痛苦并不是舞蹈一樣的動(dòng)作，而是對(duì)自我控制的喪失。他發(fā)現(xiàn)自己漸漸失去了專(zhuān)注思考復(fù)雜問(wèn)題的能力，繼而喪失了工作上的樂(lè)趣，后來(lái)又逐漸失去了對(duì)舌頭肌肉的調(diào)動(dòng)能力，表達(dá)也變得困難。他沒(méi)有辦法像過(guò)去一樣思考問(wèn)題，也沒(méi)有辦法把這份痛苦準(zhǔn)確地表達(dá)出來(lái)。他逐漸失去了對(duì)自己身體的控制，在絕望中徹底成為一個(gè)病人。

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相比于不由自主地手舞足蹈，真正讓他絕望的是無(wú)藥可救的困境，治療是漫長(zhǎng)、痛苦且無(wú)效的。正是因?yàn)楹嗤㈩D病的致病蛋白——變異亨廷頓蛋白是不可成藥靶點(diǎn)，所以無(wú)法找到阻斷劑，沒(méi)有有效藥物治療。目前，亨廷頓病最前沿的治療策略是基因治療，但還在臨床試驗(yàn)階段，其效果還有待檢驗(yàn)。因?yàn)樗且环N生物大分子藥物，而大分子要進(jìn)入大腦是很困難的，所以病人無(wú)法通過(guò)口服給藥，必須進(jìn)行腰椎穿刺，通過(guò)腰椎泵進(jìn)行給藥。這本身就是一種較為痛苦的治療方式，再加上這種生物大分子造價(jià)很高，成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于小分子藥物，即使臨床試驗(yàn)獲得成功，患者每年的治療費(fèi)用預(yù)計(jì)也需要數(shù)十萬(wàn)美元。

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這種無(wú)助的絕境給無(wú)數(shù)家庭帶來(lái)了漫長(zhǎng)且沉重的打擊和揮之不去的心理陰影。一個(gè)耐人尋味的現(xiàn)實(shí)細(xì)節(jié)是，亨廷頓病是一種單基因遺傳疾病，也就是說(shuō)，通過(guò)檢測(cè)一個(gè)點(diǎn)位的基因，就能預(yù)測(cè)一個(gè)人在40歲以后是否有可能發(fā)病?；蛟\斷學(xué)技術(shù)大大提高了疾病的診斷率，原本這應(yīng)該成為醫(yī)學(xué)進(jìn)步對(duì)人類(lèi)的貢獻(xiàn)，但是，這些代表希望的醫(yī)學(xué)進(jìn)步在現(xiàn)實(shí)中有時(shí)意義有限——只有不到三分之一的家屬愿意檢測(cè)。他們的理由是，這個(gè)病無(wú)藥可救，與其活在無(wú)助的恐懼里，還不如從頭至尾都不知道，至少發(fā)病前的日子能好好活。

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十多年間，魯伯塤一直致力于神經(jīng)退行性疾病的研究，但是，與研究一種病的干預(yù)思路相比，他更著眼于超越現(xiàn)有藥物研發(fā)的困境，尋找一種新的治療策略——對(duì)于那些無(wú)藥可救的疾病，有沒(méi)有可能找到一種根本性策略，為根治疾病找到一條新路？

 

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ATTEC：一種新的治療思路

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新方法是在一系列充滿(mǎn)不確定性的堅(jiān)持中偶然出現(xiàn)的。博士畢業(yè)后，魯伯塤一直在全球醫(yī)藥健康行業(yè)的跨國(guó)公司諾華（Novartis）從事神經(jīng)退行性疾病研究，自 2012年起，魯伯塤回國(guó)，在復(fù)旦大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院擔(dān)任研究員，繼續(xù)尋找疾病的新藥研發(fā)方向。開(kāi)始的幾年，探索不算順利，研究經(jīng)費(fèi)也日漸減少，繼而告急，但他仍在鍥而不舍地向前探索各種策略，其中一個(gè)關(guān)鍵突破漸漸浮現(xiàn)——ATTEC。

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ATTEC，全稱(chēng)autophagosome-tethering compounds，即「自噬小體綁定化合物」。在魯伯塤開(kāi)始這項(xiàng)研究的時(shí)候，整個(gè)學(xué)術(shù)界對(duì)這個(gè)領(lǐng)域的報(bào)道幾乎一片空白。一切都要從頭開(kāi)始，最開(kāi)始連魯伯塤自己也不確定，這是不是一種可行的思路，最終能不能拿到理想的結(jié)果。他冒著很大風(fēng)險(xiǎn)嘗試一條沒(méi)有人走過(guò)的路，支撐他做下去的是一種基本判斷——人會(huì)生病，就是因?yàn)槌霈F(xiàn)了致病蛋白，只要想辦法清除致病蛋白，疾病就能得到控制。既然80%的蛋白無(wú)法找到阻斷劑，那就換另一種方法，用自噬降解致病蛋白。

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細(xì)胞自噬[這里主要指巨自噬（macroautophagy）]是一個(gè)生物學(xué)領(lǐng)域的古老概念，最早在20世紀(jì)60年代就被科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，后來(lái)日本科學(xué)家大隅良典（Yoshinori Ohsumi）對(duì)細(xì)胞自噬機(jī)制的發(fā)現(xiàn)還使他獲得了2016年的諾貝爾獎(jiǎng)。在生物學(xué)領(lǐng)域，人們喜歡將自噬形容成《吃豆人》游戲：一個(gè)細(xì)胞在饑餓狀態(tài)下，為了生存，它會(huì)把自身材料降解掉，供自己循環(huán)使用，維持一個(gè)存活的能量水平，也就是說(shuō)，細(xì)胞在饑餓狀態(tài)下，會(huì)出現(xiàn)為了保命而「自己吃自己」的現(xiàn)象。自噬概念在魯伯塤的學(xué)生時(shí)代就已經(jīng)是課堂上的前沿話(huà)題，后來(lái)他在諾華的實(shí)驗(yàn)室也見(jiàn)了利用自噬研發(fā)癌癥、阿爾茨海默病藥物的案例。研究人員在細(xì)胞自噬過(guò)程中看到了一種治療疾病的可能性——既然自噬過(guò)程可以清除蛋白，如果它清除的恰好是致病蛋白，那不就是治病了嗎？

