从三届诺贝尔奖看性学与生殖健康研究

曹兴午

【摘要】诺贝尔奖是广大科学家追逐的目标。三届诺贝尔生理／医学奖与性学与生殖有关：1998年一氧化氮的发现应用到治疗ED上，促成“伟哥”的发明；2000年发现了“神经系统中信号相互传递”，阐明了神经递质多巴胺不仅有左右人们行为的作用，也参与了人情爱过程并激发人对异性情感的产生；2002年细胞凋亡——犹如秋天的树叶或花辫的凋落的死亡方式.睾丸内的生殖细胞与激素水平的高低都可由细胞凋亡的改变而引起生殖功能和性功能的改变，与性爱密切相关。作为“科教兴国战略”和“知识创新工程”，必须记住124年前“美国科学独立宣言”列举的中国科学落后原因的警示。罗兰指出：“假如我们的科学只停留在科学应用说，很快就会退化成中国人那样，他们多少代以来在科学上都没有什么进步，因为他们只满足于科学的应用，而从未追问过所做事情的原理，这些原理就是纯科学。中国人知道火药的应用已经若干世纪，如果能用正确的方法进一步探索其特殊应用原理，他们就会在获得众多应用的同时创造发展化学，甚至物理学；就是因为他们只满足于火药能爆炸的事实，而忽略了对其寻根问底，这使中国人已经远远落后于世界科技的进步”。

【关键词】诺贝尔奖；伟哥；多巴胺；细胞凋亡；性学；生殖健康

近三届的诺贝尔生理／医学奖的获得，均与性学和生殖研究有直接或间接的关系，我们从中可以得到一些认识和启迪，对进一步思考我们的性学与生殖健康研究大有裨益。兹简要介绍如下。

11998年授予“伟哥之父”

1998年的诺贝尔生理或医学奖授予了三位美国科学家：罗伯特·F·弗奇戈特、路易斯·J·伊格纳罗和弗里德·穆拉德，因为他们发现硝酸甘油及其他有机硝酸酯可释放一氧化氮气体，而后者则能扩张血管平滑肌从而使血管舒张。这一发现同时阐明了人的高血压、心脏病和ED都与血管内皮细胞产生一氧化氮不足有关，也因此从这一发现开始人们逐渐找到了治疗和缓解这些疾病的方法。以此而生的系列研究成果，解决了很多患者的问题。

一氧化氮的发现应用到治疗ED上，就导致了伟哥的发明。美国辉瑞制药公司根据一氧化氮的作用途径研制出了伟哥。伟哥药物的原理是能抑制cGMP(环一磷酸鸟苷)的酶促水解，防止一氧化氮引起的细胞内GMP信号的迅速消失。结果可以维持血管平滑肌细胞舒张，增加血流量，因此不仅能治疗心脏病、心血管病，而且能治疗ED，因为它能使阴茎海绵体持续充血，以保持阴茎的坚挺。

但是伟哥在实际生活中有多大作用，是否对所有ED患者都有用，仍然是一个众说纷纭的问题。很多人甚至否定伟哥的作用或认为不能夸大伟哥的作用，因为使用伟哥正是人们尤其是男人对自己原始创造力和生命力产生不自信的开始，现在已经到了成年男性几乎人人都要使用伟哥试一试的地步，包括那些根本就没有ED问题的正常男人。他们相信，用了伟哥会让自己本来就强劲的生命之根更强劲。而且即使伟哥能使男人性力大增，也只是增加了有性的爱，而对于无爱活动的性是毫不起作用的。

所以，尽管1998年的三位诺贝尔获奖者根本就没有直接参与制造伟哥，但对伟哥的发明奠定了理论和研究基础。发明者美国得克萨斯大学的弗里德·穆拉德教授在得知人们称他为“伟哥之父”时也气愤地说：“伟哥之父是一个极其愚蠢无聊的称号，我很不喜欢。如果时光倒流，我宁愿自己从未导致这种药物的发明。”显然伟哥是否管用还有待实践和文化认同，因为人的性能力尤其是男人的性能力并非只是由药物就能唤起和增强的。但是另一方面，伟哥的确具有的“魔力”、魅力和效用也不能不归功于诺贝尔医学奖获得者的开创性发现。其重要的一点是基础研究的成功，开创了临床应用的“伟哥时代”。

22000年授予多种神经递质多巴胺——情爱物质基础

2000年诺贝尔生理／医学奖授予了瑞典的阿尔维德卡尔松、美国的保罗·格林加德和美籍奥地利人埃里克坎德尔，因为他们发现了“神经系统中信号相互传递”的奥秘，而大脑中的信号就是各种各样的神经递质。而且卡尔松所阐明的神经递质多巴胺不仅有左右人们行为的作用，也参与了人情爱过程并激发人对异性情感的产生。

