朱尔斯·霍夫曼教授在中国科学院大学做了主题演讲 。
6月13日下午,北京阳光明媚 。2011年诺贝尔生理学或医学奖获得者、法国先天免疫领域著名科学家朱尔斯·霍夫曼教授即将在中国科学院大学进行一场生动的讲座,大厅座无虚席 。
这位免疫学和癌症治疗领域的杰出先驱,其成就被科学界誉为“提供了对人类免疫系统的基本了解,这对借助疫苗探索癌症治疗至关重要” 。令人惊讶的是,他的研究是从果蝇开始的 。那么,小昆虫与目前最热门的领域之一——复杂的人体免疫学有着怎样的密切关系呢?带着疑问,科技日报采访人员对霍夫曼进行了专访 。
因父亲的依恋而产生的昆虫世界
“17岁时,我在卢森堡大公科学院档案馆发表了一篇文章,题目是‘卢森堡的水生异翅亚目’ 。当时我可以说是这个领域最年轻的论文发表者 。”如今73岁的霍夫曼回忆起自己当初的科研之路 。
他说:“当然,这要感谢我父亲的指导 。他是昆虫专家,小时候经常让我在湖边抓小昆虫当诱饵 。也是在他的启发下,我对昆虫有了很多了解,从而对它们的世界产生了浓厚的兴趣 。”
深谈昆虫,霍夫曼不禁嘴角上扬,大眼睛里闪烁着“湖光山色” 。他说昆虫在自然界中起着重要的作用 。世界上所有动物物种的80%都可以归为昆虫;农业收成的三分之一被昆虫吃掉;世界上三分之一的人口也受到昆虫传播的各种细菌、病毒和寄生虫的威胁 。小时候我就注意到这些动物80%都能完美抵抗各种感染和病毒,但当时人们不知道为什么,所以我想探究其中的原因 。
后来,当他得知法国斯特拉斯堡大学有一个专门研究昆虫的研究所时,霍夫曼就去那里学习,从此开始了他一生的昆虫免疫系统研究生涯 。
20世纪60年代中期,霍夫曼撰写了关于昆虫抗菌防御机制的博士论文,提出经过深入研究,可以利用昆虫抵抗感染的能力 。
【霍夫曼斯特 霍夫曼为什么】是好奇心让我如此坚定 。
昆虫到底有没有免疫力?这个问题在今天是毫无疑问的,但在70年代末,很多研究机构都认为不是 。当时霍夫曼想以昆虫为路径研究免疫系统,遭到周围人“自然而然”的质疑 。
霍夫曼说:“1978年,负责我所在的斯特拉斯堡大学的实验室主任下台,因此有人提出没有必要保留实验室进行昆虫研究 。所以,大学犹豫了 。况且,一些研究机构认为这样的研究没有意义,最多能配合农药的研发 。在这种情况下,我必须做大量的解释工作 。”
当时由于人们的知识没有现在丰富,对未来的发展方向也不够了解,霍夫曼不得不迅速投入研究,用成果说话 。他首先证实昆虫具有免疫力;然后搞清楚昆虫受伤后是如何产生抗菌物质的;然后找出这些抗菌分子,以及它们是如何被基因控制的,识别外来传染源 。好事多磨 。最后,他以确凿的实验结果推动了公众讨论,并保留了研究昆虫的实验室 。
有什么可以支撑霍夫曼的决心?他不假思索地回答道:“最根本的原因是我对科学充满了强烈的好奇心!对于昆虫的免疫研究,未来可能对增强人类免疫力很有意义 。”
可以说霍夫曼过去是一个人,现在有几千人在做相关的研究 。试想一下,如果他没有坚持和呼应当时的主流,那么人们对昆虫先天免疫的认识恐怕要推迟到现在很多年了 。
多做基础研究,丰富知识 。
“在科研的道路上,你有没有觉得辛苦或者枯燥?”采访人员问 。霍夫曼断然摇头 。“没有”,他的字典里好像从来没有这个词条 。在他眼里,科研本身并不枯燥乏味,而是需要做大量繁琐重复的工作 。
