本文为《财经》与腾讯新闻独家协作内容，谢绝转载
《财经》记者 孙爱民/文 王小/修改
2019年10月7日北京时间下午17时33分，三位科学家共享了2019年度的诺贝尔生理学或医学奖。
这三位分别为美国医学家格雷格·西门扎（Gregg L.Semenza），英国医学家、分子生物学家彼得·拉特克利夫（Sir Peter J.Ratcliffe），美国癌症学家、哈佛医学院教授威廉·凯林（William G.Kaelin），让他们喜摘桂冠得研讨是“细胞感触与习惯不同氧环境的机制”。
这三位科学家获奖早有“前兆”。此前，他们已于2016年共享素有“小诺贝尔奖”之称的美国拉斯克根底医学奖（Albert Lasker Award for Basic Medical Research），还共享了2010年加拿大的盖尔德纳世界奖（Gairdner International Award）等，一路斩获颇丰。
三位科学家的研讨在低氧信号通路的发现，创始了一个全新研讨范畴，具有重要的理论价值和巨大的使用潜力，给癌症等疾病的医治供给了新思路。以肾癌为例，肾癌是低氧效应最显着的肿瘤。因为VHL骤变在肾癌中发作份额最高（达70%左右，其他肿瘤份额较低乃至缺少），最早开发的VEGF按捺剂——贝伐单抗的效果机制在于按捺血管构成以减下降癌细胞的养分供给，便使用了此次获奖的相关研讨。
强壮而又生疏的“氧”
此次获奖者之一，美国约翰霍普金斯大学遗传学家西门扎（Gregg L. Semenza）的布景是儿科学和医学遗传学，开端研讨方向是地中海贫血症的发病原因。西门扎在研讨进程中无意间接触到红细胞生成素（EPO），然后从根本上改变了研讨方向。
氧在自然界现已存在上亿年，但真正被认知并开端研讨才仅200多年前史。细胞在不同浓度的氧环境中，尤其是低氧环境中怎么反响、怎么对器官产生影响，这不只是根底研讨范畴科学家们的在探究的未知范畴，也关系到许多疾病的医治。
风趣的是，发现氧的存在的也是三位科学家。18世纪70年代，英国化学家普里斯特利（Joseph Priestley）、瑞典化学家舍勒(Carl Wilhelm Scheele)以及法国化学家拉瓦锡（Antoine Laurent Lavoisier）简直一起发现氧的存在。不过，直到20世纪，氧在生命进程中的效果和机制才得到全面论述，许多研讨明晰标明氧对生命至关重要。
氧的重要性意味着生命无法长时间阻隔氧气，但机体在特殊情况，如高原环境和短时期窒息等时，会面对氧供给缺乏的低氧或缺氧情况，怎么习惯这一情况，成为生物体有必要处理的重大问题。
20世纪60年代，科学家发现低氧环境下，机体内红细胞数量会急剧添加，以添加对氧的带着和运输才能，然后到达缓解机体缺氧情况。进一步研讨发现，这是源于低氧可添加促红细胞生成素（EPO）含量，EPO不只成为第一个清晰的低氧诱导分子，而且人重组EPO还被广泛使用于贫血等疾病的医治。
EPO的发现和使用，一起也提出一个根本科学问题，那就是EPO在低氧环境下的调控机制。1977年人EPO蛋白被纯化成功，1985年人EPO基因也被成功克隆，这些发展为进一步机制研讨奠定坚实根底。不久，西门扎开端测验处理这一问题。
西门扎和搭档将人的EPO基因转入小鼠体内，制备出的转基因小鼠可生成更多红细胞。这一成果阐明人的EPO基因不只可在小鼠体内表达，而且还可发挥正常的从红细胞生成功用。
