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病毒也能傳播癌癥?——勞氏病毒的發現與研究

2023-12-05健康

癌癥,這個詞語在歷史長河中一直令人談之色變,而如今我們對癌癥的研究已經取得了顯著進展。

在對癌癥的研究中,有一種病毒起到了關鍵作用—— 勞氏肉瘤病毒 (Rous Sarcoma Virus/RSV)[1]。

勞氏肉瘤病毒屬於甲型逆轉錄病毒,作為第一個被發現的逆轉錄病毒,它能將其RNA基因組逆轉錄為cDNA,並導致腫瘤的形成。

在畜牧業中,勞氏肉瘤病毒曾構成嚴重威脅,但又正是因為研究者揭示了其獨特的轉錄機制,才為癌癥研究開辟了一條嶄新的途徑。

勞氏肉瘤病毒(來自https://www.bilibili.com/read/cv12753672/)

勞氏肉瘤病毒的研究可以追溯到上個世紀初。

1911年,美國病毒學家披頓·勞斯在紐約市洛克菲勒大學工作時,無意中發現了勞氏肉瘤病毒。

當時,一位婦女帶著一只母雞前來向勞斯教授求助,這只母雞在胸部長了一個巨大的腫瘤,它看起來就像是一個卡在身體裏的一顆無比巨大的雞蛋。

勞斯教授對這個現象感到十分好奇,於是對雞進行了活檢,結果在實驗中發現了癌細胞,證明了這只母雞患有癌癥,而這個巨大的腫瘤主要由結締組織構成,被稱為肉瘤。

為了進一步研究,勞斯教授從雞身上剜出瘤體,用無菌砂磨碎後,懸浮在林格溶液中,然後在機器上震蕩20分鐘,再將砂粒和腫瘤組織碎片以每分鐘2800轉的速度離心使其分層,接著取出上清液,再次離心15分鐘,最後小心翼翼地抽出上層液體,得到腫瘤滲液。再次過濾後,他將其重新註入健康的雛雞體內。

結果顯示,接種濾液後的雛雞也長出了腫瘤。而經過上述繁雜的步驟處理後,細胞完全不可能再出現在濾液中,這意味著引發癌癥的物質更加微小,很有可能是一種病毒 [2] 。基於這一實驗與假設,勞斯教授在1911年的論文中提出: 病毒感染有可能導致癌細胞生長。

肉瘤病毒顯微影像(來自Rous, P. 1911. J. Exp. Med.https://doi.org/10.1084/ jem.13.4.397)

而由於病毒的結構特性——無細胞結構,其必須借助宿主細胞才能增殖,這種寄生式的微生物危害極大,其肆意傳播導致的傳染病大流行,更是人類社會的災難。

而今,勞斯教授又發現病毒或有致癌功能,又使其危害性進一步加重。

然而,這一前所未聞的「病毒致癌「假說並未引起廣泛關註,因為在此之前,從未有研究認為癌癥可以透過傳染的方式傳播。

此外,在其他哺乳類動物的腫瘤研究中,重復勞斯教授的實驗方法困難重重,勞斯本人花費了數年時間試圖在小鼠腫瘤中找到類似的證據,但都以失敗告終 [2] 。

同時,許多無法解釋的問題使得勞斯教授的研究並沒有引起太大的反響。因此,在1915年,他不得不放棄了腫瘤研究工作,轉而投身生理病理學的研究。

隨著第一次世界大戰的爆發,勞倫教授又投身更迫切的血液學研究,建立了美國第一批血庫,推動了這一領域的發展。至此,勞斯的「病毒致癌假說」的研究被擱置了幾十年。

雖然勞斯的研究未能立即改變人們對癌癥研究的普遍觀點,但在20世紀60年代,這個懸而未決的問題重新引起了科學家的興趣。

當時,科學家們在研究鼠類癌癥時發現,特定種類的鼠群中患有相同類別的癌癥的比例明顯較高。

更引人註目的是, 他們在電子顯微鏡下觀察到RNA病毒從癌細胞中生長出來,這一系列現象足以說明這種細胞是由於RNA病毒感染而癌變的。

此外,這種病毒還可以透過親子傳播,在親代中遺傳致癌因子 [3] 。這些發現引發了科學家們的興趣,他們重新審視了勞斯的工作,最終證實了他的病毒致癌假說。

1966年,勞斯教授被授予了諾貝爾生理學或醫學獎 [4] ,勞氏肉瘤病毒也因其引發癌癥的特性而廣受矚目。

勞斯教授的發現徹底改變了癌癥研究的理論基礎,為科學家提供了一種研究癌癥的嶄新視角。

勞倫在工作(來自中科院微生物研究所網站https://im.cas.cn/kxcb/wswdsj/201010/t20101028_2998468.html)

勞氏肉瘤病毒的研究不僅豐富了病毒學和癌癥研究領域的知識,而且現代醫學已能夠利用基因工程技術開發治療癌癥的方法,其中包括抑制致癌基因的表達,以減少癌細胞的生長和擴散。

此外,勞氏肉瘤病毒的研究也為疫苗研發提供了有力支持,有望幫助預防與病毒感染相關的癌癥。

勞氏病毒的基因序列(來自https://www.bilibili.com/read/cv12753672/)

從一只長有腫瘤的雞到獲得諾貝爾獎的榮譽,勞斯教授的故事在科學史上的熠熠生輝,他的好奇心和不懈努力揭示了癌癥的一部份謎團,也為我們更深入地理解和治療這一可怕的疾病提供了寶貴的線索。

如今,雖然我們在癌癥研究領域已取得了巨大的進展,但披頓勞斯的工作仍然激勵著科學家們繼續前行,為找到癌癥的最終治愈方案而努力。

文章參照:

[1] 中國微生物查詢網https://www.biobw.org/ATCC/bio-49775.html

[2] Rous, P. 1911. J. Exp. Med. https://doi.org/10.1084/ jem.13.4.397

[3]Martin, G.S. 1970. Nature. https://doi.org/10.1038/2271021a0

[4] 【維基百科】法蘭西斯·披頓·勞斯https://zh.wikipedia.org/wiki/裴頓·勞斯

[5] Nobel Prize www.nobelpeaceprize.org

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作者/李唯赫

稽核/懂個皮

編輯/麥璇風

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