諾獎(jiǎng)得主的華人學(xué)生：他的實(shí)驗(yàn)室像是一個(gè)煉丹爐
楊海峰與其博士后導(dǎo)師、2019年的諾獎(jiǎng)得主威廉·凱林（William G. Kaelin），圖片由楊海峰提供
訪談 | 葉水送、陳曉雪
責(zé)編 | 李娟
● ● ●
2019年10月7日，來自哈佛醫(yī)學(xué)院丹納-法伯癌癥研究所（Dana-Farber Cancer Institute）教授威廉·凱林（William G. Kaelin），牛津大學(xué)和弗朗西斯·克里克研究所（Francis Crick Institute）教授彼得·拉特克利夫（Peter J. Ratcliffe）以及來自約翰霍普金斯醫(yī)學(xué)院（Johns Hopkins University School of Medicine）教授格雷格·塞門扎（Gregg Semenza），因在細(xì)胞對(duì)氧氣感知和適應(yīng)領(lǐng)域的發(fā)現(xiàn)共享了今年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。此前，這三位研究者也已因這項(xiàng)研究獲得了2016年拉斯克獎(jiǎng)。
值得一提的是，兩位美國(guó)學(xué)者在這一領(lǐng)域的開創(chuàng)性貢獻(xiàn)同上世紀(jì)的一批中國(guó)博士后的工作密不可分，如塞門扎實(shí)驗(yàn)室的王廣良、江秉華，凱林實(shí)驗(yàn)室的楊海峰等。三人現(xiàn)在分別在美國(guó)大冢制藥公司、美國(guó)愛和華大學(xué)以及美國(guó)托馬斯·杰佛遜大學(xué)任職。
具體來說，王廣良博士率先發(fā)現(xiàn)HIF-1，江秉華教授率先克隆出HIF-1基因，楊海峰教授則發(fā)現(xiàn)腫瘤抑制基因VHL與HIF結(jié)合的調(diào)控機(jī)制。
全球首個(gè)缺氧誘導(dǎo)因子脯氨酰羥化酶抑制劑(HIF-PHI)——羅沙司他的I期、II期以及III期臨床試驗(yàn)也是在中國(guó)率先完成，并獲得國(guó)家藥品監(jiān)督管理局（NMPA）審批上市，成為首個(gè)在中國(guó)率先獲批的First-in-Class的創(chuàng)新藥。
10月8日，《知識(shí)分子》采訪到曾在凱林實(shí)驗(yàn)室做博士后研究的楊海峰和張青，他們都是武漢大學(xué)生物系生化專業(yè)的本科生。
《知識(shí)分子》：聽到凱林教授獲獎(jiǎng)，你的心情如何？
楊海峰：我覺得非常高興和欣慰。在預(yù)期之中，但也在意料之外。我們都叫他比爾（Bill）。他前幾年前得了拉斯克大獎(jiǎng)，因此得諾獎(jiǎng)的可能性很大，但拿不拿得到以及什么時(shí)候拿都不確定。我自己覺得這是科學(xué)的勝利，是造福全人類的一個(gè)進(jìn)步。
《知識(shí)分子》：你覺得這個(gè)領(lǐng)域?yàn)楹伪恢Z獎(jiǎng)委員會(huì)認(rèn)可？
楊海峰：這是一項(xiàng)基礎(chǔ)科研的發(fā)現(xiàn)，但有極深廣的生理、病理的衍生影響。人不吃可以活一兩月，不喝可以活一星期，不呼吸幾分鐘就不行了，其重要性可想而知。
《知識(shí)分子》：你當(dāng)時(shí)是如何參與凱林的這項(xiàng)獲獎(jiǎng)工作？
楊海峰：我是比爾這項(xiàng)工作的主要參與人之一。第一作者M(jìn)ircea Ivan 發(fā)現(xiàn)了低氧誘導(dǎo)因子（HIF）肽上的脯氨酸羥基化是和腫瘤抑制基因VHL結(jié)合必須的蛋白質(zhì)修飾，但不清楚HIF和VHL的結(jié)合是否受氧氣調(diào)控。當(dāng)時(shí)同領(lǐng)域另一實(shí)驗(yàn)室的學(xué)者在Nature 撰文稱氧氣缺失不影響這倆個(gè)蛋白的結(jié)合，同實(shí)驗(yàn)室也有兩位博士后得到了同樣結(jié)論。