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問(wèn)題是，這些初步嘗試的效果都不太理想。自噬過(guò)程中有一種核心的細(xì)胞器叫作自噬[小]體（autophagosome），它會(huì)將細(xì)胞中的部分蛋白包裹起來(lái)，再通過(guò)一系列細(xì)胞生物學(xué)過(guò)程將這些蛋白消化掉，轉(zhuǎn)換成所需的物質(zhì)和能量?？墒?，這個(gè)過(guò)程的問(wèn)題在于，它是一個(gè)「一視同仁的殺手」，沒(méi)有什么選擇性，不會(huì)專(zhuān)門(mén)去清除導(dǎo)致疾病的蛋白。只要自噬機(jī)制激活了，自噬小體就會(huì)把一整塊地方的物質(zhì)都包裹住，吞噬、消滅、轉(zhuǎn)化成能量。

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魯伯塤也做過(guò)不少實(shí)驗(yàn)，他的難關(guān)也出現(xiàn)在選擇性上。每一個(gè)細(xì)胞有兩三萬(wàn)個(gè)不同的蛋白質(zhì)，每一個(gè)蛋白可能參與幾十萬(wàn)個(gè)生化反應(yīng)，這當(dāng)中既有致病蛋白，又有正常的健康蛋白，即便在導(dǎo)致疾病的亨廷頓蛋白內(nèi)部，也是既有致病的亨廷頓蛋白，又有野生型蛋白?？墒?，自噬[小]體往往「一視同仁」，殺死致病蛋白，同時(shí)也殺死很多正常的蛋白，也就是說(shuō)，如果用這樣的策略做藥，藥的副作用太大了。

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困在死胡同的時(shí)候，魯伯塤產(chǎn)生了一個(gè)大膽的設(shè)想：有沒(méi)有可能給這個(gè)自噬過(guò)程創(chuàng)造出一種膠水一樣的東西，而且是一種定向有效的膠水，只對(duì)致病蛋白有效，只把致病蛋白黏在自噬[小]體內(nèi)？為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，魯伯塤把眼光投向了LC3這個(gè)蛋白。這是一個(gè)自噬[小]體膜上廣泛分布的蛋白，它本身會(huì)被脂化，從而牢固地「掛在」自噬[小]體膜上。魯伯塤設(shè)想，如果能利用「膠水」把致病蛋白和 LC3黏在一起，這樣每次致病蛋白經(jīng)過(guò)LC3的時(shí)候，都會(huì)因?yàn)檫@種膠水的存在而停留在自噬[小]體內(nèi)部，久而久之，越來(lái)越多的致病蛋白會(huì)被「膠水」黏在自噬[小]體內(nèi)，最后通過(guò)自噬過(guò)程，被一舉殲滅。

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魯伯塤開(kāi)始朝著這個(gè)設(shè)想的方向努力。他希望用一種小分子化合物（small molecule compounds）實(shí)現(xiàn)靶向自噬的膠水的功能，但這在當(dāng)時(shí)是一個(gè)從來(lái)沒(méi)有人研究過(guò)的課題。為了找到合適的「膠水」，他查閱了很多論文；參加自噬大會(huì)，跟藥企和其他實(shí)驗(yàn)室的同行討論；還請(qǐng)教了大隅良典本人。但他都沒(méi)有得到答案，只能自己動(dòng)手尋找。他設(shè)計(jì)了一個(gè)理想實(shí)驗(yàn)——構(gòu)建一個(gè)化合物庫(kù)（compound library），然后通過(guò)檢測(cè)化合物-蛋白相互作用來(lái)篩選其中的「膠水」。實(shí)際實(shí)施時(shí)，問(wèn)題卡在了篩選機(jī)制上，他嘗試了很多方法都不太成功，信噪比達(dá)不到篩選的要求，而且所嘗試的幾種篩選方式一次性最多只能測(cè)300多個(gè)化合物，效率也不高。

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2015年，魯伯塤偶然間聽(tīng)了一場(chǎng)光科學(xué)的講座。當(dāng)時(shí)，身處光科學(xué)系的費(fèi)義艷分享了她的新技術(shù)：一種小分子芯片光學(xué)篩選系統(tǒng)，它有兩大關(guān)鍵技術(shù)，小分子芯片（small molecule microarray, SMM）和免標(biāo)記斜入射光反射差（oblique-incidence reflectivity difference, OI-RD）技術(shù)，這個(gè)系統(tǒng)可以把最多5000個(gè)小分子化合物點(diǎn)樣在一厘米的小薄片上，每個(gè)化合物對(duì)應(yīng)一個(gè)坐標(biāo)，當(dāng)靶標(biāo)蛋白流過(guò)時(shí)，一旦它能夠與芯片上的特定小分子結(jié)合，這個(gè)坐標(biāo)點(diǎn) 上的分子層就會(huì)增厚，這一微小變化會(huì)被光學(xué)方法靈敏檢測(cè)到，從而在很短的時(shí)間內(nèi)檢測(cè)出很多不同的化合物-蛋白相互作用。

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這對(duì)魯伯塤來(lái)說(shuō)猶如神來(lái)之筆。他找到費(fèi)義艷，兩個(gè)團(tuán)隊(duì)合作「小分子化合物」和「自噬途徑降解」的課題，根據(jù)魯伯塤的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，利用費(fèi)義艷設(shè)計(jì)的小分子芯片光學(xué)篩選系統(tǒng)，對(duì)近4000種化合物進(jìn)行了篩選。

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最終，四種符合條件的小分子化合物在2016年初出現(xiàn)了。它們能夠發(fā)揮「膠水」的功能，既能夠與LC3蛋白結(jié)合，也能夠與變異亨廷頓病蛋白結(jié)合，同時(shí)又能保證不與正常的亨廷頓蛋白結(jié)合。接下來(lái)的關(guān)鍵就在于驗(yàn)證——這四種小分子化合物，真的能降解致病蛋白嗎？

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答案一開(kāi)始是否定的。當(dāng)時(shí)，課題組做了不少測(cè)試，一開(kāi)始是組里學(xué)生做，看不到致病蛋白降解，后來(lái)魯伯塤自己測(cè)試，還是看不到多少效果。后來(lái)他一度不敢讓學(xué)生做了，怕耽誤他們的學(xué)業(yè)，改用業(yè)余時(shí)間自己驗(yàn)證，可是效果都很差。哪怕是最好的結(jié)果，也只能看到一點(diǎn)點(diǎn)降解，并不明顯，更多時(shí)候根本看不見(jiàn)。

