曾毅:中国EB病毒与鼻咽癌研究的先驱

科技工作者之家 2020-03-13

近期,《The Lancet HIV》期刊上发表的一份最新报告称,全球第二例“艾滋病治愈”患者出现。患者于2003年被检测出感染有艾滋病毒,2012年开始服用抗病毒药物。因为患上霍奇金淋巴瘤而在2016年接受了干细胞移植治疗。报告称,患者已已经停药30个月,且血液中无HIV病毒。

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1952年,他毕业于上海医学院后,开始从事微生物的研究工作,1960年起从事肿瘤病毒研究,是国内最早从事这方面研究的学者。他从1973年开始研究EB病毒与鼻咽癌的关系,建立了一系列鼻咽癌的血清学诊断方法,并获得卫生部的试剂生产证,从发现鼻咽癌这个地方病到其病因的研究、研制出早期筛查的方法,再到后来的疾病防治、治疗性疫苗的研制形成了一套完整的研究。

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曾毅,生于1929年,广东揭西人。因为名字较为普通,各行各业的重名者较多,所以身为科学家的曾毅较少为人所知。

他从小非常喜欢读书,又十分用功,成绩一直很优秀。他5岁开始上小学,1941年入经富中学读书。1943年1月,考入广东省名校梅县东山中学,1947年夏天考入上海医学院,1952年毕业后他开始从事微生物的研究工作,后来主攻病毒学。

作为一名病毒学家,他所从事的EB(Epstein-Barr)病毒与鼻咽癌的工作,不仅为中国的卫生事业,更对人类的卫生事业都做出了巨大贡献。

曾毅在实验室

除了EB病毒,曾毅还开展了针对其他病毒的研究,比如在国内首次研究了HTLV (Human T-lymhotropic Virus)-1病毒在我国的分布及其与成年人T淋巴细胞白血病及神经系统疾病的关系、研究HPV(Human Papilloma Virus)与宫颈癌的关系等。1984年起,他开展艾滋病毒(HIV)和艾滋病的研究,证明了1982年HIV随血液制品从美国传入中国,1983首次感染中国公民。1987年,曾毅分离出我国第一个HIV-1毒株;进行HIV-1分子流行病学的研究,建立了HIV的快速诊断方法,并开展了HIV疫苗研究等工作。本文主要介绍他在EB病毒与鼻咽癌方面的工作。

一、选择最需要的专业,到最艰苦的地方去

1952年,曾毅从上海医学院毕业。当时正值抗美援朝期间,国家需要大量的医药卫生人才。毕业后,他选择参加国家刚刚举办的上海医学院高级师资班,学习微生物专业。该班由著名的微生物学和免疫学家林飞卿教授和著名的病毒学家陈鸿珊教授亲自授课,曾毅从此踏进了病毒学和免疫学的大门。学业之外,曾毅还在上海医学院收获了他的爱情和家庭。他在社团工作时认识了比他小一届的学妹李泽琳。两人志趣相投,很快坠入爱河。1951年他们开始校园恋爱,而这一场恋爱也成就了他们的一生,从此在科学的道路上相扶相伴。曾毅成为我国著名的病毒学家,李泽琳也成为我国著名的药理学家,同时她也是青蒿素药理毒理的主要研究者之一。

1959年代的曾毅和李泽琳

1953年,曾毅从高级师资班毕业,决定响应党的号召,到最艰苦的地方——海南岛去工作。当时李泽琳在山东新华制药厂实习,曾毅到那里去找她商量。曾毅对她说:“我打听过了,你们班上没有去海南岛的名额,不如我们结婚吧。”就这样两人在当地领了结婚证,并在同学们的见证下,举行了一个简单的婚礼。从此两人相濡以沫,风雨相伴,至今已经一起走过了65个春秋。结婚后,曾毅、李泽琳等18名学生一起接受了一个艰巨的任务,在海南创建一个卫生专科学校。结果到海南后第二个月的一场巨大的台风把学校的茅草屋都掀翻了。当年年底,华南党委决定停办卫生专科学校,而学校里的人有一大半被重新分配到华南医学院(后来的中山医学院)。李泽琳被分配到药理系,曾毅分在微生物系,开始开展钩端螺旋体和恙虫病立克次体等研究工作。 