但我仔細(xì)考慮了之前的實(shí)驗(yàn)過程，發(fā)現(xiàn)把細(xì)胞從缺氧環(huán)境拿出來的最后一兩分鐘里，細(xì)胞接觸到了氧氣。于是，我改進(jìn)了這個(gè)操作，把細(xì)胞拿出后，在幾秒之內(nèi)迅速將其變性裂解，再用VHL far-western來檢測(cè)兩個(gè)蛋白是否還能結(jié)合，果然發(fā)現(xiàn)缺氧情況下VHL看不見HIF了。當(dāng)時(shí)比爾拿著X光片成像結(jié)果非常高興，因?yàn)檫@表明了VHL在缺氧情況下對(duì)HIF視而不見，在有氧時(shí)緊密結(jié)合并導(dǎo)致HIF的降解。如果不是這樣的，那么HIF脯氨酸的羥基化，VHL和HIF的結(jié)合就不是氧氣感知的分子機(jī)理，整個(gè)現(xiàn)象就沒有重大的生理意義了。
比爾獲得蓋爾德納獎(jiǎng)（Gairdner）和拉斯克大獎(jiǎng)之后，都給我寄信對(duì)我的工作表示感謝。在脯氨酸羥基化被發(fā)現(xiàn)后，我們和Memorial Sloan-Kettering的Nikola Pavletich合作，解出了HIF肽和VHL蛋白結(jié)合下的結(jié)構(gòu)，更深地了解了脯氨酸羥基化為什么這么重要，還發(fā)現(xiàn)腎癌導(dǎo)致的VHL突變是如何破壞這一結(jié)合。相關(guān)結(jié)果發(fā)在了Science雜志上。
《知識(shí)分子》：在你們眼里， 凱林是一個(gè)什么樣的人？
楊海峰：他是一位堅(jiān)定的理想主義者，有著高尚情懷。他的身上有一股劍氣，極其犀利，能在最短的時(shí)間內(nèi)找出你在科研上的弱點(diǎn)，并且毫不留情地指出，讓你想法應(yīng)對(duì)改正。他是一位真正的精神上的貴族，有著對(duì)真理永不停息的追求和熱愛。
《知識(shí)分子》：去年12月，HIF脯氨酰羥化酶抑制劑——羅沙司他，在中國(guó)率先獲批上市，從基礎(chǔ)到應(yīng)用這一領(lǐng)域正在造福人類健康，對(duì)此你如何看待？
楊海峰：羅沙司他是琺博進(jìn)（Fibrogen）公司的HIF修飾酶抑制劑。在美國(guó)還有HIF-2 alpha的抑制劑，正在做腎癌治療的后期臨床試驗(yàn)，我們已經(jīng)知道（它）也有效果了。更多的應(yīng)用成果還會(huì)源源不斷地出現(xiàn)，因?yàn)檠鯕飧惺軝C(jī)理控制的生理病理過程非常多。
《知識(shí)分子》：目前，你主要專注于哪一領(lǐng)域的研究？
楊海峰：我的實(shí)驗(yàn)室還是專注在腎癌研究領(lǐng)域，但是關(guān)注的分子是抑癌基因PBRM1 和BAP1，它們的功能和VHL、HIF緊密相關(guān)。
《知識(shí)分子》：當(dāng)年在凱林實(shí)驗(yàn)室的博士后訓(xùn)練，給你的科學(xué)生涯帶來怎樣的幫助？
楊海峰：在比爾實(shí)驗(yàn)室的訓(xùn)練更多是精神上的，是一個(gè)價(jià)值觀的創(chuàng)建過程。比爾實(shí)驗(yàn)室和丹納-法伯癌癥研究所的大環(huán)境某種程度上就像一個(gè)煉丹爐，有全世界最棒的科研環(huán)境，你也需要做出能改變世界的發(fā)現(xiàn)。那是一個(gè)不見硝煙的戰(zhàn)場(chǎng)，你的敵人是各種頑強(qiáng)的癌癥。如果從中能夠熬出來，你也許就能獲得一雙火眼金睛。不過科學(xué)的道路充滿荊棘，偉大的發(fā)現(xiàn)是要做出犧牲的。
《知識(shí)分子》：你覺得這個(gè)領(lǐng)域獲得諾獎(jiǎng)?wù)J可后，對(duì)其他學(xué)者包括你是否會(huì)帶來影響？
楊海峰：比爾獲得諾獎(jiǎng)之后，對(duì)于整個(gè)領(lǐng)域來說是個(gè)肯定，更加點(diǎn)燃大家的熱情，堅(jiān)定繼續(xù)前行的信念。在科研基金支持上，它（獲得諾獎(jiǎng)的認(rèn)可）也可能會(huì)有幫助。
《知識(shí)分子》：近年來，不少的諾獎(jiǎng)得主的工作是他們當(dāng)年的華人學(xué)生完成的，對(duì)此你如何看待？
楊海峰：華人學(xué)生學(xué)者對(duì)諾獎(jiǎng)的貢獻(xiàn)體現(xiàn)了中國(guó)人以及華人對(duì)全世界科學(xué)進(jìn)步的貢獻(xiàn)。中國(guó)人和華人有責(zé)任和義務(wù)做出更多貢獻(xiàn)，包括直接得獎(jiǎng)。當(dāng)然得獎(jiǎng)只是一種肯定，關(guān)鍵的是要做出成績(jī)，造福全人類。
《知識(shí)分子》：近年來，中國(guó)的基礎(chǔ)科學(xué)給你留下哪些印象？你覺得如何做出原始創(chuàng)新的科研工作？