1992年，西门扎和学生还判定出一段与低氧诱导相关的保存DNA序列，这一序列后被命名低氧应对元件。之后，西门扎从低氧处理后的细胞核提取物中，别离并纯化得到一种蛋白质，该蛋白质可与HRE特异结合。
西门扎的研讨团队此后又判定出多种HIF-1调理的低氧诱导基因。HIF-1发现的含义在于阐明低氧感知是一个非常重要的生物学进程，具有广泛的生物学含义，然后招引更多研讨人员参加对这个问题的研讨之中。
另一位获奖者——美国分子生物学家凯林（William Kaelin）开端主意是成为一名临床医师，在约翰霍普金斯医院完结实习和训练后进入丹娜法伯癌症研讨院(Dana-Farber Cancer Institute)从事临床肿瘤学研讨。
当时恰逢第一个抑癌基因RB判定成功，该基因骤变可导致视网膜母细胞瘤发作，这一发展掀起了抑癌基因的寻觅热潮，本来对根底研讨几无兴趣的凯林，也逐步从冷酷变得热切，经过一段时间实验室体系训练后于1992年开端自己的抑癌基因研讨方案，选择对象是VHL骤变相关的肾癌。
1996年，凯林与搭档制备成功VHL骤变细胞系，然后将其与VHL基因正常细胞进行比较。他们意外发现，即便在常氧情况下，VHL骤变细胞仍可很多表达低氧诱导基因，如VEGF等，当为其转入正常VHL基因后，这种现象消失了。
凯林进一步研讨发现VHL骤变细胞之所以在常氧环境下表达低氧诱导基因是因为本来应降解的HIF-1α却能够正常存在，这一成果阐明VHL基因骤变损坏了HIF-1α在常氧下的降解才能。
凯林的发现，很好解说了肾癌高度血管化的现象，但是一个新问题是，即VHL蛋白在常氧环境下降解HIF-1α的机制。
三位获奖者之一、来自英国牛津大学的分子生物学家拉特克利夫（Sir Peter John Ratcliffe）也开端重视EPO表达调控机制，他专业布景为肾脏生理，而科研原动力来自于肾脏器官对氧的敏感性。
拉特克利夫在上世纪90年代前期也发现了EPO中存在HRE，并对其调控效果进行了开始研讨。拉特克利夫还发现肝癌细胞移植入小鼠体内成瘤后，在缺氧区呈现很多低氧诱导基因如VEGF和GLUT1等，当损坏HIF-1则使低氧诱导基因表达不在升高，而且肿瘤安排成长减缓。
所以，拉特克利夫的这些成果一方面证明晰低氧信号通路广泛的生物学效果，而且也与凯林肾癌的成果产生了密切联系。
疾病医治新思路
在10月7日举办的发布会上，现场的记者关于低氧信号通路怎么造福人类的疾病医治提出了多个问题。
生命科学范畴科普作家郭晓强博士对《财经》记者剖析，“低氧信号通路阐明晰机体在晦气环境下的习惯机制，包含低氧促进红细胞生成增多、耗氧量下降等代偿性效应以削减氧缺乏形成的机体损害。”
2018年，作为石家庄工作技术学院副教授郭晓强在《科学》杂志宣布一篇名为《氧感知和低氧信号：跨过半个世纪的发现进程》的论文，“提早”介绍了本年诺奖的获奖研讨。
低氧信号通路，对一些安排氧化损害和炎症具有维护效果，如冠状动脉疾病、外周动脉疾病、创伤愈合、器官移植排挤和结肠炎等。
但是，过度低氧信号也可导致机体损害，包含遗传性红细胞增多症、缓慢缺血性心肌病和阻塞性睡觉呼吸暂停等。特别是大多数固体肿瘤都存在低氧信号通路反常活化现象，而且与患者预后呈负相关。低氧信号通路经过添加养分物质如葡萄糖吸取、血管生成等战略终究促进了癌细胞的增殖和搬运。
本年是诺贝尔生理学或医学奖第110次颁奖，到现在，现已有219年位科学家获此奖项。
