2015年诺贝尔生理学或医学奖的启示——土壤微生物分离培养推动了寄生虫病防治

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近5年诺贝尔生理学或医学奖、化学奖总结

近5年诺贝尔生理学或医学奖、化学奖总结

大村智是日本的微生物学家,他专注于一个细菌群落——生活在土壤中的霉菌,这种菌类会产生大量抗菌活性剂(包括1952年的诺贝尔奖获得者塞尔曼·沃克斯曼发现的链霉素)。

大村智教授用独特的技巧发展起大规模培养和表征这些细菌的方法,并从土壤样本中分离出新的链霉菌菌株,还成功地在实验室中将它们培养出来。

从数千个不同的培养皿中,他选出大约50个最有希望的菌株,并进一步分析它们对付有害微生物的活性。

威廉·坎贝尔在美国从事寄生虫生物学研究,他获得了大村智的链霉菌培养菌株并继续研究它们的功效。

坎贝尔的工作表明,一个培养菌株中的成分可显著地防止家养农场动物受到寄生虫的感染。

生物活性剂的纯化名称为阿维菌素,随后经化学改性将之发展成一种叫做伊维菌素的更有效的化合物。

此后对伊维菌素在感染寄生虫患者中的人体测试结果显示,它可有效杀死寄生虫幼虫(微丝)。

大村智和坎贝尔共同发现了这样一类新的具有超强疗效的抗寄生虫药物。

疟疾的传统治法是使用奎宁,但是其治愈成功率在逐渐下降。

上世纪60年代末,根除疟疾的大量努力都失败了,这种疾病的发病率有上升的趋势。

在那个时候,中国的屠呦呦转向开发传统中药对抗疟疾的新疗法。

她从大量中草药中选取对抗疟疾感染,青蒿成为备选对象,但是结果却与预期的并不一致,屠呦呦重新开始查找古典医书,并发现了引导她成功从青蒿中提取活性成分的线索。

屠呦呦首先证明了这种后来被称为“青蒿素”的成分能够高效治愈感染疟疾寄生虫的动物和人类。

青蒿素代表了一类新型抗疟疾制剂,能够在发病初期快速杀死疟疾寄生虫,并展现了在治疗严重疟疾上前所未有的功效。

阿维菌素、青蒿素保障全人类健康阿维菌素和青蒿素的发现,从根本上改变了寄生虫疾病的治疗方法。

阿维菌素的衍生物伊维菌素在世界各地获得很好的使用,它能有效对抗各种寄生虫,不仅副作用有限,还免费在全球发放。

伊维菌素改善了数以百万计的河盲症和淋巴丝虫病患者的健康状况,为世界最贫困地区带来福祉。

2015年诺贝尔生理医学奖

2015年诺贝尔生理医学奖

2015年诺贝尔生理医学奖(屠呦呦)相关高考生物试题背景资料一10月5日,瑞典卡罗琳医学院在斯德哥尔摩宣布,将2015年诺贝尔生理学或医学奖授予中国女药学家屠呦呦,以及另外两名科学家威廉·坎贝尔和大村智,分别发现了青蒿素和阿维菌素,可以有效治疗疟原虫和线虫两大类寄生虫引发的疾病,为人类对抗寄生虫疾病的斗争找到了新方法,从而提升疾病治疗手段、改善人类健康。

疟疾是威胁人类生命的一大顽敌,它是一种由蚊子传播的、因单细胞寄生虫——疟原虫入侵红细胞引起发热并在严重情况下造成脑损伤和死亡的疾病。

目前,每年还有45万人被疟疾夺去生命,其中大多数是儿童。

疟疾的传统疗法是使用氯喹或奎宁,但在上世纪60年代后期,这种方法成功率不断降低,疟疾感染率呈上升趋势。

屠呦呦当时在中国转向中草药,力求从中找寻治疗疟疾的新方法,她受到中国古代医书关于青蒿治疗疟疾的记载启发,提炼出具有全新化学结构和显著抗疟功效的新药——青蒿素,再将其应用于临床,成为一种能够在疟疾早期阶段扼杀疟原虫的有效药物,这一研究成果具有重要意义。