楊海峰：近年來，中國(guó)基礎(chǔ)科學(xué)發(fā)展迅速，出了很多成果，可喜可賀。但重要的是，科學(xué)文化還需要改變、提高，需培養(yǎng)學(xué)生對(duì)追求真理的純粹熱情。只有達(dá)到這一點(diǎn)了，才可以保持長(zhǎng)期的、強(qiáng)大的、源源不絕的追求原創(chuàng)發(fā)現(xiàn)的動(dòng)力。
原創(chuàng)發(fā)現(xiàn)有可能十年才能磨一劍，但它一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，就有可能改變世界。如何發(fā)現(xiàn)并保護(hù)這樣的工作，需要長(zhǎng)期不懈的努力。
嚴(yán)欽(耶魯大學(xué)）、楊海峰(托馬斯·杰佛遜大學(xué)）、凱林、 魏文毅（哈佛大學(xué)）和張青（得克薩斯大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心），他們均為美國(guó)大學(xué)的教授。
在采訪楊海峰的同時(shí)，《知識(shí)分子》還聯(lián)系到同在凱林實(shí)驗(yàn)室工作過的張青（文內(nèi)照片最右），現(xiàn)為美國(guó)得克薩斯大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心副教授。他對(duì)我們做了如下講述：
2006年2月-2013年1月之間, 我在凱林實(shí)驗(yàn)室從事兩個(gè)方面的研究：闡明脯氨酸羥化酶（prolyl hydroxylase）在乳腺癌中的重要作用；尋找治療腎癌VHL綜合征的藥物。
在科研工作中，凱林十分關(guān)注我們能否提出重要的問題、設(shè)計(jì)正確的實(shí)驗(yàn)并嚴(yán)謹(jǐn)?shù)亟庾x實(shí)驗(yàn)結(jié)果。他每天都會(huì)與實(shí)驗(yàn)室成員交流并樂在其中，喜歡把實(shí)驗(yàn)或項(xiàng)目設(shè)計(jì)寫在黑板上。
他對(duì)我們的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與控制要求非常嚴(yán)格，總是會(huì)問“這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)阒貜?fù)了幾次”、“你的陽性對(duì)照和陰性對(duì)照分別是什么”這類問題。他不僅是一名杰出的科學(xué)家，也是非常杰出的導(dǎo)師。
凱林的獲獎(jiǎng)工作是1996-2002之間做的，他闡明了VHL基因缺失對(duì)缺氧誘導(dǎo)因子（HIF）以及與其緊密相關(guān)的氧感測(cè)機(jī)制的調(diào)控作用，發(fā)現(xiàn)了介導(dǎo)該氧感測(cè)酶促反應(yīng)的脯氨酰羥化酶。作為腫瘤學(xué)家，多年臨床經(jīng)驗(yàn)使他了解到一些腎臟腫瘤會(huì)出現(xiàn)血管密度加大、VHL腫瘤抑制因子缺失的情況。 他和團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)VHL蛋白會(huì)和延伸蛋白B、C（ElonginB and C）以及CUL2蛋白形成復(fù)合物（VCB-CUL2 complex），即酶母泛素連接酶同源蛋白，他們便假設(shè)VHL蛋白的缺失會(huì)使血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（VEGF）變得穩(wěn)定，導(dǎo)致血管生成增加。實(shí)際上，他很快就發(fā)現(xiàn)，即使在常氧狀態(tài)下，VHL蛋白缺失也會(huì)導(dǎo)致VEGF和其他HIF受體的表達(dá)上調(diào)。
凱林的發(fā)現(xiàn)對(duì)今天廣泛應(yīng)用于臨床的VEGF抑制劑藥物有著直接貢獻(xiàn)?；趧P林的工作研發(fā)的脯氨酰羥化酶抑制劑藥物已在一些國(guó)家用于治療貧血。此外，HIF2a抑制劑藥物也已被成功研發(fā)，并在腎癌臨床試驗(yàn)中展示了良好的療效。
我們預(yù)料到他會(huì)獲得諾貝爾獎(jiǎng)，只不過是時(shí)間的問題。借此采訪機(jī)會(huì)，我想再次祝賀他獲得這一獎(jiǎng)項(xiàng)！
