深度解读2022年诺贝尔生理学或医学奖

2022-10-05

▎药明康德内容团队编辑10月3日，药明康德内容团队对2022年诺贝尔生理学或医学奖进行了火线报道，为读者朋友们第一时间介绍这一诺奖突破的意义所在。不过也如同很多人所说的那样，今年的第一项诺奖多少有些冷门，探索“是什么使我们成为独一无二的人类”虽然是很重要的问题，但是它有什么应用潜力？事实上，古基因组学的研究不但能够发现现代人特征的远古遗传祖先，还能够找到远古祖先遗传下来的多种疾病的风险因子，不仅能够增强对疾病的理解，而且还可能为治疗常见疾病提供新靶点，这些疾病包括过敏、自身免疫性疾病，以及糖尿病。可以说，这一领域的研究可能打开一扇全新的大门，开辟了更多的疾病治疗可能。今日，药明康德内容团队将结合公开资料，给大家介绍今年诺奖研究在医药领域中的应用潜力。▲斩获诺奖的Svante Pääbo博士（图片来源：参考资料[10]）免疫系统更强，但同时过敏和自身免疫疾病风险增加的远古原因今年斩获诺贝尔生理学或医学奖的斯万特·帕博（Svante Pääbo）博士的研究致力于揭示现存人类与灭绝的古人类之间的基因差异，他建立了全新的科学学科——古基因组学。他和同事的研究带来的一个重要发现是：尼安德特人和智人最近的共同祖先生活在大约80万年前，而且尼安德特人和智人在几千年的共存中进行了杂交，并且产生了继续将基因传递下去的后代。在现代具有欧洲或亚洲血统的人类中，大约1%-4%的基因组来自尼安德特人。▲帕博博士的发现有着重要意义，它揭示了在智人走出非洲，来到全球各地时，地球上的人口分布情况。尼安德特人住在欧亚大陆的西部，而丹尼索瓦人住在东部。当我们的祖先来到这些地区后，也与他们有过交配，在我们的DNA里留下了永远的痕迹。（图片来源：参考资料[10]）这些研究意味着，现代人的某些特征，可能来源于已经灭绝的古人类。比如，研究人员通过古基因组学研究发现，我们的免疫系统中的TLR1、TLR6、TLR10基因的特征与两种古人类——尼安德特人和丹尼索瓦人这些基因的特征尤为相似。这两种古人类在欧亚环境中生存了几十万年，他们的免疫系统对当地的病原体产生了适应性进化。而当源于非洲的智人迁移到欧亚大陆之后，通过与尼安德特人和丹尼索瓦人的杂交，获得了这些增强免疫力的基因特征。TLR1、TLR6、TLR10基因属于Toll样蛋白受体家族，它们是先天免疫系统的一部分，是识别外来病原体的第一道防线。研究人员发现，来自两种古人类的TLR1、TLR6、TLR10等位基因都导致TLR1、TLR6、TLR10蛋白表达水平的显著上升，这让免疫系统能够更好地识别外来病原体，从而激发先天和适应症免疫反应，保护身体健康。然而，这些蛋白也可能将花粉等过敏原错认为外来病原体，从而引发过敏反应，有些TLR1、TLR6、TLR10基因的变异被认为与自身免疫性疾病相关。这也是增强免疫系统付出的代价。发现治疗2型糖尿病的新靶点在2013年发表在《自然》杂志的一项研究中，帕博博士参与的国际研究团队通过对墨西哥的拉丁族裔人群的全基因组关联研究（GWAS），发现名为SLC16A11的基因与2型糖尿病的风险相关，在这些拉丁族裔人群中发现的SLC16A11基因上的变异将糖尿病风险提高了大约30%。而且，这些序列与西伯利亚发现的尼安德特人基因组中的相关序列相同。意味着这些提高2型糖尿病风险的基因变异源于尼安德特人。这些SLC16A11基因变异可出现在高达一半的拉丁美洲人群中，以及约20%的东亚人群中。后续研究发现，SLC16A11基因编码的蛋白是一种单羧酸转运蛋白，它在调节营养成分流动和肝脏脂质代谢中具有重要作用。SLC16A11基因编码的MCT11蛋白功能的下降与甘油三酯等脂质水平升高相关，而它们与胰岛素抗性有密切的关系。研究人员指出，靶向恢复MCT11蛋白功能的疗法有望提供治疗2型糖尿病的新方式。图片来源：参考资料[8]此外，在新冠疫情暴发以后，帕博博士和同事的研究也发现，来自尼安德特人的3号染色体上的一段区域与新冠疾病重症有极高的相关性。相关阅读：六万年前的一次浪漫邂逅，让我们的新冠重症风险高了3倍！开创全新的科学学科，理解人类的由来，固然是一件可喜之事。但倘若能将这些知识应用于理解疾病，造福人类患者，那将会带来额外的快乐。过去，诸多斩获诺奖的技术曾成功带来创新疗法。如2019年的氧感知通路，或是更早的RNAi疗法，这些都是科学走出象牙塔，来到病床边造福全球病患的活生生的例子。好奇心驱动的科学研究具有带来意外应用的潜力，“冷门”的古基因组学也不例外。我们祝贺帕博博士获得2022年的诺贝尔生理学或医学奖，也期待这一领域的发现能得到更广阔的应用，早日带来更多创新疗法！