每年10月初有一個備受矚目的諾獎周,，此時頒發(fā)的各類年度諾貝爾自然科學(xué)獎項是廣大科學(xué)愛好者關(guān)注、了解現(xiàn)代科學(xué)前沿的絕好機會,。諾貝爾自然科學(xué)獎 以其嚴謹,、公正、客觀性在世界科學(xué)界贏得了極大的信譽,，其獲獎內(nèi)容成為人們把握現(xiàn)代科學(xué)脈絡(luò)的重要標(biāo)桿,。所以，如果你想了解一門科學(xué)的大致現(xiàn)狀,，去了解諾 貝爾獎獲得者的工作是一個不錯的,、高屋建瓴的選擇。

        誠然,，從科學(xué)家做出獲獎成果到真正獲獎一般需要十幾年以致更多的時間,，似乎影響了時效性，但這也是一個成果逐漸顯現(xiàn)其科學(xué)價值和重要意義,，并為越來 越多的人所熟知和運用所必需的時間,。因為每年的科研成果成千上萬，科研評價也不計其數(shù),；任何一項開創(chuàng)性研究最初僅僅是一個科學(xué)或技術(shù)的生長點,，只有在其自 身充分發(fā)展、顯現(xiàn)效果,，并且與后期新的科研成果相互映照后,，各種科研評價才會逐漸匯聚，科學(xué)界才能大致形成共識,。為了更好地利用諾貝爾獎對于當(dāng)今科學(xué)認識 的窗口作用,，我們不妨在較大的時間范圍來觀察獲獎成果的落點分布,，進而把握不同學(xué)科基本現(xiàn)狀和前沿。

        本文對近30年來諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎的獲獎成果做一個生命科學(xué)的學(xué)科門類的梳理,，并加以簡要的介紹和分析,，以幫助大家了解目前處于生命科學(xué)前沿的主要學(xué)科及其主要的研究內(nèi)容。

        諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎是諾貝爾本人臨終所創(chuàng)立的幾個科學(xué)獎項之一,，這個名字反映了諾貝爾本人在那個年代對生命科學(xué)研究及其與醫(yī)學(xué)之間關(guān)系的一種認 識。在諾貝爾死后,，生命科學(xué)的研究領(lǐng)域日益廣泛,，除生理學(xué)之外，至少還有遺傳學(xué),、生物化學(xué),、細胞生物學(xué)、分子生物學(xué)等與之同等重要,。這些學(xué)科重要成果的研 究者后來都被授予了諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎,，盡管在嚴格的意義上它們超出了生理學(xué)的范疇。另外,，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)與生命科學(xué)關(guān)系密切,，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)一方面不斷向生命科學(xué) 提出需要解決的問題，并通過這些問題的解決促進醫(yī)學(xué)的發(fā)展,；另一方面,，在醫(yī)學(xué)問題的解決過程中也不斷深化人們對生命現(xiàn)象本質(zhì)的認識。因此,，為生命科學(xué)和醫(yī) 學(xué)設(shè)立一個統(tǒng)一的獎項是很合理的,，這個獎項囊括了當(dāng)今生命科學(xué)的最高成就。