早在50年代卡尔松就通过一系列实验发现，多巴胺与受体结合后调控着包括控制人的行为在内的大脑的许多活动。大脑内多巴胺过多，会引起人的幻想，产生精神分裂，如果利用利血平治疗则会取得效果。因为利血平是一种天然生物碱，它能够减少储存于突触前膜中的多巴胺。而对病人服用左旋多巴(L—DO—PA)则可以治疗帕金森氏病，因为左旋多巴是多巴胺的前体，在大脑中可以转化为多巴胺。

不过，卡尔松等人对典型的神经递质多巴胺功能的研究和阐明，还从另一个方面开启了人们研究爱情物质的大门，所谓爱情物质即是各种各样的神经递质，而不同的神经递质在情爱中扮演的角色是迥然不同的。两性之爱是人类情感最集中、最美好和最复杂的表现之一，但是情爱是如何产生的呢?研究表明，情爱的基础也是神经递质的产生和传递。

研究发现，人的性爱中心其实是在大脑的中心——丘脑，而在丘脑中则贮藏着丘比特之箭——多种神经递质，也称为恋爱兴奋剂。包括有卡尔松阐明作用的多巴胺，还有苯乙胺、内啡肽和异丙肾上腺素等。然而最能使男女产生狂热之恋、生死之情作用的则是苯乙胺。当一对男女一见钟情或经过多次了解产生爱慕之情时，丘脑中的苯乙胺和其他神经递质就源源不断地分泌和势不可挡地汹涌地释放出来，并进入血液循环，流经全身。

这时女性皮肤柔嫩，脸庞红润，显得更娇羞迷人；而男性则雄姿勃发，气宇轩昂，更显出英雄本色。恋爱物质在血液中燃烧的结果不仅使女人回眸一笑百媚生，男人力拔山兮气盖世，而且被恋爱兴奋剂所兴奋的男女还会同时产生心跳加快、手心出汗、颜面潮红、不知所云，尽说一些在外人看来不过是胡话疯话和谄媚的情话。这些神经递质使“神在爱情中也难保理智”。

其实神经递质的作用远不止这些，比较典型的还有内啡肽和去甲肾上腺素等。人在愉快平和时，脑内吗啡分泌较多。内啡肽是一种改善人的情绪相当好的神经递质，它不仅能改善大脑功能，保持脑细胞的年轻活力，而且能使人心情愉快，由此增强免疫功能，提高机体的自然防病和治病能力，防止衰老，同时也在情爱中产生积极、愉悦和满足的作用。

相反，如果闷闷不乐，常处于忧虑、紧张和压抑的精神状态，大脑便会分泌去甲肾上腺素。这种激素可引起血管收缩、血压上升、心跳加快，容易引起心脑血管病，如脑血栓、高血压等。久而久之便可危及健康，使人折寿。而且在情爱中也压抑人的激情，因为如果一个人在去甲。肾上腺素等神经递质的作用下无精打采，压抑紧张，也就不会对异性产生情感，更没有性爱的要求。

现在的研究还证明神经递质在正、负性情绪产生中的作用并对情感的影响。美国加州大学洛杉矶分校的心理学研究者玛格丽特基米尼通过其实验证明，欢乐的情绪只要保持20分钟，也就是说良性的神经递质

如内啡肽保持分泌较长时间，就可使体内免疫系统中的卫士——白细胞数量增多而且功能正常；而同样沮丧的情绪维持20分钟，也就是说不良的神经递质如去甲肾上腺素分泌较多，也会使体内的白细胞减少很多并使其功能弱化。

目前诺贝尔医学奖和其他研究所阐明的神经递质对人类性行为和情爱的作用可以归纳为两大类。一是直接参与性行为，使机体发生变化；另一是通过影响情绪而参与人的情爱，主要表现在对异性的思念、爱慕和渴求俱增，强化性别角色和第二性特征，如苯乙胺、内啡肽、异丙肾上腺素和多巴胺等神经递质的作用。它们使女人更有女人味，男人更有男人气。重要成果是通过神经生理学的研究与人类精神、情感相结合的成果。

32002年诺贝尔奖——细胞凋亡

细胞凋亡的研究获2002年诺贝尔生理／医学奖，是借用古希腊语，意指细胞的死亡犹如秋天的树叶或花瓣的凋落的死亡方式。细胞凋亡与坏死主要特征比较其意义深远，说明了细胞死亡的自然规律，有利于揭示恶性疾病如肿瘤、癌症、艾滋病、白血病等的发病机制，将为医学开辟新的道路，是医学生物学具有划时代意义的大事。人类的睾丸内的生殖细胞与激素水平的高低都可由于细胞凋亡的改变，引起生殖功能和性功能的改变，所以又与性爱密切相关。

