丙肝病毒捕手获诺奖

哈维·奥尔特、迈克尔·霍顿和查尔斯·赖斯教授。

北京時间10月5日，瑞典卡罗琳斯卡医学院在斯德哥尔摩宣布，将2020年诺贝尔生理学或医学奖授予美国病毒学家哈维·奥尔特、英国生物学家迈克尔·霍顿和美国病毒学家查尔斯·赖斯，以表彰他们发现丙型肝炎病毒。

在上述3位科学家的工作之前，甲型肝炎和乙型肝炎病毒的发现已取得重要进展，但大多数血源性肝炎病例仍然无法解释。丙型肝炎病毒的发现揭示了除甲型肝炎和乙型肝炎之外的慢性肝炎病例的原因，并使血液检测和新药物研发成为可能，从而挽救了数百万人的生命。

诺贝尔奖的官方新闻稿中写道，丙型肝炎病毒的发现是持续对抗丙型肝炎的一项里程碑式的成就。由于他们的发现，现在我们可以对这一病毒进行高度敏感的血液检测，这些检测基本上消除了世界许多地区的输血后肝炎，极大地改善了全球健康。他们的发现也使得针对丙型肝炎的抗病毒药物得以快速开发。世卫组织的数据显示，抗病毒药物可使95%以上的丙肝感染者得到治愈，从而降低肝癌和肝硬化的死亡危险。

丙型肝炎在历史上首次被治愈，为在全世界范围内根除丙型肝炎病毒带来了希望。不过，为了实现这一目标，全球仍将需要促进血液检测和抗病毒药物的提供。目前，诊断和治疗的可及性仍然很低。世卫组织称，2017年，在全球7100万丙肝病毒感染者中，估计有19%（1310万人）知晓自己的诊断状况。在被诊断为慢性丙肝的感染者中，截至2017年底，约有500万人接受了直接抗病毒药物治疗。“全球要在2030年前实现80%这一丙肝病毒治疗目标，还有许许多多的工作要做。”

丙型肝炎病毒（HCV）血样阳性。

全球性健康问题：肝炎

肝炎（Hepatitis）是描述肝脏炎症的现象，“Hepatitis”一词则源自古希腊语，“hêpar”代表“肝脏”，“-itis”代表“发炎”。尽管酗酒、环境毒素和自身免疫性疾病也是重要原因，但其主要是由病毒感染引起。

肝炎主要有两种形式。一种是由甲型肝炎病毒引起的急性肝炎，通过受污染的水或食物传播。另一种是由乙型肝炎病毒或丙型肝炎病毒（今年的诺贝尔奖）引起的，这种血源性肝炎通常是一种慢性疾病，可发展为肝硬化和肝癌。

在20世纪40年代，科学家认为有两种主要类型的传染性肝炎。第一种是甲型肝炎（hepatitis A ），通过被污染的水或食物传播，通常对患者没有什么长期影响。第二种类型则是通过血液和体液传播，对人体健康更具威胁性，会导致一种慢性病，并发展为肝硬化和肝癌。

值得注意的是，第二种类型的肝炎是有潜伏期的，在出现严重并发症之前，健康的人可能会悄无声息地感染多年。血源性肝炎的发病率和死亡率很高，每年在世界范围内造成100多万人死亡，使其成为与艾滋病毒感染和结核病相当的全球健康问题。

未知的致病原

正如新冠肺炎疫情初期，中国的科学家们迅速找到了新型冠状病毒（SARS-CoV-2），对任何传染病来说，确定病原体的关键得找到源头“真凶”，也就是确定病原体。

在20世纪60年代，乙肝（Hepatitis B）病毒发现者、美国科学家Baruch Blumberg确定了其中一种血源性肝炎是由一种日后被称为乙型肝炎病毒的病毒引起的，这一发现导致了诊断测试和有效疫苗的发展。