二、北上北京,选择病毒研究

1955年,当时中医研究院刚成立不久,急需人才,药理系出身的李泽琳被选调北京。一年以后,曾毅也来到北京的中国医学科学院微生物系病毒所,师从著名的病毒学家黄祯祥教授,开始做病毒研究。

黄祯祥教授

早在1911年,劳斯(Peyton Rous)发现一种可导致鸡肿瘤的病毒,并将其命名为Rous肉瘤病毒(Rous Sarcoma Virus,RSV),结果发表于《实验医学杂志(Journal of Experimental Medicine)》。劳斯在世界上首次提出病毒可能会导致肿瘤。虽然该理论的提出让有的人对于病毒致癌的学说热情高涨,但该理论在1950年代还处于备受争议的状态,人类关于癌症的病毒致病理论更是处于猜测阶段,当时还有一些其他癌症致病理论比如外源性化学物质致癌学说、基因变化导致癌症等。[1]不过,在距劳斯发表结果55 年之后,1966年85岁高龄的他得到了学界的认可,获得了诺贝尔奖。 1959年曾毅原本受国家委派准备去苏联学习肿瘤病毒学,他选择了苏联最好的动物肿瘤病毒学家做自己的导师。后虽因中苏交恶没去成,不过他想要研究肿瘤病毒的方向保留了下来。1960年代初,曾毅开始了肿瘤病毒的研究。他与卫生部生物制品研究所和药品生物制品检定所的合作者们首次发现我国的母鸡感染一种淋巴白血病病毒的比例很高。通过检测发现鸡蛋里病毒的阳性率高达80%。他用减毒病毒免疫不同年龄的母鸡,发现可以打破免疫耐受性。免疫后的母鸡产下的鸡蛋带毒率大大下降。[2]这个工作为后来建立不含淋巴白血病病毒的鸡群,提供了有效的措施,而七年后国外才有同类的工作。 

三、敏锐的发现

EB病毒(Epstein-Barr Virus)又称人类疱疹病毒IV型,它是1964年爱泼斯坦(M.A. Epstein)等从非洲儿童淋巴瘤的瘤细胞株中发现的,后来以其发现者爱泼斯坦和巴尔(Y.M.Barr)两人的名字命名,简称EB病毒。[3]1966年美国学者欧德(L.J. Old)等应用免疫扩散试验,首次发现EB病毒与鼻咽癌存在着血清学关系。随后,又相继有研究者应用分子生物学技术证实了EB病毒与鼻咽癌血清学的关系密切。[4]

鼻咽癌是发生于人鼻咽腔顶部和侧壁的恶性肿瘤,是东南亚和我国南方几个省区的常见高发恶性肿瘤,在两广地区尤甚。鼻咽癌患者90%以上是30岁以上的青壮年人,男性居多。与很多肿瘤相似,鼻咽癌的病因不明,而且早期难以发现,晚期难以治疗,病死率很高,但如果能早发现、早治疗,生存率则大大提高。因此,早发现、早诊断、早治疗,对鼻咽癌患者尤为重要。

1973年,“文化大革命”尚在进行之中,在“文革”中备受打击的曾毅始终坚持做着肿瘤病毒的研究。经过充分的思考和反复比较,曾毅决定研究EB病毒与鼻咽癌的关系,并将其作为阐明人类癌症的病毒病因的突破口。1974年,曾毅作为客座研究员去英国格拉斯的病毒研究所研究肿瘤病毒,一年后回国,继续从事该项研究。 

1970年代初,国际上科学家们对EB病毒在鼻咽癌发生中所起的作用存在不同看法。有很多学者希望通过血清流行病学调查研究证明EB病毒与鼻咽癌的关系,但是并未得到证实。也有一部分学者认为,EB病毒只是在细胞已经发生癌变后才感染的,在鼻咽癌的发生上不起作用,只是“过客”而已。

四、成功培养鼻咽癌细胞株

要想深入地研究一种癌症的机制,建立能够体外培养的癌细胞株是至关重要的。很早就有国外学者试图建立鼻咽癌体外培养的上皮细胞株,但均未获得成功。1976年,曾毅等人在国际上建立了第一株鼻咽癌高分化癌细胞株 (CNE-1);[5]1980年建立了国际上第一个低分化癌细胞株 (CNE-2);[6]1987年又从裸鼠的鼻咽移植癌建立了转移鼻咽癌细胞株 (CNE-3)。这些工作为曾毅研究EB病毒与鼻咽癌的关系铺平了道路。 

