2020年9月23日,美国哈佛大学生物化学系希金斯研究教授Jack Strominger获得了有诺奖风向标之称的引文桂冠奖。Strominger此时已是95岁高龄,但他在分子免疫学上的卓越贡献使人们认为他依然是当之无愧的“诺奖热门”。

95岁高龄!2020诺奖热门Jack Strominger教授-冯金伟博客园

年处耄耋的科学家

著名的物理学家Andrew Strominger正是Jack Strominger之子。即便这位杰出的物理学家赢得互联网巨头们所创立的突破奖 (Breakthrough Prize)时,他依然被自己的父亲的巨大名望“抢去了风头”。Andrew Strominger含笑回忆道,“我把爸爸带出去,人们总会走过来对我说,  ‘不好意思,你可以帮我拿着相机,替我和Jack拍张合影吗?’ ”

年高德劭的Jack Strominger在近七十年的研究生涯里发表了约1000篇论文,主要研究主要组织相容性复合体(MHC)蛋白质的结构和功能,以及其在疾病中所发挥的作用。他阐明了青霉素杀死细菌的机理,弄清楚了人类的免疫系统是如何辨认区分入侵者的。Strominger的研究为人类分子免疫学做出了杰出贡献,有助于推进新型药物和疫苗的开发。更令人钦佩的是,Strominger多年以来从未中断研究工作,就在2018年12月,他在哈佛大学的实验室还获得了一笔新的基金资助。

这笔为期两年的资助并不算丰厚,仅为30万美元。但是它却带来了一个有意思的问题:Strominger会是美国NIH资助的年龄最大的研究者吗?人们以《信息自由法》为据要求NIH回答这一疑问,最终得到的答案却是否定的。NIH并没有告诉人们谁是最高年龄的纪录保持者,只是表示目前仅有13名90岁以上的活跃研究人员还接受着NIH支持。

当然,对于资助人数多达30万的NIH来说,这个13人的小群体无疑已经成为了一个极为特殊的群体。究竟是怎样的理由支撑着他们,在九十高龄依然耕耘在科研工作中?Strominger对此回答道,“当你到了九十多岁,你会有一些选择。有些人选择玩宾果游戏;有些人选择看电视;有些人选择下棋;而我,我选择了科研。它们都是游戏,科研只是更复杂一点。你必须从各种来源获取信息。而这正是我喜欢的。”Andrew表示,父亲的选择是出于纯粹的喜爱。他说:“科学家是一个美妙的职业,我们身处于一个不可思议的宇宙中,探索它将带来无穷乐趣。”

科研道路

Jack Strominger承认,他是一个喜爱在科学道路上“寻求刺激”的人,他将其称之为“命运降临给他的怪癖”。Strominger不到17岁便进入哈佛大学学习,在两年内就从哈佛医学院毕业,后来成为了一名年轻的内科医生。但一系列的变化让他最终决定走上科研的道路。在他26岁独立负责实验室研究时,他的学位依然是医学博士(MD)而非Ph.D。

在实验室,Strominger着手研究青霉素的工作机理。他前后花了大约30年的时间来达成这项重大进步,他说:“我如果在一开始就意识到青霉素的研究将变得多么复杂,我可能永远都无法解决它。”

上世纪60年代末,在首例人类心脏移植的启发下,Strominger有一脚跨入了免疫系统的领域,希望了解人类的排异反应是如何发生的。皇天不负有心人,二十五年后,Strominger及其同事(主要是已故的晶体学家Don Wiley)有了突破性的发现——主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex,MHC),一种免疫系统赖以辨别细胞是否需要被清除的分子结构。也正是这一突破,为Strominger赢得了2020年的引文桂冠奖。

曼彻斯特大学免疫学教授Daniel Davis盛赞这一项研究成果:“它与发现DNA双螺旋结构所带来的研究飞跃水平相当。”戴维斯表示,就像DNA的双螺旋结构一样,MHC结构为生物学研究带来了光明,极大地促进了人们对免疫系统真正作用的理解。

“他因问对问题而成功”