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因?yàn)檫@是一個(gè)完全空白的領(lǐng)域，從來(lái)沒(méi)有人驗(yàn)證過(guò)自噬是不是真的可以實(shí)現(xiàn)致病蛋白降解。有一小段時(shí)間，魯伯塤也陷入了自我懷疑：是不是自己想錯(cuò)了，也許這條路也走不通？

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有天中午他和妻子在學(xué)校食堂吃飯，討論起另一件事。魯伯塤的妻子也是生物學(xué)領(lǐng)域的研究者，她當(dāng)時(shí)正在申請(qǐng)一個(gè)項(xiàng)目，研究目標(biāo)是設(shè)計(jì)一個(gè)化合物，將兩個(gè)相同的蛋白分子拉到一起形成二聚體，從而發(fā)揮相應(yīng)功能。但是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)了一個(gè)奇怪的現(xiàn)象，她明明設(shè)計(jì)了一種符合條件的化合物，但是化合物濃度高了反而無(wú)效，只有把濃度降到一定程度才能成功地把兩個(gè)蛋白拉到一起。妻子始終想不明白，丈夫作為局外人一下子反應(yīng)過(guò)來(lái)了，還用數(shù)學(xué)模型推演了一遍，笑話(huà)她「當(dāng)局者迷」：「你是要靠這個(gè)化合物把兩個(gè)東西拉到一起，濃度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致它分別和這兩個(gè)東西結(jié)合，反而拉不到一塊兒去啊!」

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自己的一句話(huà)點(diǎn)醒了自己——自噬實(shí)驗(yàn)是不是也正是因?yàn)樾》肿踊衔锏臐舛忍吡?，反而不奏效？因?yàn)樽钄鄤┑膽?yīng)用一般需要高濃度，低濃度看不到，所以在此之前，他一直習(xí)慣性地沿用在藥企工作時(shí)研發(fā)阻斷劑的篩選標(biāo)準(zhǔn)，在高濃度下觀察反應(yīng)，但是，這次要研發(fā)的并不是阻斷劑，而是降解藥。降解失敗，會(huì)不會(huì)跟濃度有關(guān)？

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緊接著，魯伯塤把想法告訴了博士生李朝陽(yáng)，讓他立刻去檢測(cè)一系列低濃度化合物的效果，結(jié)果是在晚上快十一點(diǎn)拿到的——濃度降下來(lái)以后，致病蛋白被成功降解，效果非常明顯。李朝陽(yáng)博士第一時(shí)間把結(jié)果發(fā)送給了魯伯塤。

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這個(gè)激動(dòng)人心的結(jié)果，證明ATTEC的設(shè)想初步成功了。后來(lái)，他帶著課題組做了完整的濃度取樣，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，濃度和致病蛋白被清除后的水平呈現(xiàn)U形曲線(xiàn)，濃度太低了不行，濃度太高了也無(wú)法發(fā)生。他得到了一套詳盡的數(shù)據(jù)，充分證明了這些「小分子膠水」的作用和作用原理。

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就在這一系列的偶然和奇遇之后，一種全新的治療疾病的方法正式誕生了——在靶向藥之后，基于自噬的降解藥物可能成為病人新的希望。2019年10月，魯伯塤和合作者費(fèi)義艷、丁澦、黨永軍等人將這項(xiàng)研究成果發(fā)表于《自然》雜志，里面詳盡展示了這種「致病蛋白選擇性降解新技術(shù)」，這也成為我國(guó)科學(xué)家掌握的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的一項(xiàng)核心技術(shù)。

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這篇論文入選了《自然》「年度十大杰出論文」，發(fā)表后陸續(xù)得到學(xué)界的認(rèn)可，英國(guó)知名化學(xué)家、英國(guó)皇家化學(xué)學(xué)會(huì)（RSC）和皇家生物學(xué)學(xué)會(huì)（RSB）的會(huì)士愛(ài)德華·泰德（Edward Tate）于2021年在《細(xì)胞研究》（Cell Research）雜志上發(fā)表文章，評(píng)價(jià)ATTEC為「a rising star」（一顆冉冉升起的新星），稱(chēng)贊這項(xiàng)研究「將改變已有的生物過(guò)程研究方式，揭示了一個(gè)原創(chuàng)治療范式的全新方向」。

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未來(lái)應(yīng)用：降脂、減肥、逆轉(zhuǎn)死亡？

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生物學(xué)界對(duì)于ATTEC研究的反饋頗為熱烈。魯伯塤設(shè)計(jì)這個(gè)策略的初衷，是解決亨廷頓病無(wú)藥可救的問(wèn)題，但是更多研究者受到ATTEC思路的啟發(fā)，利用魯伯塤發(fā)現(xiàn)的四個(gè)小分子化合物，試圖解決更多疾病的成藥問(wèn)題。比如，有文獻(xiàn)報(bào)道，研究者改造了魯伯塤發(fā)現(xiàn)的化合物，用來(lái)降解癌癥的蛋白，嘗試著將自噬納入抗癌藥物研發(fā)的軌道。

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這股來(lái)自外界的踴躍嘗試的熱潮，反過(guò)來(lái)啟發(fā)了魯伯塤的研究。他產(chǎn)生了一個(gè)新的大膽設(shè)想：許多時(shí)候人會(huì)生病，除致病蛋白以外，也有非蛋白物質(zhì)的影響，對(duì)于有些對(duì)人體有害的物質(zhì)，現(xiàn)有治療手段同樣束手無(wú)策。既然ATTEC證明可以降解致病蛋白，那么，它能不能用來(lái)降解同樣對(duì)人有害的非蛋白物質(zhì)？

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魯伯塤設(shè)計(jì)了一個(gè)新的實(shí)驗(yàn)，目標(biāo)是降解脂滴。脂肪在細(xì)胞里是以脂滴的形式存在的，脂滴的核心成分是膽固醇和甘油三酯。身體里脂滴最多的地方一個(gè)是肝臟，一個(gè)是脂肪細(xì)胞。雖然人體在生理上也有一定的儲(chǔ)存脂肪的需求，但是過(guò)多的脂肪同樣意味著疾病，而與脂滴相關(guān)的往往都是對(duì)人體危害極大的常見(jiàn)病——過(guò)度肥胖、脂肪肝、動(dòng)脈粥樣硬化、視網(wǎng)膜黃斑色素變性，甚至有文獻(xiàn)報(bào)道，阿爾茨海默病的發(fā)生可能也和脂滴的積累有關(guān)。