医学上很重要的另一类寄生虫——线虫也正在折磨世界上1/3的人类,主要分布于撒哈拉以南的非洲地区、南亚、中美洲和南美洲,而河盲症(盘尾丝虫病)和淋巴丝虫病是两种最常见的由线虫引发的疾病。

河盲症患者会因眼睛角膜发炎而致盲,淋巴丝虫病则会诱发淋巴水肿等终身感染的症状,近百万人因此备受折磨。

日本微生物学家大村智专注于研究链霉菌,这一菌群生活在土壤中,能够产生很多活性化合物。

他用独特的方式大批培养菌株并保持其特征,然后从土壤中成功分离出新菌株并成功移植到实验室中,再选出其中最具活性的50株作为新的生物活性化合物来源,这些菌株中的一个,后来被证明是阿维菌素的来源。

威廉·坎贝尔出生在爱尔兰,现在美国任教,他是寄生虫领域的生物学家。

坎贝尔从大村智手中收购了大批链霉菌菌株以探求其功效,并证明其中一个菌株对牲畜寄生虫非常有效。

青出于蓝而胜于蓝

青出于蓝而胜于蓝

青出于蓝而胜于蓝作者:蒋华良来源:《科学》2016年第01期2015年度诺贝尔生理学或医学奖,颁发给中国的屠呦呦,以及爱尔兰的坎贝尔和日本的大村智。

屠呦呦因“有关疟疾新疗法的发现”分享一半奖金,另两位科学家因“有关旋盘尾线虫感染新疗法的发现”获得另一半奖金。

他们的发现对一些最具毁灭性的寄生虫疾病的治疗做出了革命性贡献,为拯救人类生命,为改善人类健康、减轻病痛带来的功德不可估量。

中国的屠呦呦、爱尔兰的坎贝尔(William C.Campbell)和日本的大村智(Satoshi Omura)三人共享2015年诺贝尔生理学或医学奖。

坎贝尔和大村智的贡献是发现了一种治疗由旋盘尾线虫和淋巴丝虫寄生引发的感染的新药物——阿维菌素,屠呦呦则是发现了一种治疗疟疾的新药物——青蒿素。

他们的发现使得每年因此从中受益的患者可达数以百万计。

很多寄生虫会导致疾病发生。

据统计,全世界有1/3的人不同程度地受到寄生虫的感染。

其中在撒哈拉以南非洲,南亚以及中南美洲情况尤为严重。

盘尾丝虫病和淋巴丝虫病是两种由寄生虫感染导致的严重疾病。

盘尾丝虫病也称“河盲症”,患者出现持续的角膜炎症并最终导致失明:淋巴丝虫病感染超过l亿人,患者出现全身肿胀症状,其引发的临床症状令人难堪且会导致患者失去生活自理能力,如象皮病和阴囊淋巴积液等。

疟疾是一种主要通过蚊虫叮咬而传播的疾病,病原体侵袭红细胞,引发患者发热,严重时导致大脑损伤甚至死亡,寄生于人体的疟原虫会出现周期性规律发作,不同疟原虫产生的问题还有差异,可多次、反复发作。

全世界有超过34亿人面临感染疟疾的风险,每年有超过45万人被疟疾夺去生命,其中很大一部分是儿童。

长期以来,人类对抗这些疾病的药物并没有出现较大的突破,但是这三位获奖者的工作从根本上改变了这种状况。

作为微生物学家的大村智擅长从微生物中分离药物,他从土壤样品中分离出链霉菌菌株,并在实验室中培养,最终提取到一系列抗菌物质。

坎贝尔是寄生虫生物学家,他在大村智提取的抗菌物质中,经深度挖掘、提炼,发现其中一种成分可有效杀死家畜和农场动物的寄生虫。

2018-1999诺贝尔生理或医学奖

2018-1999诺贝尔生理或医学奖

2018年诺贝尔生理学或医学奖. 美国科学家詹姆斯·艾利森(James P. Allison)和日本科学家本庶佑(Tasuku Honjo)获得2018年诺贝尔生理学或医学奖,以表彰他们在“发现负性免疫调节治疗癌症的疗法”所做出的贡献。