        神經(jīng)科學(xué)的獲獎項目

        今年獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎的研究成果是“發(fā)現(xiàn)構(gòu)成大腦定位系統(tǒng)的細胞”,。從其內(nèi)容上看應(yīng)屬神經(jīng)科學(xué)方面的研究工作,，從學(xué)科分類的角度看應(yīng)屬神經(jīng) 生物學(xué)的研究范疇。神經(jīng)生物學(xué)是當(dāng)今生命科學(xué)領(lǐng)域最具活性的學(xué)科之一,，有人稱之為21世紀的明星學(xué)科,。美國和歐洲在九十年代分別推出過腦的十年計劃，投入 了相當(dāng)?shù)难芯拷?jīng)費,。神經(jīng)生物學(xué)研究之所以廣受重視,，一方面是腦功能作為生命現(xiàn)象的最大謎團，對它的任何解析都富于挑戰(zhàn)性,，有助于逼近“認識你自己”這類人 類認識的終極目的,；另一方面，隨著人類健康水平的提高和人類平均壽命的延長,，老年人增多,，老年性疾病如神經(jīng)退行性疾病對人體的危害逐漸顯現(xiàn),。在人類壽命不 斷延長的過程中，嚴重威脅人類健康的疾病譜也在變化著,，總的趨勢是沿著年齡軸向高齡方向滑去,。在進入現(xiàn)代社會之前，威脅人類的嚴重疾病如嚴重營養(yǎng)不良,、呼 吸系統(tǒng)疾病,、腹瀉、嚴重傳染病等主要撲向孩子們,；隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)對這些疾病的逐漸克服,，癌癥和心腦血管疾病的危害性暴露出來。雖然醫(yī)學(xué)的發(fā)展使它們也逐漸變 得越來越不那么可怕了,，很多人可以安然步入老年,，但隨后就凸顯出諸如阿爾茲海默病、帕金森氏病等更為可拍和難以治療的疾病,。要想辦法對付它們,，對腦功能的 深入了解是必須的。

        一類對腦功能的重要研究內(nèi)容是對執(zhí)行各種神經(jīng)功能的腦區(qū)定位,，說白了就是了解腦的各個區(qū)域都是干什么的,；我們應(yīng)該如何搭建各種宏觀的神經(jīng)功能與微觀 神經(jīng)細胞活動的聯(lián)系橋梁，也就是我們?nèi)绾螐募毎灾练肿踊顒訉用娼忉尯暧^的神經(jīng)功能,。自從19世紀60年代法國醫(yī)生布洛卡（Broca）注意到有語言缺陷 的人腦在額下回有損傷,，從而發(fā)現(xiàn)言語運動中樞的布洛卡區(qū)后，大量的臨床觀察和實驗研究確定了許多大腦皮質(zhì)區(qū)域的機能特化,，確定了諸如大腦的運動區(qū),、感覺 區(qū)、視區(qū),、聽區(qū)等功能性區(qū)域,。本年度獲獎的大腦定位系統(tǒng)細胞的發(fā)現(xiàn)是這一系列研究工作的繼續(xù)。這項研究將大鼠對外界空間位置的記憶系統(tǒng)定位在大腦海馬和附 近內(nèi)嗅皮質(zhì)內(nèi),，并發(fā)現(xiàn)了與之相關(guān)的位置細胞和網(wǎng)格細胞,。這些細胞的活動是“大腦內(nèi)在的GPS”運行的基礎(chǔ)。對該獲獎成果的更詳細內(nèi)容請參見其他介紹文章,。

        縱觀近30年來的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎,，大致還有幾項屬于神經(jīng)生物學(xué)范疇：

        2004年 “發(fā)現(xiàn)嗅覺受體和嗅覺系統(tǒng)的組織方式”；

        2000年 “發(fā)現(xiàn)神經(jīng)系統(tǒng)中的信號傳導(dǎo)”的研究等,；

        此外,，1991年 “發(fā)現(xiàn)細胞中單離子通道的功能”和去年“細胞囊泡的運行與調(diào)節(jié)機制”等成果，也是在對神經(jīng)細胞的研究中做出的發(fā)現(xiàn)。

        細胞生物學(xué)的獲獎項目

        如果我們將歷年獲獎項目進行分選,，就會看到獲獎最多的研究項目屬于一般公眾并不十分了解的一個基礎(chǔ)學(xué)科：細胞生物學(xué),。有1/3以上的獲獎項目與細胞 生物學(xué)研究有關(guān)。學(xué)過生物的人都知道,，細胞是生物有機體的基本構(gòu)成單位,，生物體的任何外在特征，最終都要歸于某些細胞的功能活動,。