建立了鼻咽癌细胞株后,曾毅的团队试图在细胞株内检测EB病毒的DNA,但当时技术的灵敏度还达不到检测的要求。于是,曾毅带领团队找到更敏感的方法,证实了这些细胞株都有EB病毒DNA存在。他们还发现,所有克隆细胞株都有EB病毒潜伏膜蛋白1(LMP1)基因的存在。这些工作证明了EB病毒在鼻咽癌的发生中起重要作用。 

五、发现了简便有效的检测方法

建立了EB病毒和鼻咽癌的关系后,曾毅想要将这一成果应用到实际中。多数的鼻咽癌病人发现时已经是晚期,曾毅想,如果能够早期检测病人血清中的EB病毒,那么也许可以进行鼻咽癌的早筛。

但是如果做筛查的话,需要有敏感性和特异性很高的早期诊断方法。1976年曾毅从国外引进了检测EB病毒免疫球蛋白A抗体(IgA)的免疫荧光法。这种方法的敏感性和特异性可以达到诊断要求,但必须使用昂贵的荧光显微镜等设备,因此无法大量推广。

曾毅带领团队经过一年多的实验,建立了一种新的检测方法——免疫酶法。该方法通过检测人血清中EB病毒壳抗原(Viral Capsid Antigen, VCA)的IgA抗体(简称IgA/VCA),能够达到和免疫荧光法近似的灵敏度和准确度。

免疫酶法方法很简便,用普通光学显微镜即可,大大节约了成本,十分符合中国当时的条件。曾毅团队以后又相继建立了能检测特异性更高的EB病毒早期抗原(Early antigen, EA) IgA抗体(IgA/EA)及其它抗原IgA和IgG抗体的方法,提高了阳性检出率。

六、现场研究四十年,提出鼻咽癌病因的假说

曾毅建立了免疫酶法之后,并没有将其束之于实验室高阁之中,而是将它积极推向现场。1977年曾毅带着法国科学院院士纪·德泰(Guy de The)一同前往梧州市,在梧州市卫生局长车轰陪同下考察梧州市鼻咽癌发病情况(图4),开始筹划建设肿瘤防治机构。

1977年曾毅(右四)等人考察梧州市鼻咽癌发病情况

1978年,曾毅带领实验室成员与广西壮族自治区相关机构合作,在苍梧县和梧州市建立了国际上第一个开展鼻咽癌前瞻性研究的现场。由曾毅实验室、梧州市肿瘤研究所、苍梧县鼻咽癌防治所的科研人员以及自治区人民医院的医务人员一起组成医疗小分队,深入农村、厂矿挨家挨户去开展血清学普查工作。曾毅本人也几乎每年都下现场,有时候因为农民们住得比较分散,又是丘陵山区地带,交通只能靠步行,遇到刮风下雨,一天也查不到几个。

1980年医疗小分队在农村进行鼻咽癌普查

在当时艰苦的条件下,他们经常是白天采血,晚上在实验室进行检测。他们通过这种血清学检查,发现阳性血清者之后,根据滴度情况移交给相关的医生,建议病人去做鼻咽镜检查,通过筛查与临床相结合,大大提高了早期诊断率。在苍梧县和梧州市,门诊查出的主要是晚期病人(70%~80%),早期病人仅为20%~30%;而血清学普查发现的主要是早期病人,早期诊断率达80%~90%。

这是一个具有重大意义的突破,它证明了应用血清学普查的方法可以发现早期鼻咽癌病人。他们在广西、广东,乃至全国大力开展了上百万人的普查,并成功劝说南方很多医院将此作为体检的常规检测,从而挽救了很多病人的生命。

曾毅(右二)在苍梧县鼻咽癌防治研究中心指导工作

通过早发现、早诊断和早治疗,显著提高了病人的生存率,如在梧州市普查出的鼻咽癌病人的10年生存率达60%,而门诊查出的病人的10年生存率仅30%。

在1970至1975年间,曾毅等组成的南方五省鼻咽癌防治研究协作组通过对南方五省453个县市的1.7亿人口进行死亡回顾调查,发现鼻咽癌最高发的区域是广东省中部以及临近的县市,广东省鼻咽癌高发区人群的EB病毒抗体几何平均滴度显著高于低发区(图7)[7]。