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「在我們之前，沒(méi)有報(bào)道指出任何一個(gè)化合物可以直接把脂滴清除掉，有一些化合物或者生物學(xué)過(guò)程可以間接調(diào)控它，但是沒(méi)有一個(gè)化合物能夠直接把它清除掉，用已有的其他技術(shù)都搞不定。我想，脂滴正好可以通過(guò)自噬來(lái)清除——把脂滴和LC3黏在一起?！刽敳畨_說(shuō)，「理論上，只要清除掉脂滴，就有可能干預(yù)和治療這些疾病。」

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實(shí)驗(yàn)證明了他的設(shè)想。一個(gè)最振奮人心的例子來(lái)自一個(gè)肥胖小鼠的降血脂實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中，肥胖小鼠在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前非常胖，體脂率很高，脂肪甚至多于瘦肉，在注射魯伯塤課題組設(shè)計(jì)的靶向脂滴的ATTEC化合物兩周后，肥胖小鼠的體重下降 15%，體脂下降20%，更重要的是肝臟功能的改變，藥物使得它的血脂很快回到正常范疇，僅僅幾天的藥物注射后，小鼠的甘油三酯下降到了很低的程度。也就是說(shuō)，降解化合物讓肥胖小鼠成功實(shí)現(xiàn)了降脂。此外，在通過(guò)特定高脂飲食誘導(dǎo)的非酒精性脂肪肝模型小鼠中，肝臟可能因?yàn)橹蔚倪^(guò)度積累出現(xiàn)了纖維化。注射脂滴降解化合物后，纖維化也有了明顯改善。這意味著，ATTEC相關(guān)的降解藥物有希望將治療窗口期延長(zhǎng)，讓疾病在已經(jīng)非常嚴(yán)重的時(shí)候依然有機(jī)會(huì)得到明顯緩解，這種降解藥物是一種「后悔藥」般的存在。相關(guān)的論文發(fā)表于《細(xì)胞研究》，并獲得了「賽諾菲-《細(xì)胞研究》杰出論文獎(jiǎng)」。沿著這個(gè)治療思路，更多實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證了ATTEC許多新的可能性。例如，老年人眼部疾病排名第一的視網(wǎng)膜黃斑色素變性，ATTEC在這個(gè)眼部疾病上也可以發(fā)揮作用。與魯伯塤課題組合作的趙晨課題組發(fā)現(xiàn)，用降解藥清除脂滴，可在疾病動(dòng)物模型中有效拯救視網(wǎng)膜黃斑色素變性，這一研究論文于今年發(fā)表于《自然》雜志。還有人提出將 ATTEC應(yīng)用于醫(yī)美，在臉部外周注射降解藥物，以達(dá)到美容效果，不過(guò)這一方向尚處于討論階段。

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「可以說(shuō)，這種治療方法提供了一種全新的藥物研發(fā)思路?！刽敳畨_這樣說(shuō)，「不只對(duì)治療亨廷頓病具有潛力，這種小分子化合物對(duì)于其他類(lèi)型的疾病同樣具有治療潛力。此外，我們發(fā)現(xiàn)這種自噬-溶酶體途徑不僅可以降解蛋白，還可以降解破損的細(xì)胞器、病原體、肝臟細(xì)胞里面的脂肪等?！?/span>

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ATTEC研究也帶來(lái)了意想不到的收獲。為了研究亨廷頓病的疾病過(guò)程，魯伯塤在實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建了疾病的細(xì)胞模型，模擬腦神經(jīng)元從發(fā)病到死亡的全過(guò)程，比如在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中，通過(guò)給予一定的壓力條件，讓神經(jīng)元在幾天內(nèi)死亡。有趣的是，在這個(gè)模擬的過(guò)程中，魯伯塤偶然觀察到，撤走壓力條件后，部分神經(jīng)元卻恢復(fù)了過(guò)來(lái)，也就是說(shuō)，先前觀察到已經(jīng)進(jìn)入死亡「程序」的神經(jīng)元「復(fù)活」了。

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這個(gè)偶然發(fā)現(xiàn)成了魯伯塤新研究的起點(diǎn)。他還嘗試著干預(yù)這個(gè)復(fù)活過(guò)程，更驚奇的結(jié)果出現(xiàn)了，他發(fā)現(xiàn)這種降低致病蛋白的方法可以增加神經(jīng)元恢復(fù)的比例。「也就是說(shuō)，這個(gè)復(fù)活可能是一個(gè)與疾病相關(guān)的過(guò)程，如果你減少病因，（神經(jīng)元）恢復(fù)比例也會(huì)增多?！刽敳畨_說(shuō)。

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生物學(xué)界對(duì)于「細(xì)胞死亡」的研究已經(jīng)較為成熟，但是極少有人研究「細(xì)胞復(fù)活」，尤其是神經(jīng)元的「復(fù)活」。其實(shí)，早先很多人都看到過(guò)細(xì)胞的復(fù)活。魯伯塤在上學(xué)的時(shí)候，為了完成實(shí)驗(yàn)作業(yè)，需要自己培養(yǎng)神經(jīng)元，但稍不留心就會(huì)「養(yǎng)壞了」，他有時(shí)候會(huì)「想辦法搶救一下」看上去已經(jīng)死掉的神經(jīng)元，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，多給一些保護(hù)性的培養(yǎng)條件，部分神經(jīng)元也會(huì)活過(guò)來(lái)。這是一個(gè)讓他感到又好奇又費(fèi)解的過(guò)程，因?yàn)橐吧蜕窠?jīng)元的死亡和恢復(fù)比較隨機(jī)，他一直不知道背后的具體機(jī)制，也摸不清細(xì)胞「復(fù)活」的規(guī)律，不太清楚怎么就養(yǎng)壞了，又怎么就救回來(lái)了。但是，經(jīng)歷過(guò)ATTEC的研究后，他又回到了這個(gè)極其吸引他的問(wèn)題——細(xì)胞「復(fù)活」的機(jī)制是什么？什么條件下可以誘導(dǎo)復(fù)活？