如今,Strominger正在忙于攻克另一个难题:为什么孕妇的免疫系统可以容忍孕妇体内的胎儿?在Strominger的哈佛实验室,研究员Tamara Tilburgs从塑料容器中取出了一个新鲜的人胎盘。这个胎盘曾经养育的婴儿业已出生,它被已捐赠给实验室用于研究。

胎盘的外形令人印象深刻,它好像一块类似于包裹在白色筋膜中的紫色肉块,白色脐带从上面细细延伸出来。它从无到有发育到像飞盘一样大只需要花费几个月的时间。Tilburgs幽默地调侃:“我们觉得它其实也很漂亮。”Tilburgs和同事从胎盘中收集到十几种不同类型的细胞进行分析,她表示:“我们要做的是了解孕妇的免疫系统在怀孕期间如何形成对胎儿的耐受性。”

95岁高龄!2020诺奖热门Jack Strominger教授-冯金伟博客园

在将近十年的时间里,Strominger一直在努力解决一个问题:是什么削弱了母亲体内的免疫防御能力,使得她的身体可以‘容忍’胎儿?免疫力削弱后,她又如何抵御外界的感染?这是一项基础研究,但是却具有很高的医疗价值:近百分之十的胎儿迫于早产,而促成早产的因素之一就是那些令母亲的免疫系统开始排斥胎儿的分子。Strominger说:“如果可以找到一种抑制或是抵消这些物质的方法,或许能够防止早产发生。”

Strominger特别着眼于胎盘中的一组特殊免疫分子,“其中一种基因座,HLA-C,在耐受性和感染性方面都有双重作用,我真的很好奇它的调控方式。”他说他白天黑夜都在想这个问题,而在他入睡前他迎来了自己的“尤里卡”时刻,“有没有可能四个分子都是通过一个共同的enhancer来调控的?”

这项研究在去年6月获得了更多的进展。Strominger与哈佛医学院的Judy Lieberman博士的一次重大合作赢得了一笔400万美元的资助。这项研究将探索更多有关怀孕期间免疫系统的运作方式——比如,为了避免胎儿感染,自然杀伤细胞(natural killer cell,NK) 的使用微小的“纳米管”向靶细胞注入一种能杀死微生物但不会杀死靶细胞的毒素。

Lieberman表示,“这的确令人难以置信。据我所知,这还是第一次有人提出NK杀死靶细胞内部的微生物而不损害靶细胞这种工作模式。”对于母亲的身体是如何将“刹车”置于免疫系统上从而保护胎儿的,她认为Strominger的见解十分有价值。她评价Strominger:“他成功地获得资助,是因为他是一位伟大的科学家;是因为他怀有一颗好奇心;是因为他问对了问题。”

“再来个五年!”

研究有了资金资助,Strominger唯一需要担心的就是自己身体的问题。这位踌躇满志的科学家毕竟年事已高。他说:“我很幸运,尽管我也患有关节炎,但我的大脑仍然清晰,非常清晰。我认为它现在还能顺利工作的原因是我一直都在使用它。”

Strominger依靠助行器走动,听力则仰赖助听器的帮助。但他依然乐观,说自己除了常见的老年症状,其他身体状况基本上良好。但无可否认的是,与高寿相伴的死亡率同样已徘徊在了眼前。

95岁高龄!2020诺奖热门Jack Strominger教授-冯金伟博客园

在学术界,对于高龄研究人员的资助存在相当的争议,因为这样可能会分割掉年轻科学家的资源,后者想要开始自己的职业生涯会更加困难。Lieberman认为这是一个两难选择。她说:“这的确会让年轻科学家们更难开始工作。但是Strominger做得很好。作为一个九十高龄的老人,你仍然可以看到他冲击重大发现的决心。”

Strominger想法更为单纯,他说:“我认为我对科学的最大贡献是我的学生。我为他们做出的巨大科学贡献感到自豪。”他希望自己能再写一篇关于免疫系统的大论文,进一步解决免疫系统的奥秘,并继续指导年轻的科学家。

Strominger在去年接受采访时说:“我有时候也会问,‘94岁,我快94岁了,我还有多少时间呢?’ ,不过如果可以的话,我想再来个五年。”