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病毒也能传播癌症?——劳氏病毒的发现与研究

2023-12-05健康

癌症,这个词语在历史长河中一直令人谈之色变,而如今我们对癌症的研究已经取得了显著进展。

在对癌症的研究中,有一种病毒起到了关键作用—— 劳氏肉瘤病毒 (Rous Sarcoma Virus/RSV)[1]。

劳氏肉瘤病毒属于甲型逆转录病毒,作为第一个被发现的逆转录病毒,它能将其RNA基因组逆转录为cDNA,并导致肿瘤的形成。

在畜牧业中,劳氏肉瘤病毒曾构成严重威胁,但又正是因为研究者揭示了其独特的转录机制,才为癌症研究开辟了一条崭新的途径。

劳氏肉瘤病毒(来自https://www.bilibili.com/read/cv12753672/)

劳氏肉瘤病毒的研究可以追溯到上个世纪初。

1911年,美国病毒学家佩顿·劳斯在纽约市洛克菲勒大学工作时,无意中发现了劳氏肉瘤病毒。

当时,一位妇女带着一只母鸡前来向劳斯教授求助,这只母鸡在胸部长了一个巨大的肿瘤,它看起来就像是一个卡在身体里的一颗无比巨大的鸡蛋。

劳斯教授对这个现象感到十分好奇,于是对鸡进行了活检,结果在实验中发现了癌细胞,证明了这只母鸡患有癌症,而这个巨大的肿瘤主要由结缔组织构成,被称为肉瘤。

为了进一步研究,劳斯教授从鸡身上剜出瘤体,用无菌砂磨碎后,悬浮在林格溶液中,然后在机器上震荡20分钟,再将砂粒和肿瘤组织碎片以每分钟2800转的速度离心使其分层,接着取出上清液,再次离心15分钟,最后小心翼翼地抽出上层液体,得到肿瘤渗液。再次过滤后,他将其重新注入健康的雏鸡体内。

结果显示,接种滤液后的雏鸡也长出了肿瘤。而经过上述繁杂的步骤处理后,细胞完全不可能再出现在滤液中,这意味着引发癌症的物质更加微小,很有可能是一种病毒 [2] 。基于这一实验与假设,劳斯教授在1911年的论文中提出: 病毒感染有可能导致癌细胞生长。

肉瘤病毒显微图像(来自Rous, P. 1911. J. Exp. Med.https://doi.org/10.1084/ jem.13.4.397)

而由于病毒的结构特性——无细胞结构,其必须借助宿主细胞才能增殖,这种寄生式的微生物危害极大,其肆意传播导致的传染病大流行,更是人类社会的灾难。

而今,劳斯教授又发现病毒或有致癌功能,又使其危害性进一步加重。

然而,这一前所未闻的「病毒致癌「假说并未引起广泛关注,因为在此之前,从未有研究认为癌症可以通过传染的方式传播。

此外,在其他哺乳类动物的肿瘤研究中,重复劳斯教授的实验方法困难重重,劳斯本人花费了数年时间试图在小鼠肿瘤中找到类似的证据,但都以失败告终 [2] 。

同时,许多无法解释的问题使得劳斯教授的研究并没有引起太大的反响。因此,在1915年,他不得不放弃了肿瘤研究工作,转而投身生理病理学的研究。

随着第一次世界大战的爆发,劳伦教授又投身更迫切的血液学研究,创建了美国第一批血库,推动了这一领域的发展。至此,劳斯的「病毒致癌假说」的研究被搁置了几十年。

虽然劳斯的研究未能立即改变人们对癌症研究的普遍观点,但在20世纪60年代,这个悬而未决的问题重新引起了科学家的兴趣。

当时,科学家们在研究鼠类癌症时发现,特定种类的鼠群中患有相同类型的癌症的比例明显较高。

更引人注目的是, 他们在电子显微镜下观察到RNA病毒从癌细胞中生长出来,这一系列现象足以说明这种细胞是由于RNA病毒感染而癌变的。

此外,这种病毒还可以通过亲子传播,在亲代中遗传致癌因子 [3] 。这些发现引发了科学家们的兴趣,他们重新审视了劳斯的工作,最终证实了他的病毒致癌假说。

1966年,劳斯教授被授予了诺贝尔生理学或医学奖 [4] ,劳氏肉瘤病毒也因其引发癌症的特性而广受瞩目。

劳斯教授的发现彻底改变了癌症研究的理论基础,为科学家提供了一种研究癌症的崭新视角。

劳伦在工作(来自中科院微生物研究所网站https://im.cas.cn/kxcb/wswdsj/201010/t20101028_2998468.html)

劳氏肉瘤病毒的研究不仅丰富了病毒学和癌症研究领域的知识,而且现代医学已能够利用基因工程技术开发治疗癌症的方法,其中包括抑制致癌基因的表达,以减少癌细胞的生长和扩散。

此外,劳氏肉瘤病毒的研究也为疫苗研发提供了有力支持,有望帮助预防与病毒感染相关的癌症。

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

从一只长有肿瘤的鸡到获得诺贝尔奖的荣誉,劳斯教授的故事在科学史上的熠熠生辉,他的好奇心和不懈努力揭示了癌症的一部分谜团,也为我们更深入地理解和治疗这一可怕的疾病提供了宝贵的线索。

如今,虽然我们在癌症研究领域已取得了巨大的进展,但佩顿劳斯的工作仍然激励着科学家们继续前行,为找到癌症的最终治愈方案而努力。

文章引用:

[1] 中国微生物查询网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] 【维基百科】弗朗西斯·佩顿·劳斯https://zh.wikipedia.org/wiki/裴頓·勞斯

[5] Nobel Prize www.nobelpeaceprize.org

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作者/李唯赫

审核/懂个皮

编辑/麦璇风

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