当时，在美国国立卫生研究院（NIH）工作的奥尔特正在研究输血患者的肝炎发病率。尽管对新发现的乙肝病毒的血液检测减少了输血相关肝炎的病例，奥尔特及其同事仍然证明了令人担忧的一种事实，也就是大量病例仍然存在。在此期间，甲型肝炎病毒感染的检测也已经发明，很明显，甲型肝炎也不是这些不明病例的原因。

许多接受输血的人由于一种未知的感染源而发展成慢性肝炎，这引发了极大的关注。奥尔特及其同事们发现，这些肝炎患者的血液可能会把这种疾病传染给黑猩猩，黑猩猩是除了人类之外唯一易感的宿主。随后的研究还表明，这种未知的感染源具有病毒的特征。这种神秘的疾病后来被称为“非A、非B”型肝炎。

丙型肝炎病毒的发现

识别这种新型病毒成了当务之急，科学家们使用了所有传统的病毒捕捉技术，但这一神秘病毒还是在10多年时间里仍逃脱了人类对它们的分离。

彼时在制药公司Chiron工作的霍顿承担了分离病毒基因序列所需的艰巨工作。霍顿和他的同事从一只被感染的黑猩猩的血液中发现的核酸中收集了一组DNA片段，这些片段大部分来自黑猩猩自身的基因组，但研究人员猜测，其中一些片段可能来自这种未知的病毒。假设肝炎患者的血液中含有病毒抗体，研究人员利用患者的血清来鉴定编码病毒蛋白的克隆病毒DNA片段。在全面筛查之后，他们发现了一个阳性的克隆。

进一步研究表明，该克隆来自一种新的属于黄病毒家族的RNA病毒，被命名为丙型肝炎病毒。慢性肝炎患者中抗体的存在强烈暗示了这种病毒就是此前未知的病原体。

丙型肝炎病毒的发现是决定性的，但谜题的一个关键部分却被遗漏了：仅仅因为病毒就能导致肝炎吗？为了回答这个问题，科学家们必须调查克隆的病毒是否能够复制并导致疾病。

华盛顿大学圣路易斯分校的赖斯和其他研究RNA病毒的小组注意到，在丙型肝炎病毒基因组末端有一个此前未被识别的区域，他们怀疑该区域可能对病毒复制很重要。

赖斯还在分离出的病毒样本中观察到遗传变异，并推测其中一些可能会阻碍病毒复制。通过基因工程，赖斯获得了一种丙型肝炎病毒的RNA变异体，其中包括新鉴定的病毒基因组区域。当这种RNA被注射到黑猩猩的肝脏时，在它们的血液中检测到了病毒，并观察到了与患有慢性疾病的人类相似的病理变化。

赖斯的工作使得证据链最终拼凑完整，证明了单独的丙型肝炎病毒就可以导致不明原因的输血介导型肝炎病例。

丙肝疫苗研发难在哪儿

相较于甲肝、乙肝，目前丙肝还没有有效预防的疫苗。就丙肝疫苗难以问世的原因，记者采访了中国科学院上海巴斯德研究所研究员钟劲。

记者：在肝炎病毒的“大家庭”里，甲肝、乙肝和戊肝都早有疫苗，为何丙肝疫苗迟迟不能问世？

钟劲：一个重要原因在于丙肝病毒基因组的多变性。丙肝病毒存在7种不同的基因型和多达67种亚型， 基因型之间的核苷酸差异度高达30%～35%。相比之下，乙肝病毒不同基因型之间的差异仅有8%左右。而且，作为一种RNA病毒，丙肝病毒编码的RNA聚合酶缺乏校正功能、错配率高。与此同时，这种病毒对突变的容忍率还很高，同样程度的基因变异可能会让其他病毒无法存活、复制，但对丙肝病毒却没有影响。这些因素都导致丙肝病毒成为一个“变化多端”的病毒。

当前已上市的甲肝、乙肝、戊肝预防性疫苗都是单价疫苗， 能有效预防病毒所有基因型的感染，但一种疫苗恐怕很难覆盖所有基因型的丙肝病毒。因此，要么找到保守的病毒表位作为疫苗靶点，要么就像宫颈癌（HPV）疫苗那样，发展多价疫苗。