1984年,曾毅(前排左五)参加鼻咽癌协作研究第二次会议

这些研究促使曾毅思考为何基因型相似的地区鼻咽癌发病率有显著的不同。通过观察与比较,曾毅认为鼻咽癌的发生过程与环境、遗传等多方面因素有关。

曾毅等人在苍梧、梧州及其他地区对常见中草药和一些植物进行调查,结果从1963种中成药和植物中发现了52种有激活EB病毒的促癌物;还发现了人体内的厌氧杆菌产生的丁酸也具有促癌作用;动物实验证明,EB病毒在促癌物和丁酸的协同作用下,首次诱发出鼻咽癌。同时,曾毅等人研究发现一些食物中的诱导物是水溶性的,而不像经典的促癌物TPA那样是脂溶性的。这在当时国际上也是新发现。

经过多年研究,曾毅提出了鼻咽癌病因的假说:遗传因素和免疫力是鼻咽癌发生的基础,EB病毒在鼻咽癌发生中起病因作用,但不是唯一的因素,环境中的促癌物和/或致癌物起协同作用。这一观点在当时国际上颇为新颖。

为证实这一假说,曾毅等人进行了一系列实验研究。他们应用EB病毒在促癌物和/或致癌物的协同作用下成功诱发出人鼻咽部上皮细胞癌变。[8]这是该领域国际上首次用实验证明了EB病毒是鼻咽癌的重要病因,也是鼻咽癌研究的重大突破。 

七、继续在路上——治疗性疫苗的开发研究

知道了病毒可能引起肿瘤之后,就要考虑如何做到更好的预防,这其中疫苗是最为重要的。乙肝疫苗的接种普及让乙肝患者发病率大大降低,有助于减少肝癌患者的发病率。HPV疫苗的成功上市可能大大减少宫颈癌的发病率。

EB病毒感染人体后肌体会产生针对EB病毒的多种特异性T细胞,他们在控制处于潜伏感染状态的细胞、防止肿瘤发生中起到非常重要的作用。基于国内外的研究,从上世纪九十年代开始,曾毅实验室开始开展用DNA疫苗防治EB病毒相关的肿瘤研究工作。经过多年的潜心研究,曾毅院士课题组研制的EB病毒潜伏膜蛋白2(Latent Membrane Protein 2,LMP2)疫苗已获国家药监局批准,正在进行临床试验。应用疫苗感染病人树突状细胞免疫常规治疗的鼻咽癌病人,获得了较好的免疫反应。曾毅的团队希望通过早期诊断和疫苗防治,降低病死率,控制鼻咽癌的发生。

“对于鼻咽癌,局部治疗是容易的,但很容易转移。若晚期有局部复发和远处转移,再想局部治疗就很难了,这时疫苗就可以显示出它的作用。”曾毅曾说,有一种治疗性疫苗,可以在鼻咽癌患者进行普通放射治疗后加用,能提高特异性细胞免疫力,可能把残存的肿瘤细胞消灭掉,有效地预防肿瘤的复发和远处转移,提高患者的生存率。

鼻咽癌的工作,从发现地方病到病因的研究、研制出早期筛查的方法,再到后来的疾病防治、治疗性疫苗的研制,这是一套十分系统、完整而且具有实际应用意义的工作。

八、国内外影响

在上世纪八十年代中期至九十年代初,曾毅研究组所建立起的一系列鼻咽癌早期诊断技术及其应用所取得的成就被《新华日报》《人民日报》《光明日报》《澳门日报》《大公报》等海内外众多媒体报道。国际上相关的专家学者对曾毅团队的工作也给出了高度评价。

1992年4月10日《光明日报》头版对曾毅的报道

慕尼黑大学雷根斯堡大学卫生与微生物研究所所长沃尔夫(Hans Wolf)教授1985年曾这样评价曾毅他们的研究成果:

(EB病毒及其相关的鼻咽癌研究)在一个关键问题上——一个在实际工作中亟待解决的测定EB病毒标记如病毒特异性抗体方面的工作却长期缺欠。现在这一问题已被曾毅教授的研究小组近几年的工作阐明了。这项工作得到了世界范围的承认,并代表着不仅仅是EB病毒而且是整个肿瘤病毒领域的、面向病人的基础研究的一项杰出的成就。……该研究的设计及其最终结果的评价均是举世无双的,这已成为该领域所有科学家研究工作的一项非常重要的参考。……这项研究属于最高级别的科学成果,应得到最高的赞誉。[9]