我们免疫系统的基本能力就是能够区分“自我”和“非自我”,因此可以攻击和消灭那些入侵的细菌、病毒和其他危险物质。

T细胞是一种白细胞,是这种防御机制的关键角色。

研究表明,T细胞有一个受体可以通过结合“非自我”成份上的一种结构来对其进行识别,并且这种相互作用会激活免疫系统来进行防御。

但是,还需要其他蛋白质作为T 细胞加速剂来引发全面的免疫反应。

许多科学家在这项重要的基础研究上做出了贡献,并鉴定出了许多可以作为T 细胞“刹车片”的蛋白,这些蛋白可以抑制免疫的激活。

“加速器”和“刹车片”之间复杂的平衡调节机制确保了对免疫系统的严格调控。

它不仅可以让免疫系统充分参与对外来微生物的攻击,同时避免过度激活,以免导致健康细胞和组织的自身免疫。

2017年,三名美国科学家杰弗里·霍尔、迈克尔·罗斯巴什和迈克尔·扬,凭借他们在研究生物钟运行的分子机制方面的成就获奖。

今年的诺奖得主们,研究的对象也是果蝇,他们就瞄准了生物钟到底如何运行这个研究领域。

1984年,Jeffrey Hall 和Michael Rosbash——这两位在波士顿的布兰迪斯大学有着紧密合作的科学家,以及洛克菲勒大学的Michael Young,三人成功地分离出周期基因。

Jeffrey Hall和MichaelRosbash接着发现了周期基因编码的蛋白PER,PER 会在会在夜间不断累积,然后在白天又发生分解。

因而,PER蛋白水平的变化以24小时为周期,正好与昼夜节律保持同步。

下一步研究的关键是,搞清楚这样的节律变化是如何产生并维持的。

Jeffrey Hall和Michael Rosbash猜想,PER 蛋白阻断了周期基因的活性。

2015诺贝尔生理学或医学奖揭晓中国女科学家屠呦呦获奖

2015诺贝尔生理学或医学奖揭晓中国女科学家屠呦呦获奖

2015诺贝尔生理学或医学奖揭晓中国女科学家屠呦呦获奖国际在线消息(记者敖丹娜、段雪莲):当地时间5日,瑞典卡罗琳医学院在斯德哥尔摩宣布,中国女科学家屠呦呦,以及来自爱尔兰的科学家威廉·坎贝尔、来自日本的科学家大村敏分享2015年诺贝尔生理学或医学奖,以表彰他们在寄生虫疾病治疗研究方面取得的成就。

屠呦呦也成为首位获得该奖的中国人。

2015年诺贝尔生理学或医学奖5日中午在瑞典斯德哥尔摩揭晓。

诺贝尔生理学或医学奖委员会秘书长乌尔班·伦达尔当天在卡罗琳医学院宣布了获奖结果:“诺贝尔委员会卡罗琳医学院评审委员会今日将诺贝尔生理学或医学奖一半授予威廉姆·坎贝尔和大村敏,以表彰他们在创新丝虫病疗法方面的贡献;另一半授予屠呦呦,以表彰她在疟疾新疗法方面的贡献。

