百年回眸诺贝尔生理或医学奖
文/译石
毅
分离提纯工作继续进行下去。但这一工作于1941年被英籍病理学家H.W.Florey与生物化学家E.B.Chain最后完成,使青霉素
诺贝尔生理学或医学奖,是根据已故的瑞典化学家阿尔弗雷德·诺贝尔的遗嘱而设立的,目的在于表彰前一年世界上在生理学或者医学领域有重要发现或发明的人。该奖项于1901年首次颁发,由瑞典首都斯德哥尔摩的医科大学卡罗琳学院负责评选,颁奖仪式于每年12月10日(诺贝尔逝世的周年纪念日)举行。
诺贝尔生理学或医学奖从1901年开始颁奖以来,已经颁发了114年,回眸已经过去的114年的历史,获奖项目中基础医学科研成果逐年增加,而应用医学的科研成果逐年减少。在前30年里,占较大比重的是应用医学,对传染病的研究成果占到了一半以上。这一阶段传染病十分猖獗,人们的注意力都放在诸如传染病的防治等应用医学上,而基础医学的研究尚处于萌芽状态。在最近30年里,占较大比重的逐渐变成基础医学,对基础医学的研究成果占到了一半以上。
“机遇只垂青那些有准备的头脑”这是巴斯德的一句名言。许多事例表明,在科学发现面前,人人机会均等。例如,千百年来人们不是对残羹剩饭长霉早已司空见惯、一洗了事吗。而英国细菌学家A.Fleming于1928年某日偶然发现,在他用后尚未及时清洗的培养皿上长了一些绿色青霉菌。但与众不同的是他注意到霉菌菌落周围原有葡萄球菌菌落出现了溶解死亡现象,他由此设计了青霉菌的培养和灭菌实验,证实青霉菌分泌一种他称之为青霉素的物质,对葡萄球菌等有强烈抑制作用,用于治疗实验动物的伤口感染也取得成功。1929年,他就此发表了2篇论文。因当时他没有化学家的帮助,未能将青霉素的
终于成为第一个被发现并用于临床的抗生素,在当时用于控制战伤感染,发挥了极大作用,因而被列为与原子弹、雷达齐名的第二次世界大战期间三大发明之一,三人也共同获得1945年诺贝尔生理学或医学奖。
1977年诺贝尔生理学或医学奖获得者R.Guillemin走上成功之路也得益于一次偶然的机遇。20世纪50年代,他在美国从事ACTH研究工作时,遇到单独培养的垂体细胞很难长久保持ACTH分泌的难题。他想起在他早先师从H.Selye研究应激反应期间,曾听过英国学者G.Harris的报告,其中提到下丘脑可能产生某种激素通过垂体门静脉参与腺垂体活动的调节,他便据此将下丘脑组织与腺垂体共同培养,果然能促使垂体细胞不断分泌ACTH,最终走上了寻找下丘脑促垂体激素释放因子的不归路,长达20年,历尽艰辛,终获成功。
因发现胰岛素于1923年获奖的加拿大医药学家F.G.Banting也由于抓住了类似机遇而获得成功。1920年28岁的青年教师Banting为给学生讲授糖代谢,想了解动物切除胰腺会因糖尿性昏迷而死亡的原因。他知道前人已推论出胰腺中的胰岛细胞可能分泌一种胰岛素参与糖代谢的调节,但缺乏证明。这时他读到一篇论文,谈到阻塞实验动物的胰导管可引起胰腺萎缩,但不发生尿糖。于是,他提出结扎胰导管使胰腺萎缩而只余胰岛后,提取其分泌物以治疗实验性糖尿的设想。最后在糖代谢专家J.J.R.MacLeod帮助下证实了他的设想,并成功分离与提纯出胰岛素,两人同时获奖。
英国一位细菌学家R.Ross从小生活在疟疾高发地区,妈妈
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又如从1665年开始就有关于动物输血试验和失血病人临床输血的记载,但有人输入他人的血后安然无恙,有人却发生严重反应甚至死亡。这个问题一直困扰着许多医生。其中一位奥地利医生K.Landsteiner正是对此产生兴趣而后想到,会不会是两种血液的混合出了毛病。于是开始了他的体外血液混合实验,从而发现了血液凝集反应,建立了ABO血型系统,解决了失血病人的救助问题,获得1930年诺贝尔医学奖。