参考资料（可上下滑动查看） [1] Thank Neanderthals for your strong immune system — and your allergies. Retrieved October 3, 2022, from https://www.statnews.com/2016/02/15/neanderthal-immunity-allergy[2] Zeberg and Pääbo (2020). The major genetic risk factor for severe COVID-19 is inherited from Neanderthals. Nature, https://doi-org.libproxy1.nus.edu.sg/10.1038/s41586-020-2818-3[3] Neanderthal genes increase risk of serious Covid-19, study claims. Retrieved October 3, 2022, from https://www.theguardian.com/science/2020/sep/30/neanderthal-genes-increase-risk-of-serious-covid-19-study-claims[4] 六万年前的一次浪漫邂逅，让我们的新冠重症风险高了3倍！Retrieved October 3, 2022, from https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI5MDQzNjY2OA==&mid=2247502086&idx=1&sn=6ea7bf55f08e9915d46ca2513843d022[5] Tibetans inherited high-altitude gene from ancient human. Retrieved October 3, 2022, from https://www-science-org.libproxy1.nus.edu.sg/content/article/tibetans-inherited-high-altitude-gene-ancient-human#:~:text=The%20team%20also%20compared%20the,both%20Denisovans%20and%20modern%20humans.[6] The SIGMA Type 2 Diabetes Consortium. (2013). Sequence variants in SLC16A11 are a common risk factor for type 2 diabetes in Mexico. Nature, https://doi-org.libproxy1.nus.edu.sg/10.1038/nature12828[7] Diabetes risk gene 'from Neanderthals'. Retrieved October 3, 2022, from https://www.bbc.com/news/science-environment-25506198[8] Stadler and Farooqi, (2017). A New Drug Target for Type 2 Diabetes. Cell, https://doi-org.libproxy1.nus.edu.sg/10.1016/j.cell.2017.06.024[9] Dannemann et al., (2015). Introgression of Neandertal- and Denisovan-like Haplotypes Contributes to Adaptive Variation in Human Toll-like Receptors. AJHG, https://doi-org.libproxy1.nus.edu.sg/10.1016/j.ajhg.2015.11.015[10] The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2022, Retrieved October 3, 2022, from https://www.nobelprize.org/uploads/2022/10/press-medicine2022.pdf本文来自药明康德内容团队，欢迎个人转发至朋友圈，谢绝媒体或机构未经授权以任何形式转载至其他平台。转载授权请在「药明康德」微信公众号回复“转载”，获取转载须知。免责声明：药明康德内容团队专注介绍全球生物医药健康研究进展。本文仅作信息交流之目的，文中观点不代表药明康德立场，亦不代表药明康德支持或反对文中观点。本文也不是治疗方案推荐。如需获得治疗方案指导，请前往正规医院就诊。