揭秘未知的罪魁祸首——非甲非乙型肝炎背后的故事
2020年10月5日 ，诺贝尔生理学或医学奖颁给了哈维·阿尔特（Harvey J. Alter）、迈克尔·霍顿（Michael Houghton）和查尔斯·赖斯（Charles M. Rice）教授，获奖理由是因发现丙型肝炎病毒。
大家知道，病毒性肝炎有五型，甲型和戊型肝炎主要经由粪口传播，乙、丙、丁型主要经由血液传播。其中，丙型肝炎病毒是导致丙型肝炎的病原体。那么它是如何被发现的呢？
乙肝表面抗原筛选无效？未知肝炎成因不明
在乙肝病毒被发现以后，很多国家的血库都对供血者实行了强制性的乙肝表面抗原筛选，希望借助此措施降低输血后肝炎的发病率。然而事实并没有像人们期待的那样，输血后肝炎依旧时常发生。
直到1970年代末，哈维·阿尔特（Harvey J. Alter）等人终于确定，除了乙型肝炎之外，还存在其它类型的肝炎，也可通过血液传染。由于当时还不了解它的病原体是一种还是多种，所以哈维笼统地称之为非甲非乙型肝炎。
同时，他们还将非甲非乙型肝炎患者的血清注射到最接近人类的灵长类动物——黑猩猩体内，也会引发非甲非乙型肝炎。这表明黑猩猩可以作为非甲非乙型肝炎的实验动物模型。科学家们通过陶瓷滤器将患者血清中可能含有的细菌滤除，发现过滤后的血清仍然能使黑猩猩致病，以此确定了病原体应当是一种（或几种）病毒，而非细菌。
拨开迷雾，基因揭示丙型肝炎病毒
1982年病毒学家霍顿（Michael Houghton）教授开始主持非甲非乙型肝炎病原体的研究。按照传统策略，寻找病原体的最好办法是首先找到该病原体所产生的蛋白，但经过多人、长时间的工作，实验均宣告失败。于是他决定采用在当时刚刚发展起来的基因克隆方法，直接寻找病毒的遗传物质——核酸（DNA或者RNA）。
霍顿将一份被注射非甲非乙肝炎患者血浆而患病的黑猩猩的血浆，用超速离心分离出核酸，再将RNA转化成DNA，并与经过切割的λ噬菌体载体混合，使之形成重组DNA分子，得到基因文库。该文库含有大约几百万个噬菌斑，其中包含大量的重组DNA分子，每个分子带有一个外源基因的插入片段。
他们用针对非甲非乙型肝炎病毒蛋白质的抗体，从这几百万个菌落中去钓出那些含有病毒蛋白质的噬菌斑，找到病毒基因。经过几次失败，他们分离出6个可能带有外源基因的重组噬菌体。
其中是不是有带有病毒基因的重组噬菌体？
后续的测试将这6个克隆的基因一个接一个地排除……轮到最后一个克隆基因了，实验记录本上的编号是5-1-1。奇迹发生了，该噬菌斑竟然并非来源于黑猩猩宿主的基因组，而是一个前所未知的基因，极有可能就是新病毒！
随后的6个月里进行的一系列测试终于没有令人失望。5-1-1号克隆的确来自一种新病毒的RNA。虽然只是病毒基因组的一小段，但这足以让人们感到兴奋。他们再接再厉，很快就以这个小片段作为突破点，从基因文库中把与它重叠的新病毒RNA片段逐一找到，拼接成完整的病毒RNA。霍顿将新病毒正式命名为丙型肝炎病毒。
霍顿的工作之所以意义重大，不仅在于他发现了一个临床医学上十分重要的新病毒，还在于他开创了一条搜寻未知病原体的全新途径，启迪了其他新病原体的发现。
基因工程助力，开发丙型肝炎诊断试剂
发现丙型肝炎病毒以后，霍顿团队当即利用基因工程的方法，将病毒基因转移到大肠杆菌和酵母菌中，制造出病毒蛋白质 ，将其作为抗原，来检测血液中是否存在针对它们的抗体。他们发现，这样的抗体只存在于患有丙型肝炎（即非甲非乙型肝炎）的黑猩猩血清中，而不在患有甲型或乙型肝炎的黑猩猩血中。这表明，这样制造出来的病毒蛋白质可以用來制作作为[y1] 丙型肝炎的诊断试剂！
1990年，丙型肝炎诊断试剂被美国食品药品管理局（FDA）正式批准，并用于美国血库供血者的筛选。
构建病毒基因组，丙肝病毒终得证实
尽管霍顿得到的丙肝病毒基因克隆为开发丙肝检测试剂铺平了道路，但要想证明这一新病毒的确是非甲非乙型肝炎的病原体，还必须将克隆的病毒基因组接种到黑猩猩中，看一看是否能引起非甲非乙型肝炎。
1996年，莱斯教授（Charles Rice）试图进行这一工作，但是没有成功。通过实验分析，他发现丙肝病毒RNA分子的末端有个特别的结构，在被克隆的丙肝病毒基因组中丢失了。莱斯构建了新的丙肝病毒基因组克隆，将RNA分子末端的这个结构添补回去，并将这个“完整”的病毒RNA注射到黑猩猩肝脏内，但黑猩猩依旧没有得肝炎。
莱斯进一步研究发现，克隆得到的丙肝病毒基因组中有一些突变。他分析比较了一大批克隆得到的病毒RNA分子，找到每一个存在变异的位点，并在这个位点上选用最普遍的公用核苷酸来尝试修正突变造成的变异，最终构建出丙肝病毒的一个“共有基因序列”。当把把[y2] 这个新构建的丙肝病毒注射到黑猩猩体内后，果然引发黑猩猩患肝炎！这一重要突破不仅坐实了丙肝病毒就是非甲非乙型肝炎的病原体，而且为丙肝病毒的分子生物学研究奠定了基础。
到此，丙肝病毒的发现终于可以圆满地画上句号了。
从哈维·阿尔特教授命名非甲非乙型肝炎，到霍顿教授克隆出丙肝病毒基因，再到莱斯教授将该病毒注射给黑猩猩使其患上丙型肝炎，证明所克隆出的丙肝病毒确实可以引起丙型肝炎，组成了一个完整的故事，也为人类探索病毒的奥秘提供了很好的范例。
作者：药葫芦娃医药生物技术科普组
中国药学会科技开发中心、光明网科普事业部联合发布
来源： 光明网