本刊編輯部綜合

10月初，2019年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎（簡稱“諾貝爾醫(yī)學獎”）揭曉，獲獎項目與氧氣有關(guān)、與細胞對氧的適應性有關(guān)?？墒?，這個與人體健康有什么關(guān)系呢？它對人的生命有什么意義呢？

獎項的大致情況

今年，諾貝爾醫(yī)學獎的獲獎人有三位，分別為來自美國哈佛醫(yī)學院達納法伯癌癥研究所的威廉·凱林、英國牛津大學和弗朗西斯·克里克研究所的彼得·拉特克利夫以及美國約翰霍普金斯大學醫(yī)學院的格雷格·塞門扎。

獲獎的原因在于三位獲獎者揭示了氧氣如何在細胞中起作用，細胞如何適應氧氣濃度的變化。他們的發(fā)現(xiàn)可解釋包括人體新陳代謝、免疫、對高原的適應性、呼吸等問題，這可是為醫(yī)學界解決了一堆難題。我們可以通過他們的研究發(fā)現(xiàn)，來進一步研究相關(guān)疾病及其治療方法，如缺血性疾病、癌癥、中風、感染、傷口治愈、心衰竭等問題。

我們都知道，魚兒離不開水，人離不開氧氣，氧氣對人乃至所有動植物都至關(guān)重要。但是，細胞究竟是怎樣感知氧氣濃度變化、如何去適應氧氣濃度變化的一直是科學家們心中的難解之謎。通過不斷深入研究，三個科學家終于解答了這些問題?？梢?，這一研究結(jié)果，為人類認識世界萬物又打開了一道新門。

細胞怎樣感知氧氣并適應氧氣變化

要講清細胞怎樣感知氧氣這個話題，還得從人體如何獲得氧氣開始。人體是通過呼吸，從空氣中吸入氧氣的，肺是主要的呼吸器官，氧氣通過肺泡進入毛細血管，從而進入血液，然后血液將氧氣運送到身體的各個部位。通過以上過程，人體便獲得了氧氣。

人體由細胞組成，人體對氧氣的利用，其實是通過細胞來進行的。由于外在環(huán)境變化或者身體原因，氧氣不足（缺氧）是細胞經(jīng)常遇到的一種微變化。因為存在這一變化，細胞得時時通過一定的方式知道自己是否缺氧，然后根據(jù)相應的供氧情況做出改變，調(diào)整細胞內(nèi)的信號，做出積極的反應，比如促進紅細胞的生成，避免缺氧造成嚴重的細胞損傷。

細胞感知氧氣多少并做出調(diào)整的方式方法，就是三位科學家研究的核心內(nèi)容。

細胞對氧氣變化的這一感知過程，就涉及他們在研究中發(fā)現(xiàn)的一種叫作缺氧誘導因子（HIF）的蛋白質(zhì)。該蛋白質(zhì)在細胞缺氧下有著重要的調(diào)節(jié)作用。

例如，很多人去西藏都會因為缺氧出現(xiàn)高原反應，即頭暈眼花、渾身不舒服。但是，西藏人長期在缺氧的環(huán)境下，卻能正常地生活繁衍。近年來，科學家對生活在高原上的西藏人做了基因檢測，發(fā)現(xiàn)他們很多人都攜帶了一種突變的重要基因。而這個發(fā)生突變的基因，就是細胞對氧氣缺乏感知后作出應對的重要基因。正是因為這個基因的改變，讓藏族人能更好地適應缺氧的高原生活。這就好比熱了要脫衣服，渴了得喝水，我們身體里的細胞也要適應環(huán)境的變化，也需要根據(jù)環(huán)境變化做出適當?shù)恼{(diào)整。

缺氧對身體有哪些危害

我們理解了細胞對氧氣感知的方式及對缺氧的應對辦法，就明白在缺氧時，細胞是怎樣調(diào)整自己，好讓機體繼續(xù)正常運行的。那么，缺氧對身體到底有哪些傷害呢？

缺氧會促使人各個器官的老化，加速衰老的進程，導致多種慢性疾病的發(fā)生。人體各系統(tǒng)的老化也會直接造成攝入氧氣的量降低，運送氧的能力降低，利用氧氣的效率降低，使整個身體組織處于程度不同的慢性缺氧狀態(tài)。

人體組織缺氧會出現(xiàn)功能損傷，如腦缺氧者輕則頭昏、耳鳴，重則出現(xiàn)腦細胞壞死、意識喪失等。大多數(shù)心臟疾病可引起心肌缺血缺氧，表現(xiàn)為心悸、心前區(qū)不適，有時心前區(qū)疼痛或呈放射痛，嚴重時可導致休克。肌肉缺氧通常會出現(xiàn)在劇烈運動之后，運動超過了有氧運動的強度，氧氣跟不上供應，形成無氧代謝，從而導致大量的乳酸在體內(nèi)堆積，人的肌肉就會出現(xiàn)僵硬、酸疼，嚴重的還會發(fā)生肌肉痙攣。

2019年諾貝爾醫(yī)學獎三位獲得者

該研究成果的應用

其實，三位科學家的研究成果之所以能獲諾貝爾醫(yī)學獎，不僅僅在于揭示了細胞對氧氣濃度變化的適應性，更在于它還在臨床應用上具有廣闊的前景，可治患者，造福人類。

獲獎專家的研究內(nèi)容集中于缺氧誘導因子在癌癥、缺血性疾病和慢性肺部疾病中的作用。缺氧誘導因子為開發(fā)相關(guān)的藥物做出了巨大的貢獻，這些藥物有的可實現(xiàn)通過切斷腫瘤生長所需的氧氣供應而“餓死”癌細胞;有的可以保護受到諸如動脈疾病影響的組織，使其在低氧情況下存活。

如果開發(fā)出抑制低氧誘導因子的藥物，就可讓癌細胞經(jīng)常長期處在缺氧狀態(tài)，從而可達到“餓死”癌細胞的目的。如果能開發(fā)激活細胞對缺氧反應的藥物，就可刺激細胞分泌信號分子，從而提高機體的攜氧量，改善貧血癥狀。

值得一提的是，正是源于三人的重要發(fā)現(xiàn)——缺氧誘導因子，全球首個基于該發(fā)現(xiàn)的新藥羅沙司他率先在中國獲批上市，用于透析患者腎性貧血的治療。

腎性貧血如未能及早發(fā)現(xiàn)并堅持規(guī)范治療，將加速慢性腎病進展至終末期腎病，增加透析風險、心血管病發(fā)生風險和死亡率。此前，腎性貧血主要的治療方案仍然是聯(lián)合注射促紅細胞生成素和鐵劑，羅沙司他的上市為因慢性腎臟病引起的貧血患者提供了新的治療手段。如果沒有這三位科學家的突破性發(fā)現(xiàn)，眾多的慢性腎病患者也無法享受到這一創(chuàng)新的治療手段。

此外，羅沙司他用于治療骨髓異常增生綜合征引起的貧血等的新適應證，也正在中國甚至全球開展臨床試驗，或許也有良好的治療效果。