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這是一條困難重重卻充滿(mǎn)樂(lè)趣的新路。魯伯塤說(shuō)，他很喜歡做實(shí)驗(yàn)，雖然遇到困難的時(shí)候他也會(huì)發(fā)愁，擔(dān)心經(jīng)費(fèi)，擔(dān)心產(chǎn)出，擔(dān)心科研過(guò)程的漫長(zhǎng)會(huì)影響學(xué)生的畢業(yè)時(shí)效，但是每當(dāng)問(wèn)題得到解決時(shí)，那份喜悅也是真實(shí)的，尤其是面對(duì)臨床的疾病問(wèn)題時(shí)。他深知自己的研究能夠?yàn)楦嗳藥?lái)希望，甚至包括他自己，因?yàn)槿绻鸄TTEC藥物在降解脂滴方面真的能發(fā)揮作用，那它將成為他減肥道路上的好幫手。

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除此之外，他還有另一個(gè)小心愿。直到今天，身為生物學(xué)家的他還是會(huì)收到病人的來(lái)信。因?yàn)樽约翰⒉皇轻t(yī)生，研究成果也遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有到臨床試驗(yàn)階段，他每次看到那些詢(xún)問(wèn)研究進(jìn)展的郵件后，回信都只能以「抱歉」開(kāi)頭。他期待著在未來(lái)的日子，ATTEC相關(guān)的研究成果能早日落地，進(jìn)入臨床，讓降解藥物成為能夠真正影響每一個(gè)人的臨床藥，到那時(shí)候，他就能夠篤定地回信給這些走投無(wú)路的病人，告訴他們，治療有了新的出路。

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?楊國(guó)安對(duì)話(huà)魯伯塤：既然死亡是一個(gè)過(guò)程，那么生死的界限在哪里？

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楊國(guó)安 騰訊集團(tuán)高級(jí)管理顧問(wèn)、騰訊青騰教務(wù)長(zhǎng)

魯伯勛 復(fù)旦大學(xué)教授、「科學(xué)探索獎(jiǎng)」獲獎(jiǎng)人

 

楊國(guó)安：你對(duì)ATTEC這項(xiàng)研究的興趣最初來(lái)自什么？

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魯伯塤：主要的動(dòng)因是我對(duì)疾病感興趣，我想搞清楚我們?cè)趺醋黾膊⊙芯浚约霸趺慈フ业街委熂膊〉乃幬?。疾病怎么產(chǎn)生的呢？如果我們用一個(gè)很簡(jiǎn)化的觀點(diǎn)去看，疾病經(jīng)常是某一個(gè)特定的蛋白質(zhì)因?yàn)檫z傳、環(huán)境等，發(fā)生了一些變化，產(chǎn)生毒性，導(dǎo)致細(xì)胞整個(gè)發(fā)生生化反應(yīng)，最終人體層面的表現(xiàn)就是疾病。從致病蛋白到疾病，之間有一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程，一個(gè)蛋白可能參與幾十萬(wàn)個(gè)生化反應(yīng)，但是它的根源是致病蛋白，所以我們就想，能不能從根源上去干預(yù)致病蛋白來(lái)治療疾??？這其實(shí)也是傳統(tǒng)的藥物研發(fā)的思維，找到一個(gè)「biomarker」（生物標(biāo)志物），針對(duì)這樣的致病蛋白，經(jīng)典的藥物研發(fā)思路是找它所謂的阻斷劑，這個(gè)方法能成是非常好的，不幸的是有80%的蛋白找不到阻斷劑，這80%的蛋白，術(shù)語(yǔ)叫作「不可成藥靶點(diǎn)」。這些不可成藥的靶點(diǎn)怎么辦？怎么樣用藥物干預(yù)它？我們找到了一個(gè)新的思路——把想清除的東西「拽」到自噬的過(guò)程里，去清除掉。

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楊國(guó)安：這條路是怎么探索出來(lái)的？

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魯伯塤：2012年的時(shí)候我就有ATTEC的想法，但是沒(méi)有做出來(lái)。坦白來(lái)說(shuō)，當(dāng)時(shí)還挺無(wú)知的，我只是在想辦法把化合物找到。我來(lái)自諾華，還了解蠻多高通量的技術(shù)的，所以我嘗試了用很多高通量的技術(shù)去做這件事。

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楊國(guó)安：一開(kāi)始判斷篩選出這些小分子化合物的比例是多少？

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魯伯塤：當(dāng)時(shí)完全沒(méi)有判斷，因?yàn)閺膩?lái)沒(méi)有人報(bào)道過(guò)自噬蛋白結(jié)合的化合物。因?yàn)榻?jīng)費(fèi)緊張，本來(lái)我也試圖不做篩選，一直在文獻(xiàn)里面找，如果有人報(bào)道過(guò)自噬的化合物，我們把這兩個(gè)化合物用化學(xué)反應(yīng)接在一起就可以，就不用篩選了，但怎么也沒(méi)有找到。后來(lái)我去各種自噬的會(huì)議，因?yàn)檠芯孔允啥昧酥Z貝爾獎(jiǎng)的人我也問(wèn)過(guò)，到底有沒(méi)有化合物可以直接結(jié)合自噬劑，特別是LC3的，他也從來(lái)沒(méi)有看過(guò)。所以沒(méi)有辦法，我只有自己做篩選。

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楊國(guó)安：這樣豈不是漫無(wú)目的，有一種大海撈針的感覺(jué)？

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魯伯塤：的確有很多運(yùn)氣在里面。我的很多方法不成功并不是理論上不能成功，而是太燒錢(qián)。我一算，篩選要花幾百萬(wàn)，可我當(dāng)時(shí)的經(jīng)費(fèi)一共只有幾百萬(wàn)，都花在這上面，萬(wàn)一不成功，實(shí)驗(yàn)室就要關(guān)門(mén)了。對(duì)當(dāng)時(shí)的我來(lái)說(shuō)，這個(gè)項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)巨大：沒(méi)有人知道能不能找到這樣的化合物；即使找到這樣的化合物，它是不是真的能降解，我們其實(shí)也不知道。從概念到真正得到很好的化合物，還是有很多風(fēng)險(xiǎn)的。

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楊國(guó)安：當(dāng)時(shí)支撐你在這么大風(fēng)險(xiǎn)下堅(jiān)持做的動(dòng)力是什么？

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魯伯塤：動(dòng)力有兩方面。一個(gè)是希望能造福病人，如果做出來(lái)，它的價(jià)值會(huì)很大，比如，干預(yù)亨廷頓病，它是使病人受益最大的一種治療策略。從原理上講，如果我們找到一個(gè)小分子藥物，它不干擾別的蛋白，直接作用于致病蛋白，對(duì)于這個(gè)疾病的治療意義是很大的。這是我基于這個(gè)領(lǐng)域的一個(gè)判斷。