”中国女科学家屠呦呦生于1930年,是中国中医研究院终身研究员兼首席研究员。

上世纪六、七十年代,屠呦呦带领科研组与国内其他机构合作,运用现代科技,发掘中药的活性成分,创制了具有国际影响的新型抗疟药——青蒿素和双氢青蒿素。

世界卫生组织也将青蒿素和相关药剂列入其治疗疟疾的“基本药品”目录。

诺贝尔生理学或医学奖委员会成员扬·安德森在评价屠呦呦的医学发现时表示:“早在1700年前,关于中药青蒿对治疗高热有效果的理论就已经存在。

但是,屠呦呦的贡献在于如何确定青蒿中哪些成分是有效的,以及如何提取这些有效成分,这可以说是医药研究创新的范例,这一成果最终通过临床研究和动物实验,实现了此类抗疟新药青蒿素的大规模生产。

”几千年来,寄生虫病一直困扰人类,成为重大的全球性健康问题。

今年的诺贝尔生理学或医学奖3位获奖者都在寄生虫疾病疗法上做出了革命性贡献。

诺贝尔生理学或医学奖委员会成员汉斯·福斯贝格教授表示,他们的研究成果在改善人类健康和减少患者病痛方面意义巨大:“寄生虫疾病长期以来威胁着人类健康,即使在今天,它仍旧困扰着世界上亿万易感染人群。

向屠呦呦学习 立志为国争光

向屠呦呦学习  立志为国争光

向屠呦呦学习立志为国争光时政热点材料一:2015年10月5日,瑞典卡罗琳医学院5日在斯德哥尔摩发布,将2015年诺贝尔生理学或医学奖授予中国女药学家屠呦呦,以及此外两名科学家威廉·坎贝尔和大村智,表彰他们在寄生虫疾病治疗研究方面取得的成绩。

材料二:中共中央政治局常委、国务院总理李克强5日致信国家中医药管理局,对中国著名药学家屠呦呦获得2015年诺贝尔生理学或医学奖表示祝贺。

希望广大科研人员认真实施创新驱动发展战略,积极推进大众创业、万众创新,瞄准科技前沿,奋力攻克难题,为推动我国经济社会发展和加快创新型国家建设作出新的更大贡献。

材料三:上世纪六七十年代,在科研条件极为艰苦的环境下,屠呦呦团队与国内其他机构合作,经过艰苦卓绝的努力并从《肘后备急方》等中医古典文献中获取灵感,先驱性地发现了青蒿素,开创了疟疾治疗新方法,世界数亿人因此受益。

目前,一种以青蒿素为基础的复方药物已经成为疟疾的标准治疗方案。

材料四:中国工程院院士、中国中医科学院院长张伯礼说,屠呦呦多年艰苦奋斗、执著地进行科学研究,围绕国家需求,克服困难、一丝不苟,取得了令人瞩目的成绩。

这是党和政府关心中医药、重视中医药、支持中医药发展取得的结果;是举国体制、针对中医药工作全国一盘棋取得的胜利,是全国科技工作者、科学家群体共同努力的成果,是中医药为人类做出的新的贡献。

材料五:“青蒿素是传统中医药送给世界人民的礼物,对防治疟疾等传染性疾病、维护世界人民健康具有重要意义。

青蒿素的发现是集体发掘中药的成功范例,由此获奖是中国科学事业、中医中药走向世界的一个荣誉。

”这是5日晚间,刚刚摘取2015年诺贝尔生理学或医学奖的中国女药学家屠呦呦,通过前往看望她的有关部门负责同志,向外界表达的获奖感言。

教材链接:1.勇于面对挫折,树立坚强的意志品质2.树立团队精神,认识团结合作的重要性3.培养创新精神,提高自主创新能力4.中华民族的民族精神是以爱国主义为核心的爱好和平、团结统一、勤劳勇敢、自强不息5.树立远大理想,担当历史使命6.理想的实现需要艰苦奋斗7.树立正确的职业观8.发展社会主义先进文化必须大力弘扬我国优秀传统文化热点设问:1. 屠呦呦等优秀科技工作者身上有哪些品质值得我们学习?自强不息,爱岗敬业,艰苦创业,乐于奉献的精神;开拓创新,迎难而上,顽强拼搏的精神;团结协作的精神。