为了全面了解昆虫先天免疫机制的分子基础,霍夫曼在1989年做出了一个重要的决定,将自己实验室的全部精力投入到昆虫防御机制的研究中,以果蝇作为基因研究的生物模型 。
霍夫曼的研究团队经过5年的努力,逐一鉴定了10万只果蝇,最终确定了7组抗菌肽 。这项工作为先天免疫的研究树立了新的里程碑 。1996年,他的团队确定Toll分子是先天免疫的中介,即抗菌蛋白等分子形成的关键因素,掀起了先天免疫机制的研究热潮,促进了人们对相关疾病治疗方案的探索 。
霍夫曼反复强调:“不要放弃基础研究,也不要急于求成 。因为我们的知识不足,而新的知识可以通过研究产生,只有这样,我们才能进行创新研究,开发新药 。”
“黑腹果蝇的主食是腐烂的水果,它广泛存在于温带和热带气候中 。可见,黑腹果蝇具有很强的先天免疫能力,而进化的高等动物如哺乳动物或脊椎动物在这样的环境和饮食中易受感染 。那么,免疫力是在进化中退化的吗?”采访人员问 。
霍夫曼解释说,在动物进化的过程中,免疫系统并没有退化,而是变得更加精细 。所有生物都有最基本的先天免疫系统,大约出现在十亿年前 。昆虫的先天免疫系统被完整地保留了下来 。随着哺乳动物和脊椎动物(以及鳄鱼)的出现,发展出了更高级别的获得性免疫系统(也称获得性免疫系统),即具有对同一种病毒的记忆 。昆虫虽然“孩子”多,有的一次能产几千个,但生命周期短;而哺乳动物和脊椎动物,生孩子少,生命周期长,所以会面临更多的感染 。这种转变始于鱼类 。后来,在哺乳动物和人类身上产生了许多抗体,这使得给它们接种疫苗成为可能 。现在,一个重要的研究课题是探索先天免疫系统和获得性免疫系统之间的机制,从而开发新的药物 。
促进成果转化,造福人类
说科学家能获得科学领域的最高荣誉诺贝尔奖是令人欣慰的,更令人欣慰的是,在他们的有生之年,他们能实实在在地转化成果,造福人类 。
近年来,霍夫曼与中国科学家频繁开展了许多研究项目,如与上海王佑院士和广东钟南山院士的合作,以及中法霍夫曼医学中心的成立,该中心努力将研究理论应用于临床,从而为驱动人体自身细胞和免疫过程以预防传染病、自身免疫紊乱、过敏、癌症和器官移植排斥提供了可能 。
“你们的研究成果什么时候能从果蝇、脊椎动物逐渐过渡到人身上,加强人类对疾病的防御?”采访人员问 。
霍夫曼说,他现在和广州医科大学合作,刚刚联合成立了一个研究所,一方面进行基础研究;另一方面,转化研究成果 。开展天然免疫、过敏和炎症、肿瘤转化医学研究 。其中,肿瘤转化医学的研究将集中在果蝇对人的天然免疫转化和医学研究从基础到临床 。将有可能进一步阐明病毒感染的诱发机制,比如新型病毒SARS是如何引起免疫异常的 。整个领域的应用从动物过渡到人需要15-20年,一些小的研究已经开始应用 。
如果每个人都有果蝇的免疫生存能力,人类能活得更久吗?霍夫曼回答,“理论上是可能的 。然而,目前迫切需要解决的是确保出生婴儿更多存活的问题 。因为一个孩子在两岁之前基本上都有先天的免疫系统,还没有发育出后天的免疫系统,所以很脆弱,会被很多疾病感染而死亡 。目前针对几种疾病的疫苗也就那么几个,所以这段时间应该给的比较好 。”
最后,霍夫曼犹豫了一会儿说:“生命科学,一门新兴学科,刚刚起步几十年 。有太多未完成的事情需要我们去做 。”(采访人员华凌摄)
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