1900年人们重新发现孟德尔遗传定律后产生了遗传因子(基因)究系何物这个问题,引起许多生物学、化学和物理学学者的兴趣,做了大量工作,才逐渐将人们的注意力聚焦到染色体和脱氧核糖核酸(DNA)上来,终于搞清了DNA的双螺旋分子结构、破译了DNA四种碱基排列组合而成的三联体遗传密码,以及DNA遗传信息储存、复制、传递、表达、重组、突变的规律,促进了分子生物学、遗传学、免疫学的快速发展。这一系列科学发现一个接一个地不断涌现,有如雪崩一样,构成20世纪下半叶生命科学发展的绚丽图画,成为诺贝尔生理学或医学奖的获奖大户。
1962年诺贝尔奖得主J.D.Watson与F.H.C.Crick在构建DNA分子双螺旋结构模型时,也经历过两次失败。第一次他们建立了一个三链螺旋结构,将DNA的糖-磷酸骨架放在内侧,碱基在外侧。因计算含水量数据有误,这一模型马上就被M.H.F.Wilkins等人否定了。第二次他们参考R.E.Franklin新的X-射线衍射照片建立了双螺旋模型,但是,碱基以同配方式(A与A,T与T)相连的这种连接方式又被化学家J.Donohue否定。第三次他们借助数学家J.Griffith对四种碱基相互吸引力的计算,得出腺嘌呤(A)当吸引胸腺嘧啶(T),鸟嘌呤(G)当吸引胞嘧啶(C)的结论。同时生化学家E.Chargaff来访,告诉他们DNA中的4种碱基的比例A:T=G:C=1:1,二者不谋而合终于使他们决心据此建立新的DNA分子双螺旋模型:脱氧核糖与磷酸骨架在螺旋外侧,碱基位于内侧,以A-T和G-C方式相连接。经过这一而再、再而三的努力,他们也终于取得了成功。
1923年诺贝尔奖得主Banting从萎缩胰腺中提取胰岛素治疗糖尿病的实验也一度屡遭失败,使他面临巨大的物质和精神压力,实验动物死了大半,不得已将身边能卖的一切东西都卖了,换来的钱,首先用来买狗和饲料,其次才是自己吃饭。在如此困难的情况下咬牙坚持,最后才取得了成功。
让我们一起回眸诺贝尔生理或医学奖这114年来的成果与科学家们吧。
百年诺贝尔生理或医学奖简表
时间
得主
国家
得奖原因
“对血清疗法的研究,特别是在治疗白喉
1901年
埃米尔·阿道夫·冯·贝林
德国
应用上的贡献,由此开辟了医学领域研究的新途径,也因此使得医生手中有了对抗疾病和死亡的有力武器”
“在疟疾研究上的工作,由此显示了疟疾
·罗斯1902年罗纳德
英国
如何进入生物体,也因此为成功地研究这一疾病以及对抗这一疾病的方法奠定了基础”
“在用集中的光辐射治疗疾病,特别是寻
·吕贝里·芬森1903年尼尔斯
丹麦
常狼疮方面的贡献,由此开辟了医学研究的新途径”
·巴甫洛夫1904年伊万·科赫1905年罗伯特1906年
卡米洛·高尔基夏尔·路易·阿方斯·拉韦朗
伊拉·伊里奇·梅契尼
1908年科夫
保罗·埃尔利希
1909年
埃米尔·特奥多尔·科赫尔
俄罗斯德国意大利
“在消化的生理学研究上的工作,这一主“对结核病的相关研究和发现”“在神经系统结构研究上的工作”弗雷德里克·格兰特·
1923年班廷
约翰·麦克劳德
1926年约翰尼斯·菲比格1927年
朱利叶斯·瓦格纳-尧雷格
克里斯蒂安·艾克曼
1929年弗雷德里克·霍普金
“在免疫性研究上的工作”斯爵士
1930年卡尔·兰德施泰纳
“对甲状腺的生理学、病理学以及外科学上的研究”
“通过对包括细胞核物质在内的蛋白质的研究,为了解细胞化学做出的贡献”“在眼睛屈光学研究上的工作”1931年奥托·海因里希·瓦尔堡
查尔斯·斯科特·谢灵
1932年顿爵士
埃德加·阿德里安
1933年托马斯·亨特·摩尔根
加拿大加拿大荷兰丹麦奥地利法国荷兰英国