优秀共产党员事迹——屠呦呦

优秀共产党员事迹——屠呦呦

呦呦鹿鸣,食野之蒿荣誉2015年10月5日北京时间17时30分,瑞典卡罗琳医学院在斯德哥尔摩宣布将2015年诺贝尔生理学或医学奖授予中国女药学家屠呦呦,以及另外两名科学家威廉·坎贝尔和大村智,表彰他们在寄生虫疾病治疗研究方面取得的成就。

生平1930年底,屠呦呦出生在浙江宁波。

她是家里5个孩子中惟一的女孩。

作为一名生药专业学生,屠呦呦考入北大医学院时就和植物等天然药物的研发应用结下不解之缘。

1955年进入中医研究院(现为中国中医科学院),除参加过为期两年半的“西医离职学习中医班”,她几乎没有长时间离开过东直门附近的那座小楼。

1969年,屠呦呦所在的中医研究院接到了一个“中草药抗疟”的研发任务,那是一个不小的军事计划的一部分,代号523。

39岁的屠呦呦临危受命,开始征服疟疾的艰难历程。

从1969年1月开始,历经380多次实验、190多个样品、2000多张卡片,屠呦呦和课题组以鼠疟原虫为模型,发现青蒿提取物对鼠疟原虫的抑制率可达68%。

但是,后续的实验结果显示,青蒿提取物对鼠疟原虫的抑制率只有12%—40%。

屠呦呦分析,抑制率上不去的原因,可能是提取物中有效成分浓度过低。

为什么在实验室里青蒿提取物不能很有效地抑制疟疾呢?是提取方法有问题,还是做实验的老鼠有问题?屠呦呦心有不甘,她重新把古代文献搬了出来,细细翻查。

有一天,东晋葛洪《肘后备急方》中的几句话吸引了屠呦呦的目光:“青蒿一握,以水二升渍,绞取汁,尽服之。

”为什么这和中药常用的煎熬法不同?原来里面用的是青蒿鲜汁!“温度!这两者的差别是温度!很有可能在高温的情况下,青蒿的有效成分就被破坏掉了。

如此说来,以前进行实验的方法都错了。

”屠呦呦立即改用沸点较低的乙醚进行实验,终于发现了青蒿素。

从12%到100%,用乙醚提取青蒿素,这个看似极为简单的提取过程,却弥足珍贵。

那一幕,屠呦呦记忆犹新:“太高兴了!千千万万人的生命得以挽救,这是最值得欣慰的事情。

2015年诺贝尔生理学或医学奖

2015年诺贝尔生理学或医学奖
晋升为硕士生导师、博士生导师,现为中国中医科学院的首
席科学家。中国中医研究院终身研究员兼首席研究员,青蒿 素研究开发中心主任,博士生导师……
突出贡献 一、抗疟新药青蒿素的第一发明人 二、首先发现双氢青蒿素 三、完成“青蒿品种整理和质量研究” 四、机理方面的进一步研究
五、研制青蒿素类和吖啶类抗疟药组成的“复 方双氢青蒿素” 六、根据临床需要,研究多种剂型 七、扩展药效至免疫领域
美国微生物学士院会员、
德国自然科学院院士、美国国 立科学院外籍院士、日本学士 院院士、法国国家科学院外籍 院士和中国工程院外籍院士。 长期从事微生物活性物质研究, 是该领域的世界级学科带头人, 研究发现的avermectin(阿维 菌素)被誉为20世纪自青霉素 发现以来对人类贡献的最重大 发明之一
威廉·坎贝尔(William C.Campbell),寄生虫生物学方面 的专家,1930年出生于爱尔兰。1952年毕业于爱尔兰都伯 林大学三一学院,获学士学位。1957年在美国威斯康星大 学麦迪逊分校获博士学位。1957-1990年工作于默沙东公 司的研究所,1984-1990年晋升为该所的首席科学家和研 究发展首席分析师。目前为美国新泽西州德鲁大学麦迪逊 分校的名誉教授。