其主要研究是应用秀丽隐杆线虫(Caenorhabditiselegans)个体发育和细胞程序性死亡作为理想的材料。因为其生命周期短，大约一周就可以完成一个生命周期，而且可以孤雌生殖，单卵就可以发育。细胞数量少，成熟的成虫若是雌雄同体则有959个体细胞，约2000个生殖细胞。若是雄虫则有1031个体细胞和约1000个生殖细胞，神经系统由302个细胞组成，这些细胞来自于407个前体细胞，这些前体细胞中有105个发生了程序死亡。选择试验材料(对象)是科研成功的关键。他们鉴定出了秀丽隐杆线虫的两个死亡基因Ced-3和Ced-4，正是细胞发生死亡的先决因素(条件)，人类基因组中也存在Ced-3相似基因，后来霍维茨发现了Ced-9基因，Ced-9可以与Ced-3和Ced-4相互作用，可以阻止细胞死亡。控制线虫细胞凋亡的基因主要有Ced-3、Ced-4和Ced-9，Ced-3和Ced-4的作用是诱发凋亡，在缺乏Ced-3、Ced-4的突变体中不发生凋亡，有多余细胞存在。Ced-9抑制Ced-3、Ced-4的作用，使凋亡不能发生；Ced-9功能不足导致胚胎因细胞过度凋亡而死亡。

目前认识有些信号传导途径是高度保守的，像秀丽隐杆线虫Ced-3、Ced-4和Ced-9参与调控的细胞死亡途径，在人类中同样存在着这种现象。因此对秀丽隐杆线虫中控制细胞死亡的基因进行研究，将有可能使科学家很快在人体中鉴定出有类似功能的相关基因，对难治之症提供新思路。其后已经有许多研究都依照类似的思路进行，相信不久的将来会取得开创性进展。

死亡是生命的自然规律，这是必然发生、不可避免的事实，既见于人体也同样适用于每个细胞。但细胞死亡并非与机体死亡同步，细胞是在分裂、增殖、分化而死亡，所以正常的组织中经常发生正常的细胞死亡，它是维持组织机能和形态所必需的。也可以有病理性死亡。近年对细胞凋亡的认识逐渐深入，已经开始在生殖健康领域应用。

细胞死亡通常有以下3种方式：

(1)细胞凋亡(Apoptosis)：细胞在一定的生理和病理条件下，遵循自身的程序，自己结束其生命的过程，最后细胞脱落离体或裂解为若干个凋亡小体，被其他细胞吞噬。一般而言，细胞凋亡是一个形态学的概念，是对细胞凋亡时所见到的固定形式的形态描述。正常细胞死亡亦属于细胞凋亡，通常是生理性变化，以上均是形态学观察和描述。

(2)细胞凋亡亦称为细胞程序性死亡(PCD)发生学观点：PCD这一概念已为科学家广泛接受。发育生物学家使用PCD来描述在多细胞生物发育过程中，正常生理信号诱导的，以时空上可以预料的方式失去细胞现象，比如哺乳动物的指(趾)间细胞的丢失，形成了指和趾，蝌蚪的尾巴脱落变成青蛙等。而免疫学家用PCD来描述依赖新基因表达而引起的任何细胞死亡，与刺激物的性质无关，如y射线、特异性抗体和糖皮质激素等引起的细胞死亡。实际上发育生物学家和免疫学家对PCD的看法有一个是共同点，就是都需要新的基因表达和蛋白质的合成。这一结果已经被无脊椎和脊椎动物的细胞培养，使用RNA和蛋白质合成的抑制剂的许多实验所证实。都是选择性的生理死亡，只是观察的角度不同，一是属于分子水平的观察，一是形态学观察。所以，细胞程序性死亡也是细胞凋亡的一种形式。目前仍然认为2种细胞死亡形式，即细胞凋亡(Apoptosis)和细胞坏死(Necrosis)。非正常细胞死亡属于细胞坏死，是病理性变化。

(3)细胞坏死与凋亡及其意义：是细胞受到急性强力伤害时，立即出现的早期反应。包括胞膜直接破坏，大量水份进入细胞，线粒体外膜肿胀而密度增加。核染色质呈絮状，蛋白质合成减慢。如及时去除伤害因素，以上早期反应尚可逆转。若伤害外因持续存在，则发生不可逆的变化。ca²⁺升高、引起一系列变化，如细胞骨架破坏，溶酶体释放，pH下降，最后细胞膜和细胞器破裂，脱氧降解，细胞内容物流出，引起周围组织炎症反应。

