王振义 开创血液科学新天地
来源:《科学家精神· 创新篇》 日期:2022-02-18
王振义(1924年11月—),内科血液学专家,中国工程院院士,中国血栓与止血专业的开创者之一,建立了中国血栓与止血的临床应用和研究体系;在国际上首创用国产全反式维甲酸治疗一种极其凶险、死亡率很高的白血病——急性早幼粒细胞白血病,奠定了诱导分化理论的基础,参加确立了该种急性白血病治疗的“上海方案”,阐明了其内在原理,树立了基础与临床结合的成功典范;1994年获肿瘤研究大奖“凯特琳癌症医学奖”。2011年获国家最高科学技术奖。
1924年11月,王振义出生于上海租界。在个人意愿和家人的支持下,王振义走上了困难重重却意义重大的医学之路,最终成功实现了将白血病恶性细胞改造为良性的临床治疗新策略,奠定了诱导分化理论的临床基础,参加确立了国际公认的急性早幼粒细胞白血病治疗“上海方案”。
迈出创新步伐,攻克出血性疾病
1948年,王振义从震旦大学医学院博士毕业,进入广慈医院工作,通过参加“血防队”、抗美援朝志愿医疗队等经历,王振义总结出对医生来说有两个方面很重要:一是多动脑筋、多看书;二是重视基础与临床的结合及临床实践经验的积累。这些理念,是王振义做出创新性突破贡献不可或缺的基础。
广慈医院进行分科调整使王振义与血液科结下了不解之缘,当时,全国的血液研究刚刚起步,对血液疾病的分类、病种及并发症的认知都不全面,王振义发现,血液科学并不是像原以为的只要凭借显微镜就能轻易诊断那样简单。在一次与口腔科医生的会诊中,各项检查指标均无异常的患者拔牙后出血不止,且常用的止血法未能见效,这引起了王振义的关注,这种凝血障碍问题在实际医疗工作中意义重大,如果不能为在手术台上的患者找到止血的可行方案,就很可能无法挽救患者的生命。
为了找到这种出血性疾病的根源所在,同时带着一份攻克出血性疾病的责任感,王振义与夫人开始对出血性疾病进行研究。他们广泛搜集国际上有关止血机制方面的文献。功夫不负有心人,他发现了美国两位医生的相关前沿著作《出血性疾病》一书,并对其进行翻译,初步跟进了国外对止血机制和出血性疾病的研究进程。1953年,国外研究者发明了一种凝血活酶生成试验,可以帮助对各型血友病患者进行诊断。血友病是一种由缺乏凝血因子引发的遗传病,这种凝血活酶生成试验的关键之处就在于将硅胶抹在试管壁上,从而达到防止血小板激活的效果。鉴于当时的国际情况,美国和苏联都无法给予帮助,但这并没有难倒王振义,他坚定地认为,既然科学已经为疾病的治愈提供了理论上的可能性,那就要通过创新工作,将这一可能性转化为现实。
在紧张的国际情势下,从外国进口实验材料的道路很难走通,对此,王振义运用自己对医疗知识和科学原理的深刻理解,创新性地提出了一种解决方案,既然硅胶不能得到,只要找到与之类似的物品,达到同样的效果就可以了,为了实现这一构想,王振义在自己的实验室里奋力寻找着可能的替代品,最终找到了物理性质相似的石蜡。通过实验,这一尝试获得了巨大成功,这一突破降低了凝血活酶生成试验的成本,也使王振义成为我国成功运用凝血活酶生成试验检测轻型血友病的第一人。随后,王振义对多名有凝血问题的病患进行了深入的观察和研究,完成了论文《血浆中凝血活酶因子缺乏症》,论文发表在1958年《中华医学杂志》外文版。之后又将这一方法进行改进和推广,他的成果是血友病治疗史上的一大进步,也意味着我国血友病诊断体系的建立。
研究出血性疾病是王振义在血液学研究方面走出的第一步,也是他面对医院分科后,进入不熟悉的血液科领域的第一项重大成就,这离不开他遇到困难迎难而上的精神及发散思维解决问题的创新力,正是这样,王振义及广慈医院血液科的医生小组才能从落后于一般水平走向这个领域的国际前端。
抗肿瘤新策略:诱导分化
急性早幼粒细胞白血病是医疗史上一直未解的难题,这种血液系统恶性肿瘤疾病,与大部分令人闻之色变的癌症的病理相类似,但病情十分凶险,死亡率高。肿瘤细胞在分裂分化时出现错误,使得细胞长期停留在分裂周期无法进行分化。传统的化疗方法不但会伤害体内的健康细胞,还存在着复发风险,归根结底,这种玉石俱焚的治疗方法,是无法根治白血病的。