螨和植物组织内取食危害的昆虫有长残效性。主要用于家 禽、家畜体内外寄生虫和农作物害虫。
河盲症是由旋盘尾线
虫感染所致的、可引起慢 性皮肤疾病和可能导致失 明的眼睛病变。
象皮病又称血丝虫 病是因血丝虫感染所 造成的一种症状,血丝 虫幼虫在人体的淋巴 系统内繁殖使淋巴发 炎肿大,使人体蛉观 类似于象的皮肤和腿, 一般传染的途径是蚊 虫叮咬。
阿维菌素(Avermectins)是一种被广泛使用的农用或兽 用杀虫、杀螨剂。由链霉菌中灰色链霉菌Streptomyces avermitilis发酵产生。由一组十六元大环内酯化合物组成, 对螨类和昆虫具有胃毒和触杀作用。
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2015年诺贝尔生理学或医学奖的启示——土壤微生物分离培养推动了寄生虫病防治作者:天天论文网日期:2015-12-31 11:09:00 点击:1摘要1974年日本科学家大村智从土壤中分离到一株链霉菌,并与美国默克(Merck)公司合作,发现了阿维菌素,在治疗盘尾丝虫症(河盲症)和淋巴丝虫病(象皮病)方面取得了重大突破,成为2015年诺贝尔生理学或医学奖获得者之一,表明纯菌株的分离和培养具有极为重要的意义,应在未来土壤微生物研究中得到更多的重视。

关键词土壤微生物;诺贝尔奖;抗生素;分离培养人类社会的发展史,就是一部与传染病的斗争史。

传染病是由病原微生物或寄生虫引起的具有传染性的一类疾病[1]。

2015 年10 月5日,瑞典卡罗琳医学院宣布中国女科学家屠呦呦、爱尔兰科学家威廉·坎贝尔(William C. Campbell)和日本科学家大村智(Satoshiōmura)共同分享2015 年度诺贝尔生理学或医学奖,以表彰他们在寄生虫病治疗的基础研究方面做出的杰出贡献(/nobel_prizes/medicine/laureates/2015/)。

如图1 所示,中国药学家屠呦呦通过大量的实验,锁定了青蒿植物,创新了研究方法并筛选获得了青蒿素[2],为治疗疟疾做出了实质性的贡献,挽救了数百万人的生命,也因此成为自然科学领域首位获得诺贝尔奖的中国本土科学家[3]。

同时值得一提的是,日本科学家大村智创新了土壤微生物分离培养技术,获得了一株高效链霉菌(Streptomyces avermitilis),爱尔兰医学家威廉·坎贝尔利用该菌成功提取了阿维菌素(Avermectin),在世界上有效控制了寄生虫病如盘尾丝虫症(河盲症)和淋巴丝虫病(象皮病)。

回顾大村智教授筛选链霉菌并发掘其功能的历程,对未来土壤微生物研究极具参考意义。

1 土壤微生物是化学家眼中的资源宝库大村智1935 年7 月生,是国际著名的生物有机化学家,特别在发现、合成和利用微生物天然产物方面做出了重大贡献。

1963 年获东京理科大学有机化学硕士学位,1968 年获东京大学药学博士学位,1970 年获东京理科大学化学博士学位,1975 年晋升为北里大学药学部教授,1990 年起先后任北里研究所所长、名誉理事长。

现任北里大学特别荣誉教授,北里研究所天然产物药物协同创新中心特别顾问。

他是国际公认的天然产物化学领域的重要领军人物之一,研究工作得到国际社会和学术界高度认可,是美国科学院和欧洲科学院外籍院士,曾获法国、德国和英国等11 个国家的最高级别学术奖励。