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第二個(gè)動(dòng)力是希望能發(fā)展一個(gè)新的科技方向，我覺(jué)得它有希望發(fā)展成一個(gè)所謂的「平臺(tái)技術(shù)」，也就是說(shuō)，一旦我找到了這樣的分子，那么我們就有可能把別的東西送到自噬里面去降解，它可以降解各種不同的靶點(diǎn)，它潛在的平臺(tái)價(jià)值也很大。所以動(dòng)力主要還是看好這個(gè)科學(xué)研究方向的前沿價(jià)值。

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楊國(guó)安：藥物研發(fā)過(guò)程中有什么印象深刻的故事嗎？

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魯伯塤：我以前在諾華的時(shí)候最經(jīng)典的例子是一款抗癌藥物的研發(fā)。

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它的致病蛋白是20世紀(jì)80年代發(fā)現(xiàn)的，是一種酶由于活性太高而導(dǎo)致了白血病，這是一種比較嚴(yán)重的癌癥。癌癥那時(shí)候只有化療藥物，沒(méi)有靶向藥物，它是第一個(gè)靶向藥物。它的發(fā)現(xiàn)過(guò)程并不是特別曲折，但是它的發(fā)展過(guò)程有點(diǎn)曲折。白血病很早就被發(fā)現(xiàn)了，它的遺傳學(xué)規(guī)律、染色體突變也是很早就被發(fā)現(xiàn)了，但后來(lái)針對(duì)它篩選阻斷劑，在準(zhǔn)備推臨床試驗(yàn)的時(shí)候，被當(dāng)時(shí)的商業(yè)部門(mén)否決了。因?yàn)楫?dāng)時(shí)他們覺(jué)得這個(gè)疾病在美國(guó)的發(fā)病率很低，美國(guó)患此病的只有5000人，所以認(rèn)為做臨床試驗(yàn)不值得，就否決了。但科學(xué)家堅(jiān)決反對(duì)這個(gè)決策，直接去找公司當(dāng)時(shí)的CEO（首席執(zhí)行官）。當(dāng)時(shí)的 CEO是MD（醫(yī)學(xué)博士）出身的，還比較懂科研，他拍板說(shuō)，還是要上臨床，因?yàn)樗X(jué)得這是一個(gè)跨時(shí)代的藥物——從化療藥物的時(shí)代跨向靶向藥物的時(shí)代。這個(gè)藥物成功了，得了拉斯克獎(jiǎng)，也有人認(rèn)為今后有可能得諾貝爾獎(jiǎng)。是科學(xué)家的堅(jiān)持，才讓這個(gè)藥物最后上了臨床。臨床使用后，發(fā)現(xiàn)它不止可以治白血病，不同癌癥只要有這個(gè)突變，它的效果就非常好。后來(lái)，這個(gè)藥物每年的營(yíng)收有50億美元左右，成了當(dāng)時(shí)諾華年銷(xiāo)售額排名第二的藥物。

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楊國(guó)安：ATTEC目前研究的最新進(jìn)展是什么？

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魯伯塤：我們正在嘗試的一個(gè)方向是小分子操控系統(tǒng)，這個(gè)工作量非常大，我也不知道能不能完成。從分子層面看，細(xì)胞內(nèi)行使最多功能的還是蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)本身有兩三萬(wàn)種，如果發(fā)生變化，就會(huì)出現(xiàn)很多情況。有的時(shí)候我們需要把變化的蛋白質(zhì)清除掉；有的時(shí)候是蛋白質(zhì)水平太低了，或者功能不全了，我們要想辦法把它給補(bǔ)充回來(lái)；還有的時(shí)候是蛋白質(zhì)位置不對(duì)，我們要把它糾正過(guò)來(lái)。于是我就想到，我們能不能找到一個(gè)所謂的操控系統(tǒng)，給細(xì)胞加入不同的化合物，從而操控不同的蛋白？

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楊國(guó)安：用什么方法來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題？

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魯伯塤：我們的策略有兩種。一種還是類(lèi)似于ATTEC的「膠水」，之前我們講的是把細(xì)胞拽到一個(gè)降解的機(jī)器里去降解，其實(shí)細(xì)胞還有其他的機(jī)器，比如運(yùn)輸機(jī)器，可以把蛋白質(zhì)拽到運(yùn)輸車(chē)上，把它帶到應(yīng)該去的地方。如果蛋白質(zhì)位置不對(duì)，我們就通過(guò)膠水，把它拽到運(yùn)輸車(chē)上，送到正確的位置。還有一種方法，我們叫作「標(biāo)簽法」。在細(xì)胞內(nèi)識(shí)別不同的蛋白，往往是依靠識(shí)別蛋白的一個(gè)特殊標(biāo)簽，比如說(shuō)，需要蛋白去什么位置，就給它加一個(gè)定位的標(biāo)簽。所以我們?cè)诳紤]用這種方法來(lái)對(duì)蛋白進(jìn)行操控。打標(biāo)簽，在化學(xué)上，相對(duì)來(lái)說(shuō)是更簡(jiǎn)單的方法，但它的缺點(diǎn)是，我們對(duì)很多生物學(xué)過(guò)程用的標(biāo)簽還不清楚，也就是說(shuō)，打什么樣的標(biāo)簽可以讓它干這個(gè)事情，有些我們已經(jīng)知道了，但是大部分還是不知道的，所以標(biāo)簽法目前適用面還相對(duì)較窄，相比之下，我們對(duì)膠水法知道的更多一些，可能適用面會(huì)更廣一些。兩種方法都在嘗試。

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楊國(guó)安：這種小分子操控系統(tǒng)有沒(méi)有一些具體的例子？