        細胞生物學(xué)是研究細胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能的學(xué)科,。深入研究細胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)時，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)各種細胞結(jié)構(gòu)復(fù)雜得難以想象,。目前已經(jīng)知道很多結(jié)構(gòu)和功能各異的生 物大分子和小分子,，如各種蛋白質(zhì)、DNA,、RNA、糖類,、脂類化合物……,。但對了解生命現(xiàn)象而言，僅僅知道每個生物分子是遠遠不夠的,，還必須知道這些生命 分子在細胞內(nèi)外是如何組織起來和相互作用的,；這些分子位于哪些區(qū)域；是線粒體,，還是核糖體,、溶酶體……；哪些分子和哪些分子結(jié)合或靠近,；一些分子在細胞的 哪些地方,、在什么條件下會轉(zhuǎn)變成另外的哪些分子；等等,。

        對細胞結(jié)構(gòu)和功能的解讀,，將使人類使用某種手段干預(yù)細胞的活動成為可能。比如核移植,、試管嬰兒,、殺滅癌細胞，等等,。對細胞功能的理解也是各種新藥開 發(fā)的關(guān)鍵,，因為各種藥物都必須作用于細胞活動的特定環(huán)節(jié)。如果一個作用于細胞的藥物因其自身結(jié)構(gòu)進入不了細胞,，它就必須和細胞表面的某種受體結(jié)合,，再向細 胞內(nèi)傳遞特定指令。有一類十分重要的細胞膜受體叫做G蛋白偶聯(lián)受體，據(jù)說有多達40%的現(xiàn)代藥物通過與G蛋白偶聯(lián)受體結(jié)合而發(fā)揮藥效,，因此這些藥物開發(fā)的 前提是對這些受體和受體下游的信號通路充分了解,。這就成為細胞生物學(xué)所要解決的問題。

        簡單歸納一下近30年來與細胞生物學(xué)研究有關(guān)的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎項：

        涉及細胞物質(zhì)運輸機制的研究有：

        1991年“發(fā)現(xiàn)細胞中單離子通道的功能”,；

        1999年 “發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)具有內(nèi)在信號以控制其在細胞內(nèi)的傳遞和定位”,；

        2013年“發(fā)現(xiàn)細胞重要運輸系統(tǒng)—囊泡傳輸系統(tǒng)的奧秘”。

        這些研究,，有的涉及較大規(guī)模的囊泡運輸,，有的涉及單個蛋白質(zhì)分子或離子的運輸。此外,，1985年的獲獎項目“在膽固醇代謝的調(diào)控方面的發(fā)現(xiàn)”,，表面 上看涉及的是代謝調(diào)控的研究，實際上是膽固醇進入細胞機制的研究：有些病人因為遺傳原因,，膽固醇難以進入細胞,，于是大量堆積在血液里而損害血管。這項研究 解釋了這些病人膽固醇難以進入細胞的原因,，同時還導(dǎo)致了一個重大的基礎(chǔ)發(fā)現(xiàn)——細胞膜受體的發(fā)現(xiàn),。

        涉及到信號在細胞內(nèi)外傳導(dǎo)的過程的獲獎項目有：

        1992年“發(fā)現(xiàn)可逆的蛋白質(zhì)磷酸化作用是一種生物調(diào)節(jié)機制”；

        1994年“發(fā)現(xiàn)G蛋白及其在細胞中的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)作用”,；