尽管大村智教授被广泛认为是一名化学家,但诺贝尔委员会以“日本微生物学家”的名义为其授奖,在授奖公告中,强调了大村智教授具有非凡的微生物分离筛选能力,开发了大规模微生物培养和鉴定的先进技术,从土壤中分离获得了数千种不同的微生物菌株,从中筛选了50 余种最有利用前景的有益微生物,发现了链霉菌的新种。

在美国默克(Merck)公司工作的爱尔兰科学家威廉·坎贝尔得到大村智的微生物菌株后,发现其中一株链霉菌能够产生活性物质阿维菌素(Avermectin)并拮抗寄生虫病,阿维菌素被进一步人工化学修饰为“伊维菌素”(Ivermectin),在治疗人类寄生虫病方面发挥了重要作用。

两位科学家因此成就,与中国女科学家屠呦呦共同分享了2015 年诺贝尔生理学或医学奖。

土壤微生物是化学家眼中的资源宝库。

大村智教授特别强调了土壤微生物资源在其研究中的重要性,他在获奖当天的新闻发布会感言:“微生物帮助了我,我想也许微生物更值得获奖”。

事实上,自从1965 年就职日本北里研究所以来,大村智教授过去50 年的工作几乎全部集中于土壤微生物的分离及其活性物质的生物有机化学分析,他和他的团队坚信:土壤微生物产生的活性物质在人类健康方面具有不可估量的价值。

通过设计先进的微生物分离培养手段,他迄今已发现了13 个微生物的新属、42 个新种,从中获得了超过470 种活性化合物,在医药卫生、畜牧饲料、农化用品等应用方面取得了显著成就。

这些工作表明,土壤微生物是人类社会可持续发展不可替代的资源库,而先进的物理化学分析技术在土壤微生物研究和应用方面发挥了关键作用。

2 土壤微生物让人类远离河盲症和象皮病数千年来,寄生虫病作为一项重大的全球性公共卫生问题,严重威胁人类健康,特别对贫困地区的影响尤为严重。

据世界卫生组织的估计,全世界有1/3 的__人受寄生虫影响,特别是在撒哈拉沙漠以南的非洲、南亚以及中南美洲的人群。

其中河盲症和象皮病是两种典型的由丝虫寄生引起的疾病,据估算,全世界7 个人中就有1 人感染这两种寄生虫病之一。

河盲症患者主要表现为眼角膜病变并最终导致失明,而象皮病会造成终身的红斑致残以及阴囊淋巴积液水肿。

大村智和威廉·坎贝尔发现了阿维菌素和伊维菌素,有效治疗了河盲症等寄生虫疾病。

早在1973 年,大村智前瞻性地与世界著名制药企业Merck 集团建立了合作关系,开展新型药物筛选工作;1974 年大村智从邻近高尔夫球场附近的土壤中分离到一株阿维菌素链霉菌(Streptomyces avermitilis. NRRL 81655),发现其产生的阿维菌素能够有效拮抗寄生虫病,并将其送至Merck 公司开展规模化生产应用。

1979 年大村智在美国微生物学会期刊《Antimicrobial Agents & Chemotherapy》(微生物抗生与化疗)首次报道了该菌株的发现与应用[4],同年Merck 公司的威廉·坎贝尔发现该菌株产生的阿维菌素及其衍生物伊维菌素具有更好的疗效,并在该期刊作进一步报道[5],这两篇文献成为他们荣获2015 年诺贝尔生理学或医学奖的依据。

1981年伊维菌素成功市场化并迅速成为最有效、最广谱的动物寄生虫病药物;1982 年,Merck 公司进一步发现该药物能够有效杀死寄生虫卵,治疗人类河盲病和象皮病,被列入世界卫生组织的重点推广计划。