人的身体由数百种类型的细胞组成，它们都来自受精卵。在胚胎期人或其他生物的细胞数量急剧增加，这个时候是细胞分化和特异化的时期。在胚胎发育期间细胞必须以一种正确的方式和在恰当的时间分化，以便产生正确的细胞类型。细胞分化和特异化后便形成多种多样的组织与器官，比如肌肉、血液、心脏和神经系统。人体内的数百种细胞都有各自的特异性，而这些特异性细胞之间的有机合作才使得机体成为一个密不可分的整体。无论在发育期还是在成人体内，既有大量的新细胞产生，也有大量的旧细胞死亡，这是生物体的一种自然现象。为了维持机体组织中适宜的细胞数量，在细胞分裂和细胞死亡之间需要一种精确的动态平衡。由于这种生成与死亡的有序流程，在胚胎和成人期便维持着人体组织的适宜细胞数量。而这种精密地控制细胞的消亡过程就称为程序性细胞死亡。正常的生命需要细胞分裂以产生新细胞，并且也要有细胞的死亡，由此人体和生物的器官才得以维持平衡。

发育生物学家最先描述了程序性细胞死亡，这种细胞死亡对于胚胎发育是必须的，比如，蝌蚪变形成为青蛙就是如此。人类胚胎，手指与脚趾的形成也需要一部分细胞程序性死亡，如此才可能生成指和趾。同样，在大脑发育的最初阶段程序性细胞死亡也决定着大量神经细胞的产生与消亡。知道生命发生、发展的过程，细胞保持平衡就可以正常的发育生长，细胞出现失衡就后发生疾病，几乎所有的疾病都可以在人体的最小的单位(细胞)里发生。研究生物的最基本单位，就是近代科学发展的趋势，细胞凋亡既是基础的研究，

又是服务临床的研究，对开阔人类防止疾病将起到极大的作用，相信不久可以看到可喜成果。医学发展到现在仍面临的四大难题是心脑血管疾病、肿瘤、衰老和先天异常。

21世纪的时候，人们预测应用现在的诊治技术仍解决不了上述难题，而只有深入到决定细胞一系列复杂功能的核内DNA链上去探索，才有可能找到解决难题的新途径。因此细胞核将成为医学深入研究的靶子，而细胞凋亡也从分子水平的细胞核开始、认识和证实。

细胞凋亡的学科建立和其理论根据，仍然是从细胞形态学开始，逐渐研究发展和深入，取得了生物学和医学领域的突破性进展，为疾病研究开辟了新的途径。为生精细胞形态学和生精细胞凋亡学提供了理论依据，为诊断和治疗睾丸生精障碍和睾丸性功能障碍提供了根据，为临床实验诊断学提供了新手段，为预防人类环境污染提供了新指标，为研究中医中药开辟了新思路。

4结语

综合以上资料，可以看出：首先，是基础研究的成功，开创了临床应用的“伟哥时代”。因为基础研究是为临床研究服务的，而基础研究的提高与成功，必然促进临床诊断与治疗效果的提高，并促进整体医学水平的提高。而基础研究又是根据临床的需要进行的。其次，开创性的研究是取得科学研究必然途径，是科学研究的核心与精髓，每个研究者必须抓着这一点，开启智慧的灵感，创造新成果。第三，持之以恒、耐住寂寞是每个成功者的秘诀。滴水穿石无非说明两点：目标一致；始终如一。第四，切忌急于求成，浮躁更是利，学研究工作的大忌。第五，不能单纯满足在应用上，应该追求其原理。19世纪末，1883年8月24日出版的科学杂志(sclence)发表了美国著名物理学家、美国物理学会首任主席亨利·奥古斯特·罗兰(Henry AugustusRowland)当年在美国科学促进会(AAAS)年会发表“为纯科学呼吁”(A pleafor pure science)的演讲，后来誉为“美国科学独立宣言”。罗兰在126年前列举了中国科学落后的原因，以此警示美国科学界。罗兰指出：“假如我们的科学只停留在科学应用说，很快就会退化成中国人那样，他们多少代以来在科学上都没有什么进步，因为他们只满足于科学的应用，而从未追问过所做事情的原理，这些原理就是纯科学。中国人知道火药的应用已经若干世纪，如果能用正确的方法进一步探索其特殊应用原理，他们就会在获得众多应用的同时创造发展化学，甚至物理学；就是因为他们只满足于火药能爆炸的事实，而忽略了对其寻根问底，这是中国人已经远远落后于世界科技的进步”。罗兰大师的讲话耐人寻味，足以引发我们科学家进行深入思考。