记者：开发疫苗时，人们最容易想到的是灭活疫苗和减毒疫苗。针对丙肝的灭活或减毒疫苗开发为什么没能成功？

钟劲：这就要说到丙肝病毒一种很神秘也很特别的特点了。丙肝病毒的体外细胞培养非常困难。因为这个特性，在上世纪70年代哈维·奥尔特发现“非甲非乙肝炎”后，十几年间都没能成功分离出丙肝病毒。最后，霍顿开创性地运用分子生物学的方法，克隆出了这种新型病毒。也正是因为这个特点，人们难以依靠细胞培养的方法获取大量病毒颗粒，从而制造出符合需求的灭活或减毒疫苗，更难扩大到商业生产的规模。

记者：从病毒感染特性来看，丙肝疫苗有可能研发成功吗？

钟劲：疫苗其实是模拟自然感染的过程，激活人体的免疫系统。一种病毒的疫苗研发难度和这种病毒的自然清除率息息相关。

在肝炎里，甲肝和戊肝都不能造成慢性感染，患者经过急性感染期后，自身就能将病毒消除掉。成年乙肝患者中，只有5%～10%会转化为慢性感染者。但丙肝病毒感染者中，只有20%～40%能自然清除病毒，其余人则会遭受持续终身的慢性化感染。这就决定了丙肝的疫苗研发比较困难。

丙肝疫苗的研发虽然比其他几种肝炎疫苗困难，但远远达不到艾滋病疫苗那样的“地狱级”难度。只要有一部分患者能自然清除病毒，就意味着我们仍有希望激活人体的免疫潜能，对抗这种病毒。

丙型肝炎病毒感染医学概念图。

记者：除了变化多端、不好培养、难以清除外，丙肝病毒还有其他特征导致疫苗如此“难产”吗？

钟劲：真的有，即动物感染模型难以建立。动物感染模型是丙肝疫苗研发非常重要的工具，但是丙肝病毒的自然宿主很单一，只有人类和黑猩猩能感染。

由于动物伦理的争议，2013年美国国立卫生研究院宣布停止使用黑猩猩作为实验动物，让相关动物实验很难开展。目前人们只能用基因编辑小鼠模型等开展研究工作，但是这些动物模型普遍不够理想。

相比之下，戊肝等病毒因为能感染多种不同动物，实验动物模型比较容易建立。虽然乙肝病毒也只能感染人和黑猩猩，但乙肝疫苗研发较早，在黑猩猩身上做过一些动物实验。此外，鸭子等动物也能感染与人乙肝病毒相似的病毒，也可以用来做动物实验。

记者：近期丙肝疫苗研发是否取得了值得关注的突破？未来我们有希望做出理想的丙肝疫苗吗？

钟劲：2019年，世界上第一个验证保护性和有效性的丙肝疫苗临床试验开展了，这是一种重组黑猩猩腺病毒载体疫苗。结果显示，这支疫苗并不能保护接种者免于感染，但降低了接种者感染后的丙肝病毒峰值水平，也能誘发一定的免疫应答。这是丙肝疫苗研发史上很有价值的一步。

我们实验室也在做一些工作。我们基于昆虫表达系统，得到了一种三价疫苗，能涵盖世界上近70%的主要丙肝病毒流行株型。目前看来，这种疫苗的免疫原性比较好，产量和成本问题也得到了解决。

其实丙肝疫苗研发还面临着一些现实问题。因为目前国内的丙肝新发感染率不算很高，药物又很成功，工业界对丙肝疫苗的兴趣并不大。

我的观点是，丙肝疫苗还是要有的。它不像新冠疫苗这样，全球大量人群都需要接种。但对那些高危人群来说，一支安全、有效的丙肝疫苗仍然是值得期待的保护神。

◎ 来源|综合澎湃新闻、中国科学报