20世纪80年代,王振义明确了必须转换治疗思路,规避传统化疗方法的风险,才能在和急性早幼粒细胞白血病的较量之中取胜。既然癌细胞是不同于正常细胞的存在,那么是否可以制造出只对这些癌细胞发挥作用,使其分化成熟而不损害正常组织和细胞的药物,即诱导分化剂呢?在这一想法指导下,在艰苦的条件下,王振义的研究团队不断寻找着可以用作诱导分化剂的药物,期望能在成百上千种具有诱导分化作用的物质中筛选出有效的目标。这一过程是漫长而辛苦的,使用由西班牙医生首创的硫杂脯氨酸作为诱导剂,效果并不理想。随后,美国科学家发现13-顺维甲酸成功诱导新鲜急性早幼粒细胞白血病细胞向正常细胞转化,维甲酸本来是一种已批准治疗皮肤病的药物,中国内地并没有这种药物,需要从美国进口,这大大提高了白血病的治疗成本,而且临床治疗也并不理想。这一现实使王振义将目光投向了国产的全反式维甲酸,它与顺式维甲酸有着类似的作用,并且国内易于获得。选定了这一目标,王振义开始尝试用当时国内厂家已经能够合成出的全反式维甲酸,进行体外细胞诱导分化急性早幼粒细胞白血病细胞培养实验,这一实验终于获得了成功,并且效果远优于美国学者所发现的顺式维甲酸。多年来的艰辛探索终于有了结果,接下来就是把全反式维甲酸从实验室推向临床实践了。
这一推广面临着两大困难:一是这种药的效果只是表现在实验室里,还不清楚它真正的临床效果;二是用一种毒副作用很大的药去治疗一个本身就罹患白血病的危险患者,存在风险。面对着多方的反对意见,王振义没有退缩,他坚信全反式维甲酸背后的科学原理,也拥有一个科学家和医生所需要的勇气,这些是医学界创新所必备的基础。由于一次机会,一位急性早幼粒细胞白血病的5岁女孩患者,病已垂危,在她父母的要求和同意下,成为全反式维甲酸的首位临床使用者,用药后,患者的病情急速好转,尚处在研究阶段的全反式维甲酸挽救了一条濒死的生命,并生存至今。这一成功,为肿瘤诱导分化疗法提供了成功的范例,王振义等人多年的研究终于有了临床成果。为了推广全反式维甲酸的临床应用,王振义到处寻找急性早幼粒细胞白血病患者,与院方沟通,与家属商议,说服患者尝试新疗法,在治疗过程中,王振义既要负责患者病情的实时监控,还要安抚家属紧张的情绪,承受着巨大的压力,但他始终没有放弃,是为了每一位不幸的病患,也是为了攻克白血病这一困扰人们的难题。
这一次的成功在国际医学界引起了广泛重视,并且在国外医疗实践中得到了广泛证明,对此,王振义并未申请专利,而是将这项突破性研究成果和盘托出,期望能够治愈更多的患者,这种宽广的胸怀令人钦佩,王振义也因此获得了肿瘤研究大奖“凯特琳癌症医学奖”。
对于将药物运用于临床的风险,这是每一种医学新成就从实验室走向临床所必须面临的,这种推广可能成功,也可能失败,对此,医生和相关科研人员无一不承担着巨大的压力,但是医学也是一门实践科学,必须在探索、实践和创新中才能得以发展和进步,也必须通过大胆的尝试,才能让还是构想的创新成为现实,当然,创新的前提是扎实的基础功夫、严密的理论支持及敢于尝试的勇气,这三者之间又互为基础,互相促进。
确立国际白血病疗法“上海方案”
至此,虽然成功的临床经验已经全国推广,但科学需要的不只是应用,还有经验背后隐藏的普遍规律。1990年,王振义指导相关课题组和实验室对全反式维甲酸疗效背后的科学原理进行探索,研究发现,急性早幼粒细胞白血病的发病原理是染色体易位造成的基因融合,使正常造血前体细胞发生恶性转化,而全反式维甲酸可以通过泛素—蛋白酶系统降解融合的基因所产生的融合蛋白,解除它对早幼粒白血病细胞分化受阻的作用,也就是说,这种治疗机制其实是一种“靶向治疗”,靶向药物降解了致病基因表达的蛋白质,从而把癌细胞改造为正常细胞。终于,通过王振义及其课题组的努力,肿瘤诱导分化从临床经验发展为系统的理论科学体系,我国白血病基础研究也开始跨入世界前列。既然已经了解到了作用原理,就可以找到更多的“靶向药物”,更高效地治疗疾病。通过对中医传统药物砒霜(三氧化二砷)治疗白血病的研究,王振义解决了白血病对维甲酸耐药复发的问题,三氧化二砷与全反式维甲酸不存在交叉耐药性,且可能产生协同作用,终于科学家们利用这两种药物联合开拓了诱导靶向治疗的新途径。2003年,王振义在美国血液学会年会上做了有关白血病诱导分化和凋亡疗法的专题报告,国际公认了治疗急性早幼粒细胞白血病的“上海方案”。
在王振义攻克血液疾病的过程中,不论是用石蜡代替硅胶进行凝血活酶生成试验,用同分异构体代替顺式维甲酸,还是“靶向药物治疗法”,这些创举都离不开王振义和科研工作者们以科学知识为基础的想象力及他们内在的创新精神。越是面对困难,越是要活用思维,走出传统研究方式中的定式思维,在理论之内另辟蹊径,才能突破看似不可能的难关。
(摘编修改自《王振义传》,陈挥,人民出版社,2015年。由罗依然整理)