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魯伯塤：已經(jīng)在做的一些，比如P53（蛋白）的案例。簡(jiǎn)單地說(shuō)，P53有很多功能，包括抑制癌細(xì)胞，P53水平高了，就不容易得癌癥，所以我們想，如果有辦法把它的水平提上去，就可以用來(lái)治療癌癥。這個(gè)用降解的方法不行，降解清除掉P53，癌癥可能會(huì)惡化。我們要想辦法用膠水法把P53給連到一個(gè)可以穩(wěn)定蛋白的機(jī)器上去，這樣就可以提高它的水平。還有一個(gè)是標(biāo)簽法的例子。「基因編輯」是得了諾貝爾獎(jiǎng)的工作，它是利用一套酶的系統(tǒng)，再利用一些蛋白去剪切DNA，改變DNA的序列，實(shí)現(xiàn)基因編輯?；蚓庉嬘幸粋€(gè)很大的風(fēng)險(xiǎn)，蛋白進(jìn)入細(xì)胞核以后，改變那里的DNA的序列，但是這些蛋白一直待在細(xì)胞核里面是危險(xiǎn)的，因?yàn)樗鼤?huì)不停剪切基因組，那么基因可能會(huì)變來(lái)變?nèi)?。我們的一個(gè)解決辦法是，讓這些蛋白先待在細(xì)胞核外面，這樣它就沒(méi)有機(jī)會(huì)剪切，等需要對(duì)基因進(jìn)行編輯的時(shí)候，我們?cè)俳o它加一個(gè)細(xì)胞核定位分子，這時(shí)它才進(jìn)入細(xì)胞核里面開(kāi)始剪切。我們可以控制時(shí)間，比如說(shuō)只讓它剪切一個(gè)小時(shí)，完成之后，我們洗掉化合物，這些蛋白又會(huì)逐漸流出來(lái)，不會(huì)留在細(xì)胞核里。這樣就可以比較大地提高安全性。上面講的這些更多的是藥物研發(fā)的策略，是前沿探索，離真正的藥物還有非常大的距離，我們更多是證明一個(gè)概念的可行性，至于能不能發(fā)現(xiàn)藥物且用在病人身上，還有很遠(yuǎn)的路要走。

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楊國(guó)安：ATTEC發(fā)表之后，你覺(jué)得它對(duì)這個(gè)（亨廷頓）病以及這個(gè)研究領(lǐng)域的改變是什么？

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魯伯塤：最終的實(shí)際效果還很難說(shuō)，也許最后還是不成功，但是我覺(jué)得至少它提供了一條新的路。之前沒(méi)有人認(rèn)為這條路能走得通，或者說(shuō)，誰(shuí)也不知道這條路能不能走。我們從概念上證明了，這條路是可能走通的。按照第一性原理，最終是能實(shí)現(xiàn)的，那么具體就要通過(guò)工程學(xué)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)（怎么做的問(wèn)題）。

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楊國(guó)安：等于開(kāi)辟了一條沒(méi)有人走過(guò)的、現(xiàn)在看起來(lái)正在走通的路，而且你是為（亨廷頓?。┎∪税l(fā)明了這個(gè)技術(shù)，現(xiàn)在它又可以用于（治療）很多其他疾病。你覺(jué)得現(xiàn)在比較大的困難是什么？長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，困難又是什么？

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魯伯塤：一個(gè)具體的困難，是我們現(xiàn)在的化合物還不是活性最理想的，它對(duì)于脂滴的降解是挺不錯(cuò)的，但是對(duì)于亨廷頓蛋白的降解，降不到一半，并不是特別理想。另外它還有毒性，所以還會(huì)有別的影響，我們也希望盡量去避免這個(gè)影響。第三個(gè)方面更多是商業(yè)上的考量，因?yàn)樽鲆粋€(gè)藥成本非常高，必須要用專(zhuān)利去保護(hù)。還有藥物動(dòng)力學(xué)的問(wèn)題，即藥物在人體里面是怎么代謝的，這需要進(jìn)一步研究。當(dāng)然，總的來(lái)說(shuō)，這些問(wèn)題在工業(yè)界是有比較成熟的解決流程的，但也有可能發(fā)生意外，有時(shí)候也可能會(huì)失敗。既然死亡是一個(gè)過(guò)程，那么生死的界限在哪里？

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楊國(guó)安：接下來(lái)的研究中，你最大的愿景是什么？

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魯伯塤：這個(gè)（研究）是剛剛開(kāi)始做的，我們叫作「神經(jīng)元的復(fù)活」。

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這個(gè)研究是全新的，跟之前的不太一樣。關(guān)于細(xì)胞死亡有很多研究，包括我們研究神經(jīng)退行，其實(shí)就是神經(jīng)元的死亡。但是，我最近在思考一個(gè)問(wèn)題，很多研究發(fā)現(xiàn)，死亡其實(shí)是一個(gè)信號(hào)通路的過(guò)程，是一個(gè)程序性的過(guò)程，那么，有沒(méi)有可能，神經(jīng)元進(jìn)入死亡的程序之后，還能夠逃逸這個(gè)死亡程序逆轉(zhuǎn)回來(lái)？比如說(shuō)，老年癡呆就是因?yàn)樯窠?jīng)元死了，人的腦細(xì)胞死了，其實(shí)一般神經(jīng)元的死亡是很慢的，但是老年癡呆的神經(jīng)元死得很快，現(xiàn)在的治療方法都是想辦法減緩它的死亡。就像我們做的亨廷頓病的研究，也是通過(guò)清除致病蛋白，減緩這種神經(jīng)性的死亡。我在想，既然「死亡」是一個(gè)過(guò)程，我們能不能逆轉(zhuǎn)它，把開(kāi)始死亡的神經(jīng)元，甚至已經(jīng)死亡的神經(jīng)元「復(fù)活」回來(lái)？

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楊國(guó)安：它的原理是什么？

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魯伯塤：原理我還不知道，但我看到一篇很老的文獻(xiàn)，研究的是把一個(gè)已經(jīng)死亡 8小時(shí)的人腦切片放在人工腦脊液里面，灌高濃度的氧氣去培養(yǎng)，一個(gè)多小時(shí)以后，里面的神經(jīng)元又可以運(yùn)輸染料了——活的神經(jīng)元可以吸收、運(yùn)輸染料，死掉的神經(jīng)元是運(yùn)輸不了的，相當(dāng)于說(shuō)，這些神經(jīng)元又復(fù)活了。還有《自然》雜志上新近發(fā)表的兩篇文章。文章發(fā)現(xiàn)豬被屠宰4~6小時(shí)以后，不只腦死亡了，其他主要器官包括肝臟也死亡了。后來(lái)他們用了一個(gè)比較復(fù)雜的循環(huán)系統(tǒng)，叫作 OrganEx，通過(guò)這個(gè)循環(huán)系統(tǒng)給細(xì)胞灌流一些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和氧氣，發(fā)現(xiàn)這些細(xì)胞又復(fù)活了，包括腦部的神經(jīng)元，肝臟的細(xì)胞也復(fù)活了。當(dāng)然，豬本身作為一個(gè)動(dòng)物是沒(méi)有復(fù)活的，但是這些器官里的細(xì)胞看起來(lái)是復(fù)活了，或者說(shuō)，這些細(xì)胞看上去之前是進(jìn)入了休眠狀態(tài)，灌流可以讓它們恢復(fù)一些功能。這就提示，在細(xì)胞層面上，當(dāng)一個(gè)動(dòng)物死去，細(xì)胞的生命功能會(huì)在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)喪失，但是通過(guò)特定的灌流系統(tǒng)補(bǔ)充能量和氧氣，部分功能有可能恢復(fù)，所以我覺(jué)得細(xì)胞失去生命活動(dòng)以后，是有可能重新恢復(fù)生命活動(dòng)的。如果我們把這種逆轉(zhuǎn)定義為復(fù)活，那么細(xì)胞的「復(fù)活」是有可能成立的，也就是說(shuō)從第一性原理看，細(xì)胞是有能力復(fù)活的。