1983 年伊维菌素即成为动物卫生健康市场的销量冠军,并占据这一位置长达20 余年。

1987 年,北里研究所和大村智教授无偿贡献出该药物的专利权,推动Merck 公司成立了伊维菌素免费医疗项目,随后每年大约3 亿人接受该药物治疗,世界卫生组织预期在2025 年彻底根除河盲症,2030年消灭象皮病(http://www.who.int/neglected_diseases/9789241564540/en/ ) 。

事实上,拉丁美洲的河盲症几乎已经绝迹,而非洲的河盲症根治项目已经取得良好的预期成果。

阿维菌素及其衍生物伊维菌素的发现,被认为是代表了20 世纪70 年代后期最重要的公共卫生成就之一,并在一定程度上可与人类历史上第一种抗生素(青霉素)的发现相媲美。

特别值得一提的是,1974 年大村智及其团队从土壤中发现的微生物菌株S. avermectinius,迄今仍然是工业生产阿维菌素唯一来源。

这一事实表明,土壤中栖息着地球上多样性最高的生物资源,我们对这些资源的开发仅仅是冰山之一角,定向发掘其功能对人类社会发展具有不可估量的意义[6]。

3 土壤微生物分离培养是未来研究趋势获取纯菌株的微生物分离培养技术,曾经是微生物学和微生物研究相关学科的最核心内容。

美国科学家塞尔曼∙瓦克斯曼(Selman Waksman)是第一位获得诺贝尔生理学或医学奖的土壤微生物学家,他创新了微生物分离培养技术,首先定义了抗生素(antibiotic)的基本概念[7],建立了一系列分离抗生素的方法和技术体系,发现了链霉素,根本改__变了结核病治疗策略,并获得1952 年诺贝尔生理学或医学奖。

然而,20 世纪60 年代以后,化学合成技术的进步推动了人工抗生素的大量生产,同时,土壤微生物分离和培养的工作量大、劳动强度高,相关领域研究并未发生本质的变化。

20 世纪90 年代以来,由于DNA 测序技术的快速发展,基于DNA 序列的土壤微生物资源研究成为热点和前沿。

例如,有研究认为,地球上微生物数量高达5×1030 个细胞[8],其生物量碳与植物几乎相当。

但已知的动物和植物物种数量分别为125 万和30 万,而目前人类认识的微生物物种数量仅为7 000 余种[9]。

更有研究认为,每克土壤中微生物的物种数量高达上百万种[10],而99%的微生物尚未被人类所认识。

国际著名期刊《Nature》2013年刊文认为这些未知的微生物资源,甚至可与物理学中的暗物质相媲美,并将其称为微生物暗物质[11]。

尽管具体的数量和认识可能仍然存在一定争议,但土壤是微生物的大本营,土壤中绝大多数微生物尚未被分离培养,人类对其功能和潜力一无所知,这一事实已经成为学术界和政府部门的共识。

美国总统奥巴马于2014 年6 月任命Jo Handelsman教授为白宫科技办公室副主任,成为美国历史上担任总统科学顾问的首位微生物学家,2015 年美国总统科学与技术政策办公室发布“整合微生物组计划”蓝图设想,相关科学家于10 月28 日在《Science》发表评述论文。

同日,《Nature》也呼吁启动“国际微生物组计划”,全面认识地球环境中微生物群落的数量与功能,为解决21世纪人类面临的卫生、能源和农业等重大问题提供关键资源[12]。

过去30 年来,以核酸DNA/RNA 提取为基础的分子生态学研究成为土壤微生物研究的热点。

然而,单一的DNA/RNA/蛋白质组,仅仅是一堆化学物质的简单组合,只有在获得微生物细胞及其栖息的土壤环境信息,才有可能进一步全面开发微生物资源,系统调控其功能,定向挖掘其潜力,为工业、农业和医药等行业提供关键的技术支撑。

近年来,以单细胞筛选等为代表的先进技术快速发展,为土壤微生物研究带来了新的机遇。

2015 年诺贝尔奖带给我们的重要启示是:获取土壤微生物纯菌株资源,是未来研究的重要趋势。

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