“发明心电图装置”“发现鼠癌”“发现在治疗麻痹性痴呆过程中疟疾接种疗法的治疗价值”“在斑疹伤寒研究上的工作”“发现抗神经炎的维生素”“发现刺激生长的维生素”1922年
“在血管结构以及血管和器官移植研究上的工作”
“在过敏反应研究上的工作”“在前庭器官的生理学与病理学研究上的工作”
“发现毛细血管运动的调节机理”“在肌肉产生热量上的发现”“发现肌肉中氧的消耗和乳酸代谢之间的固定关系”
1912年亚历克西·卡雷尔1913年夏尔·罗贝尔·里歇1914年罗伯特·巴拉尼1919年朱尔·博尔代1920年奥古斯特·克罗
阿奇博尔德·希尔奥托·迈尔霍夫
法国法国奥地利
比利时“免疫性方面的发现”丹麦英国德国
“发现胰岛素”题的重要方面的知识由此被转化和扩增”1924年威廉·埃因托芬
圣地亚哥·拉蒙-卡哈尔西班牙
法国
1907年“对原生动物在致病中的作用的研究”1928年查尔斯·尼柯尔
俄罗斯德国瑞士
奥地利“发现人类的血型”德国英国英国美国
“发现遗传中染色体所起的作用”“发现呼吸酶的性质和作用方式”“发现神经元的相关功能”·科塞尔德国1910年阿尔布雷希特
·古尔斯特兰德瑞典1911年阿尔瓦
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“发现胚胎发育中的组织者(胚胎发育中起中心作用的胚胎区域)效应”
1959年
“发现贫血的肝脏治疗法”乔治·韦尔斯·比德尔
1958年爱德华·劳里·塔特姆
乔舒亚·莱德伯格阿瑟·科恩伯格塞韦罗·奥乔亚
美国美国美国美国美国
“发现基因功能受到特定化学过程的调控”
“发现细菌遗传物质的基因重组和组织”“发现核糖核酸和脱氧核糖核酸的生物合成机制”
乔治·惠普尔
1934年乔治·迈诺特
威廉·莫菲
1935年汉斯·斯佩曼
亨利·哈利特·戴尔爵
1936年士
奥托·勒维
1937年圣捷尔吉·阿尔伯特1938年海门斯1939年格哈德·多马克
亨利克·达姆
·阿德尔伯特·1943年爱德华
多伊西
1944年
约瑟夫·厄尔兰格赫伯特·斯潘塞·加塞
英国德国匈牙利比利时德国丹麦美国美国美国
弗兰克·麦克法兰·伯澳大利
“神经冲动的化学传递的相关发现”1960年内特爵士
彼得·梅达沃
“与生物燃烧过程有关的发现,特别是关于维生素C和延胡索酸的催化作用”“发现窦和主动脉机制在呼吸调节中所起的作用”
“发现百浪多息(一种磺胺类药物)的抗菌效果”“发现维生素K”
“发现维生素K的化学性质”
1964年1963年
1961年盖欧尔格·冯·贝凯希
佛朗西斯·克里克
1962年詹姆斯·杜威·沃森
莫里斯·威尔金斯
亚英国美国英国美国英国
“发现耳蜗内刺激的物理机理”“发现核酸的分子结构及其对生物中信息传递的重要性”“发现获得性免疫耐受”约翰·卡鲁·埃克尔斯澳大利爵士
艾伦·劳埃德·霍奇金安德鲁·赫胥黎康拉德·布洛赫费奥多尔·吕嫩方斯华·贾克柏
1965年安德列·利沃夫
亚英国英国美国德国法国法国法国美国瑞典美国美国美国美国美国美国美国美国美国瑞典英国
“发现激素的作用机理”“发现抗体的化学结构”“发现个体与社会性行为模式的组织和引发”
美国英国奥地利奥地利英国比利时
比利时“细胞的结构和功能组织方面的发现”美国美国美国美国美国
“发现肿瘤病毒和细胞的遗传物质之间的相互作用”发现澳大利亚抗原
“发现神经末梢中的体液性传递物质及其贮存、释放和抑制机理”
“发现病毒的复制机理和遗传结构”“破解遗传密码并阐释其在蛋白质合成中的作用”
“发现眼睛的初级生理及化学视觉过程”“发现诱导肿瘤的病毒”“发现前列腺癌的激素疗法”“在酶和病毒合成的遗传控制中的发现”“发现胆固醇和脂肪酸的代谢机理和调控作用”
“发现在神经细胞膜的外围和中心部位与神经兴奋和抑制有关的离子机理”