1986年EB病毒的发现者之一爱泼斯坦对曾毅他们建立和应用病毒血清学方法进行鼻咽癌早期诊断和前瞻性研究的评价为:这项显著的新进展是应用病毒血清学方法进行普查诊断人类癌症的第一个例证。[9]

香港大学微生物系主任吴文翰教授1986年曾写道:

称曾毅教授为当今癌症与控制领域的领导人物之一,是毫无争议的。他建立并使之完善的方法,提供了一项最有效、最可靠的早期诊断鼻咽癌的技术。该技术在现场普查中的应用以及在广大人权中产生的巨大作用,再加上实验室研究工作,为我们提供了一个迄今为止最有说服力的证据,即作为中国的一个与人种有关的肿瘤——鼻咽癌,是可以被有效地控制的。[9]

上世纪九十年代初曾毅在实验室

这些成就也为曾毅赢得了许多国内外荣誉,包括当选中国科学院院士、法国国家医学科学院外籍院士、俄罗斯医学科学院外籍院士等。曾毅2006年获英国Barry-Martin基金会艾滋病防治贡献奖,2012年获美国马里兰大学人类病毒研究所“公共卫生终身成就奖”,他也是首位获得该奖项的中国科学家。

该所的所长加洛(Gallo)说:“曾毅教授将基础研究成功地应用于临床,取得了开创性的成就,我们都非常尊敬他。”[10]但曾毅本人对所有的这些荣誉看得非常淡,他觉得只要认真做事,挽救更多病人的生命就好。他曾说过:“如果不让我工作了还不如让我去死。”

几十年如一日,他每天早出晚归,还时常加班加点,一直坚持到有一天他晕倒在家中,不得不住进医院。在医院的这几年,他仍然时刻惦记着实验室还在开展的EB病毒治疗性疫苗的研究进展。

本文图片均由作者提供

参考文献:

[1](美)悉达多·穆克吉著.众病之王:癌症传[M].北京:中信出版社,2013.

[2]中国医学科学院病毒学研究所,卫生部生物制品研究所,卫生部药品生物制品检定所.北京某鸡场鸡胚带鸡白血病病毒情况的调查研究[J].生物制品通讯,1979,8(3):107-110.

[3]Epstein M A. Cultivation in Vitro of Human Lymphoblasts from Burkitt's Malignant Lymphoma[J]. Lancet,1964,283(7327):252-253.

[4]肿瘤研究所病毒室中国医学科学院流行病研究所,肿瘤组肿瘤研究所放射科,北京工农兵医院耳鼻咽喉科.鼻咽癌病人的EB病毒免疫球蛋白G和A(IgG和IgA)抗体的测定[J].微生物学报.1978,(3):253-258.

[5]Laboratory of Tumor Viruses of Cancer Institute, Laboratory of Tumor Viruses of Epidemiology, Department of Radiotherapy of Cancer Institute ,and Laboratory of Cell Biology of Cancer Institute, Chinese Academy of Medical Sciences Laboratory of Electron Microscope, Department of Microbiology, and Laboratory of Pathpgenesis, Chuny Shan Medical College Chinese Academy of Medical Sciences. Establishment of a Epithelioid Cell Line and a Fusiform Cell Line from a patient with Nasopharyngeal Carcinoma [J]. Science Sinica , 1978, 21(1):127-134.

[6]谷淑燕,赵文平,曾毅,等.从低分化鼻咽癌病人建立鼻咽癌上皮细胞株[J].癌症杂志.1983,(2):70-73.

[7]南方五省鼻咽癌防治研究协作组.我国南方五省鼻咽癌流行病学的初步调查研究[J].肿瘤防治研究.1978(3):24-32.

[8]刘振声,李宝民,刘彦仿,曾毅.EB病毒与促癌物协同作用诱发人鼻咽恶性淋巴瘤和未分化癌的研究[J].病毒学报.1996,12(1):1-8.

[9]曾毅,主编.曾毅院士集[M].北京:人民军医出版社,2014.

[10]王庆.曾毅:只为挽救更多生命[N].中国科学报,2014-04-04,(9).

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作者简介:

黎润红,女,硕士,北京大学医学人文学院助理研究员

王承志,男,博士,佰荣泰华生物医药科技有限公司技术人员

来源:《今日科苑》2018年第12期