        1998年“發(fā)現(xiàn)在心血管系統(tǒng)中起信號分子作用的一氧化氮”,。

        與細胞生長和分化調(diào)控有關(guān)的有：

        1986年“發(fā)現(xiàn)生長因子”；

        1989年“發(fā)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)錄病毒致癌基因的細胞來源”,；

        2001年“發(fā)現(xiàn)細胞周期的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子”,；

        2009年“發(fā)現(xiàn)端粒和端粒酶如何保護染色體”；

        2012年“發(fā)現(xiàn)成熟細胞可被重寫成多功能細胞”,。

        此外,，還有一些獎項也可以歸到細胞生物學(xué)的范疇中，如1995年,、2002年,、2011年的獲獎項目，只是這些研究的特殊性,，本文放到發(fā)育生物學(xué)和免疫學(xué)中介紹,。實際上，這些學(xué)科的研究密切相關(guān),，很難把一項研究單一地歸入某一分支學(xué)科中,。

免疫學(xué)的獲獎項目

        免疫學(xué)是生命科學(xué)中極具挑戰(zhàn)性的分支，也是獲獎大戶,。從理論上講,，免疫學(xué)處理多細胞生物中細胞與細胞之間相互識別和作用的復(fù)雜過程；從應(yīng)用角度講， 免疫學(xué)在醫(yī)學(xué)上具有廣泛的應(yīng)用價值,，如生產(chǎn)能有效預(yù)防各種傳染病,、自身免疫疾病、腫瘤等的各種疫苗,。此外,，器官移植也離不開免疫學(xué)的研究。

        免疫學(xué)的具體獲獎項目包括：

        1987年“發(fā)現(xiàn)抗體多樣性產(chǎn)生的遺傳學(xué)原理”,；

        1990年“發(fā)明應(yīng)用于人類疾病治療的器官和細胞移植術(shù)”,；

        1996年“發(fā)現(xiàn)細胞介導(dǎo)的免疫防御特性”；

        2011年“對于先天免疫機制激活的發(fā)現(xiàn)”和“發(fā)現(xiàn)樹突細胞和其在獲得性免疫中的作用”,。

        發(fā)育生物學(xué)的獲獎項目

        發(fā)育生物學(xué)是另一個挑戰(zhàn)性學(xué)科,，也是生命科學(xué)中發(fā)展最快的學(xué)科之一。它解決多細胞的生物體如何建立,，以及對這一過程的遺傳控制等問題,。發(fā)育生物學(xué)與 遺傳學(xué)和細胞生物學(xué)密切相關(guān)，形成你中有我,、我中有你的局面,。廣義的細胞生物學(xué)包含了發(fā)育生物學(xué)，它們的研究方法都是相似的,。以下的獲獎項目與發(fā)育生物學(xué) 有關(guān)：

        1995年“發(fā)現(xiàn)早期胚胎發(fā)育中的遺傳調(diào)控機理”,；

        2002年“發(fā)現(xiàn)器官發(fā)育和細胞程序性死亡的遺傳調(diào)控機理”,；

        2007年“在利用胚胎干細胞引入特異性基因修飾的原理上的發(fā)現(xiàn)”,；

        2010年“試管嬰兒方面的研究”。

        遺傳學(xué)與分子生物學(xué)的獲獎項目

        分子生物學(xué)是20世紀生命科學(xué)的皇冠,，它的研究范圍廣泛,，包括蛋白質(zhì)、核酸,、多糖在內(nèi)的所有生物分子的結(jié)構(gòu)和功能,。其研究方法滲透到生命科學(xué)的各個 分支。不過分子生物學(xué)最主要的研究還是在有關(guān)基因的結(jié)構(gòu)與功能方面,，而這也是現(xiàn)代遺傳學(xué)研究的重點方向,。在這里只介紹與遺傳有關(guān)的內(nèi)容，而將其他涉及分子 生物學(xué)的內(nèi)容分散到其他學(xué)科分支中介紹,。