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楊國(guó)安：你的研究設(shè)想是什么？

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魯伯塤：我想搞清楚細(xì)胞能不能復(fù)活。首先，我想用一個(gè)體外的培養(yǎng)系統(tǒng)，驗(yàn)證神經(jīng)元是不是能復(fù)活，我也想知道這個(gè)復(fù)活的神經(jīng)元是通過(guò)一個(gè)什么樣的分子過(guò)程復(fù)活的。因?yàn)榧?xì)胞死亡是一個(gè)由有序的生物分子反應(yīng)形成的一個(gè)程序性過(guò)程，我推測(cè)復(fù)活是否也會(huì)是這樣一種程序性的過(guò)程。我的想法是，建立一個(gè)篩選系統(tǒng)，用一些方法把神經(jīng)元給弄死以后，可以在神經(jīng)元里面做篩選，挑出神經(jīng)元不同的基因，看看什么樣的基因可以促進(jìn)復(fù)活，就可以把這個(gè)過(guò)程的關(guān)鍵基因給找出來(lái)。

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楊國(guó)安：這個(gè)新設(shè)想可以有哪些應(yīng)用？

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魯伯塤：疾病方面的應(yīng)用可能就是老年癡呆，以及其他神經(jīng)退行性疾病。此外，這可能加深我們對(duì)細(xì)胞死亡的理解。在一般人心中，死亡可能是一個(gè)很明確的定義，但是在生物學(xué)家看來(lái)，（死亡的過(guò)程）在細(xì)胞層面是由一系列復(fù)雜反應(yīng)組成的程序，可能會(huì)持續(xù)挺久。單個(gè)細(xì)胞的話(huà)，我們其實(shí)做了一些實(shí)驗(yàn)，進(jìn)入細(xì)胞死亡程序之后復(fù)活，這個(gè)過(guò)程是存在的。但是這里面有很多具體的問(wèn)題，例如進(jìn)入死亡程序多久后還能復(fù)活，我們還在摸索?，F(xiàn)在看，其實(shí)死亡后24小時(shí)都是有可能復(fù)活的。當(dāng)然，死亡24小時(shí)不是說(shuō)真正的死亡，而是它接收到死亡的信號(hào)，開(kāi)始進(jìn)入這個(gè)（死亡）程序，很長(zhǎng)一段時(shí)間還可以逆轉(zhuǎn)，或者說(shuō)逃逸死亡。

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楊國(guó)安：神經(jīng)元復(fù)活的研究，是目前最前沿的研究嗎？你是全世界最早提出的人嗎？

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魯伯塤：我的確沒(méi)有看到過(guò)別人的研究報(bào)道，也許有人在做，但沒(méi)做出來(lái)，或者這個(gè)過(guò)程本身就太難研究了。關(guān)于癌細(xì)胞復(fù)活倒是有一點(diǎn)相關(guān)研究。癌細(xì)胞的復(fù)活能力特別強(qiáng)，這個(gè)報(bào)道也相對(duì)較多。用各種抗癌藥物殺死了它以后，盡管觀察到了它的凋亡，不管是形態(tài)還是功能都提示這些癌細(xì)胞已經(jīng)死了，但是你把那些殺死它的藥物洗掉以后，它又復(fù)活了。比如有人發(fā)現(xiàn)用酒精殺死癌細(xì)胞以后，把酒精洗掉，癌細(xì)胞不僅能重新活過(guò)來(lái)，還能夠重新具備分裂的能力。但是這背后的分子機(jī)制，同樣不知道。不過(guò)，癌細(xì)胞和神經(jīng)元有個(gè)很大的不同，癌細(xì)胞是分裂能力很強(qiáng)的細(xì)胞，而神經(jīng)元是不能分裂的細(xì)胞。因此，癌細(xì)胞能活過(guò)來(lái)而且能分裂，不代表神經(jīng)元也一定有這樣的能力，所以即便同是復(fù)活，這個(gè)過(guò)程可能也不一樣。

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楊國(guó)安：假設(shè)這項(xiàng)研究成立，未來(lái)有突破性進(jìn)展讓你發(fā)現(xiàn)如何逆轉(zhuǎn)死亡，讓神經(jīng)元復(fù)活，它會(huì)帶來(lái)倫理學(xué)的問(wèn)題嗎？

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魯伯塤：我覺(jué)得這個(gè)差距還是很大的，更多的還是一個(gè)細(xì)胞生物學(xué)的問(wèn)題。我想了解死亡的本質(zhì)——死亡的過(guò)程，生和死的界限到底在哪里？在這個(gè)過(guò)程里，「死」到什么程度就逆轉(zhuǎn)不了了？「死」到什么程度還可以逆轉(zhuǎn)？我之所以想做蛋白操控系統(tǒng)也有這個(gè)原因。比如，假如我們有一個(gè)蛋白的操控系統(tǒng)，又如果復(fù)活的關(guān)鍵是某一些蛋白產(chǎn)生特定的變化，那么我們就可以對(duì)死亡的細(xì)胞加相應(yīng)化合物，通過(guò)促進(jìn)這些蛋白的特定變化來(lái)促進(jìn)細(xì)胞的「復(fù)活」。如果「復(fù)活」是存在的，那么它可能是由一套分子系統(tǒng)來(lái)達(dá)成的，我想要找到這套分子系統(tǒng)。

 

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 （注：上述回答中使用了方便理解的通俗描述方式，并非嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)專(zhuān)業(yè)表述。）

 

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