“发现单神经纤维的高度分化功能”亚历山大·弗莱明爵士英国
1945年恩斯特·伯利斯·柴恩
霍华德·弗洛里爵士
1946年赫尔曼·约瑟夫·马勒
卡尔·斐迪南·科里
1947年格蒂·特蕾莎·科里
贝尔纳多·奥赛
1948年保罗·赫尔曼·穆勒
英国英国美国美国美国
“发现青霉素及其对各种传染病的疗效”贾克·莫诺裴顿·劳斯拉格纳·格拉尼特
1967年霍尔登·凯弗·哈特兰
乔治·沃尔德罗伯特·W·霍利
1968年哈尔·葛宾·科拉纳
马歇尔·沃伦·尼伦伯格马克斯·德尔布吕克
1969年阿弗雷德·赫希
萨尔瓦多·卢瑞亚朱利叶斯·阿克塞尔
“发现用X射线辐射的方法能够产生突变”1966年“发现糖原的催化转化原因”查尔斯·布兰顿·哈金斯美国
阿根廷“发现垂体前叶激素在糖代谢中的作用”瑞士
“发现DDT是一种高效杀死多类节肢动物的接触性毒药”
“发现间脑的功能性组织对内脏活动的调节功能”
“发现前脑叶白质切除术对特定重性精神病患者的治疗效果”
“发现肾上腺皮质激素及其结构和生物效应”
“黄热病及其治疗方法上的发现”“发现链霉素,第一个有效对抗结核病的抗生素”
“发现柠檬酸循环”“发现辅酶A及其对中间代谢的重要性”
1970年
瓦尔特·鲁道夫·赫斯
1949年
安东尼奥·埃加斯·莫尼斯
菲利普·肖瓦特·亨奇
瑞士
葡萄牙美国
1950年爱德华·卡尔文·肯德尔美国
塔德乌什·赖希施泰因瑞士
1951年马克斯·泰累尔1952年赛尔曼·A·瓦克斯曼
南非美国
罗德
乌尔夫·冯·奥伊勒伯纳德·卡茨爵士杰拉尔德·埃德尔曼罗德尼·罗伯特·波特卡尔·冯·弗利
1971年埃鲁·威尔布尔·苏德兰美国1972年
1953年
汉斯·阿道夫·克雷布斯英国弗里茨·阿尔贝特·李普曼英国约翰·富兰克林·恩德斯美国
1973年康拉德·洛伦兹
尼可拉斯·庭伯根阿尔伯特·克劳德
1974年克里斯汀·德·迪夫
乔治·埃米尔·帕拉德戴维·巴尔的摩
1975年罗纳托·杜尔贝科
霍华德·马丁·特明
1954年
弗雷德里克·查普曼·罗宾斯
托马斯·哈克尔·韦勒阿克塞尔·胡戈·特奥多尔·特奥雷尔安德烈·弗雷德里克·考南德
美国美国瑞典
“发现脊髓灰质炎病毒在各种组织培养基中的生长能力”
1955年“发现氧化酶的性质和作用方式”美国德国美国
“发现抑制某些机体物质作用的合成化“心脏导管术及其在循环系统的病理变化方面的发现”
1976年
巴鲁克·塞缪尔·布隆伯格
丹尼尔·卡尔顿·盖杜谢克罗歇·吉耶曼
1977年安德鲁·沙利
罗莎琳·萨斯曼·耶洛
1956年沃纳·福斯曼
迪金森·伍德拉夫·理查兹
美国美国美国美国
“发现传染病产生和传播的新机理”·博韦1957年达尼埃尔瑞士合物,特别是对血管系统和骨骼肌的作用”
“发现大脑分泌的肽类激素”“开发肽类激素的放射免疫分析法”46
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1978年丹尼尔·那森斯
汉弥尔顿·史密斯
1979年
高弗雷·豪斯费尔德巴茹·贝纳塞拉夫
1980年让·多塞
乔治·斯内尔罗杰·斯佩里
1981年大卫·休伯尔
托斯坦·维厄瑟尔苏恩·伯格斯特龙
1982年本格特·萨米尔松
约翰·范恩
1983年巴巴拉·麦克林托克
尼尔斯·杰尼
1984年乔治斯·克勒
色萨·米尔斯坦麦可·布朗
1985年约瑟夫·里欧纳德·戈
尔茨坦
1986年
斯坦利·科恩丽塔·列维-蒙塔尔奇尼
瑞士美国美国英国美国法国美国美国美国瑞典瑞典瑞典英国美国丹麦德国英国美国美国美国意大利日本美国美国美国美国美国美国德国德国美国美国美国美国美国美国德国美国澳大利亚瑞士美国
—传染的一种新的生物“发现朊病毒—学原理”
“发现细胞介导的免疫防御特性”“发现早期胚胎发育中的遗传调控机理”2012年