        從1953年DNA雙螺旋的發(fā)現(xiàn)以來,，涉及遺傳機理研究的諾貝爾獎項也很多。近30年較明確的,、屬于這方面的獲獎項目包括：

        1989年“發(fā)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)錄病毒致癌基因的細胞來源”,；

        1993年“發(fā)現(xiàn)斷裂基因”；

        2006年“發(fā)現(xiàn)了RNA干擾——雙鏈RNA引發(fā)的沉默現(xiàn)象”。

        此外,，上面提到的1987年,、1995年的獲獎項目也可算作遺傳學(xué)研究的成果。

        與臨床醫(yī)學(xué)有關(guān)的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎

        （一）新病原體的發(fā)現(xiàn)（這類發(fā)現(xiàn)往往具有重大的臨床意義,，有一些是對傳統(tǒng)病源觀念的顛覆,，如普里朊的發(fā)現(xiàn)）：

        1997年“發(fā)現(xiàn)普里朊——傳染的一種新的生物學(xué)原理”；

        2005年“發(fā)現(xiàn)幽門螺桿菌及其在胃炎和胃潰瘍中所起的作用”,；

        2008年“發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)致子宮頸癌的人乳頭狀瘤病毒”和“發(fā)現(xiàn)人類免疫缺陷病毒（即艾滋病病毒）”,。

        （二）臨床診斷和治療方面：

        1988年“發(fā)現(xiàn)藥物治療的重要原理”；

        2003年“在核磁共振成像方面的發(fā)現(xiàn)”,；

        2010年“試管嬰兒方面的研究”,。

        此外，1998年“一氧化氮作為信號分子的發(fā)現(xiàn)”,、 1990年的器官和細胞移植術(shù)等,，也都具有重要的臨床意義——其他的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎成果或多或少都具有潛在的臨床價值。

        以上是對近30年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎成果的一個歸類,，從中可以大致看出生命科學(xué)前沿的走向,。圍繞細胞的研究獲獎了最多的獎項，后面的神經(jīng)生物學(xué),、發(fā)育生物學(xué),、免疫學(xué)、和遺傳學(xué)所獲獎項差別不大,?？梢哉J為主要是這些學(xué)科的研究導(dǎo)致了人類對生命現(xiàn)象認識的重大突破。

        當(dāng)然,，這里的歸類帶有一定的主觀性,。因為科學(xué)研究作為基于目標(biāo)的人類活動，有時對研究內(nèi)容作硬性學(xué)科歸類不一定合理,，也會引起很多爭議,。還應(yīng)該指 出，諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎主要獎給已被實驗證明的重大科學(xué)發(fā)現(xiàn),，而不大會獎給各種思想觀念的突破或新理論的提出,。因此，像進化生物學(xué)這樣一個作為各門生命 科學(xué)的基石,，且取得革命性進展的學(xué)科,，一般不會獲得諾貝爾獎。

        另外,，對生命科學(xué)研究的諾貝爾獎項并不限于諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎,，其他的諾貝爾獎,，尤其是諾貝爾化學(xué)獎，也獎勵生命科學(xué)中的重大研究成果,。例如 2012年的諾貝爾化學(xué)獎授予“G蛋白偶聯(lián)受體研究”成果,。前面提到G蛋白受體的研究對藥物開發(fā)具有重大意義。涉及這方面研究內(nèi)容的G蛋白的研究獲得諾貝 爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎,，G蛋白偶聯(lián)受體的研究則被授予諾貝爾化學(xué)獎,。近半數(shù)的諾貝爾化學(xué)獎與生命科學(xué)相關(guān)。之所以如此,，是因為生命現(xiàn)象在很大程度上可歸結(jié)于各 種化學(xué)現(xiàn)象,，而當(dāng)今生命科學(xué)的研究使用著與化學(xué)研究相同或相似的方法。所以生命現(xiàn)象已經(jīng)成為化學(xué)的最大研究對象,。

        有一個生命科學(xué)的重要分支本文未提及,，這就是生物化學(xué)。生物化學(xué)研究也是成果豐碩,，其重要成果主要被授予了諾貝爾化學(xué)獎,。限于篇幅，這里就不再對諾貝爾化學(xué)獎中有關(guān)生命科學(xué)的內(nèi)容作介紹了,。