“发现逆转录病毒致癌基因的细胞来源”“发明应用于人类疾病治疗的器官和细胞移植术”
“发现细胞中单离子通道的功能”“发现的可逆的蛋白质磷酸化作用是一种生物调节机制”“发现断裂基因”2010年2008年
“在胆固醇代谢的调控方面的发现”2005年
罗宾·沃伦
“发现生长因子”“发现抗体多样性产生的遗传学原理”“发现药物治疗的重要原理”2006年
安德鲁·法厄克雷格·梅洛马里奥·卡佩奇
2007年马丁·埃文斯爵士
奥利弗·史密斯哈拉尔德·楚尔·豪森弗朗索瓦丝·巴尔-西诺西吕克·蒙塔尼伊丽莎白·布莱克本
2009年卡罗尔·格雷德
杰克·绍斯塔克罗伯特·杰弗里·爱德华兹
布鲁斯·巴特勒
“发现G蛋白及其在细胞中的信号转导作用”2011年朱尔斯·霍尔曼
拉尔夫·斯坦曼约翰·格登爵士山中伸弥詹姆斯·E·罗斯曼
2013年兰迪-W.谢克曼
托马斯-C.苏德霍夫约翰·奥基夫
·布莱特·莫索尔2014年梅
爱德华·莫索尔
“发现可移动的遗传元素”“关于免疫系统的发育和控制特异性的理论,以及发现单克隆抗体产生的原理”
2004年2003年
“发现限制性内切酶及其在分子遗传学方面的应用”
“开发计算机辅助的断层扫描技术”“发现调节免疫反应的细胞表面受体的遗传结构”
“发现大脑半球的功能性分工”“发现视觉系统的信息加工”罗伯·佛契哥特
1998年路易斯·路伊格纳洛
费瑞·慕拉德
1999年古特·布洛伯尔
阿尔维德·卡尔森
2000年保罗·格林加德
艾瑞克·坎德尔利兰·哈特韦尔
2001年蒂姆·亨特
保罗·纳斯爵士悉尼·布伦纳
“发现前列腺素及其相关的生物活性物质”2002年H·罗伯特·霍维茨
约翰·E·苏尔斯顿保罗·劳特伯彼得·曼斯菲尔德爵士理查德·阿克塞尔琳达·巴克巴里·马歇尔
美国美国美国美国瑞典美国奥地利美国英国英国英国美国英国美国英国美国美国澳大利亚澳大利亚美国美国美国英国美国德国法国法国美国美国美国英国美国法国美国英国日本美国美国德国英国挪威挪威
“发现构成大脑定位系统的细胞”“因为在试管婴儿方面的研究获奖”“他们对于先天免疫机制激活的发现”“他发现树突细胞和其在获得性免疫中的作用”
“发现成熟细胞可被重写成多功能细胞”诱导多功能干细胞
在细胞内运输系统领域的新发现,三人发现了细胞囊泡交通的运行与调节机制。“发现端粒和端粒酶如何保护染色体”“发现了RNA干扰——双链RNA引发的沉默现象”
“在利用胚胎干细胞引入特异性基因修饰的原理上的发现”
“发现了导致子宫颈癌的人乳头状瘤病毒”“发现人类免疫缺陷病毒(即艾滋病病毒)”
“发现幽门螺杆菌及其在胃炎和胃溃疡中所起的作用”
“发现器官发育和细胞程序性死亡的遗传调控机理”
“在核磁共振成像方面的发现”“发现嗅觉受体和嗅觉系统的组织方式”“发现细胞周期的关键调节因子”“发现神经系统中的信号传导”“发现在心血管系统中起信号分子作用的一氧化氮”
“发现蛋白质具有内在信号以控制其在细胞内的传递和定位”
阿兰·麦克莱德·科马克美国
1987年利根川进
1988年格特鲁德·B·埃利恩
乔治·希青斯
1989年
迈克尔·毕晓普哈罗德·瓦慕斯约瑟夫·默里唐纳尔·托马斯厄温·内尔伯特·萨克曼埃德蒙·费希尔埃德温·克雷布斯理察·罗伯茨菲利普·夏普马丁·罗德贝尔爱德华·路易斯
1995年
克里斯汀·纽斯林-沃尔哈德
艾瑞克·威斯乔斯彼得·杜赫提罗夫·辛克纳吉
1997年史坦利·布鲁希纳
詹姆士·W·布拉克爵士英国
1990年
1991年
1992年
1993年1994年
艾尔佛列·古曼·吉尔曼美国
1996年
(来源:nobelprize.org)
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