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弗蘭克?麥克法蘭?伯內特(Frank Macfarlane Burnet,1899-1985),這位鐫刻在現(xiàn)代免疫學發(fā)展史冊上的澳大利亞科學巨匠,以微生物學、病毒學與免疫學的跨學科洞見享譽全球,更因徹底重塑人類對免疫機制的認知,成為該領域無可替代的標志性人物。他畢生最耀眼的學術結晶“克隆選擇學說”,絕非孤立的科學突破,其理論內核始終浸潤著對免疫學前輩保羅?埃爾利希(Paul Ehrlich)的深切敬意,似一條清晰的學術紐帶,將兩代科學家的超凡智慧緊密串聯(lián),讓埃爾利希半個世紀前未能實現(xiàn)的免疫學構想,在后世科學家的研究中得以璀璨綻放。 ![]() 多米尼加(1997):澳大利亞醫(yī)學科學家伯內特,在多個領域留下了里程碑式的貢獻。他發(fā)現(xiàn) Q 熱病原體,為該病的認知與防控奠定了基礎;系統(tǒng)性發(fā)展流感病毒的分離、培養(yǎng)及檢測方法,推動了流感研究與防治的技術革新;提出“克隆選擇學說”,成功解釋抗體多樣性的核心機制;提出獲得性免疫耐受理論,為免疫學基礎研究與臨床應用開辟了新方向。 1899年9月3日,伯內特出生于澳大利亞維多利亞州的特拉拉爾岡,自幼便對自然界的動植物懷揣濃厚好奇,這份探索欲與優(yōu)異的學習成績相伴相生,不僅為他日后深耕科研領域筑牢根基,更埋下了追隨科學先驅腳步、探索未知的種子。中學時期,他就讀于吉朗學院,隨后進入吉朗大學潛心攻讀生物與醫(yī)學專業(yè)。1917年,憑借出色的學術表現(xiàn),獲頒獎學金進入墨爾本大學繼續(xù)深造,于1922年、1924年分別取得理學碩士學位和醫(yī)學博士學位。 完成學業(yè)后,伯內特在皇家墨爾本醫(yī)院開啟病理學高級實習。1926年,他獲得了拜特醫(yī)學研究獎學金,遠赴英國倫敦李斯特研究所,專注于噬菌體領域的研究。憑借嚴謹?shù)膶嶒炘O計與突出的研究成果,他受邀為權威著作《細菌學系統(tǒng)》撰寫“噬菌體”章節(jié),并于1928年斬獲倫敦大學哲學博士學位。盡管倫敦多家頂尖科研機構向他伸出了橄欖枝,但他始終心系祖國,毅然回到澳大利亞故土,進入沃爾特?伊萊扎?霍爾醫(yī)學研究所(Walter and Eliza Hall Institute of Medical Research,WEHI),踏上了在病毒學與免疫學領域長期深耕的征程。 ![]() 澳大利亞(2015):沃爾特?伊萊扎?霍爾醫(yī)學研究所建所100周年紀念。這是澳大利亞歷史最悠久的醫(yī)學研究所,更是澳大利亞生物醫(yī)學研究領域的旗艦,專注于癌癥、免疫健康與感染、發(fā)育障礙與健康老齡化等領域的研究。1944年至1965年,伯內特擔任研究所所長。 20世紀二三十年代,墨爾本爆發(fā)了脊髓灰質炎疫情。1931年,墨爾本皇家兒童醫(yī)院醫(yī)生兼維多利亞州脊髓灰質炎委員會顧問安妮·簡·麥克納馬拉(Anne Jean Macnamara)認為,可以通過從康復患者身上提取的免疫血清在麻痹前期治療脊髓灰質炎,于是她找到墨爾本大學的同學伯內特開展合作。實驗過程中,他們將墨爾本病毒株與從洛克菲勒研究所獲得的強毒株MV進行比較,用這兩種病毒株分別感染猴子,發(fā)現(xiàn)猴子從一種毒株引起的麻痹中康復后,再用另一種毒株進行測試,仍會再次患上脊髓灰質炎。這個現(xiàn)象表明兩種毒株不會產生交叉免疫,從而證明了脊髓灰質炎病毒存在多種類型。 伯內特和麥克納馬拉在《英國實驗病理學雜志》上發(fā)表了題為《脊髓灰質炎病毒株之間的免疫學差異》的論文,首次通過動物實驗證實脊髓灰質炎病毒存在不同血清型,且各血清型間的免疫學交叉保護作用極弱。這一發(fā)現(xiàn)打破了當時“脊髓灰質炎病毒為單一毒株”的普遍認知,但因實驗手段局限,以及與臨床認知差異較大,最初未獲廣泛認可。1935年,紐約大學的莫里斯?布羅迪(Maurice Brodie)基于“單一毒株”理論研發(fā)疫苗,最終以失敗告終。此次失敗讓科學界反思研發(fā)方向,伯內特和麥克納馬拉關于“病毒血清型差異”的研究成果才被重新關注,其結論也逐漸成為后續(xù)脊髓灰質炎疫苗研發(fā)的重要理論依據(jù)。 ![]() 澳大利亞(1995):澳大利亞科學家伯內特和麥克納馬拉,兩人在1931年首次發(fā)現(xiàn)脊髓灰質炎病毒存在多種不同類型,這一突破性發(fā)現(xiàn)揭示了脊髓灰質炎病毒的多樣性特征,為后續(xù)研發(fā)能覆蓋多毒株的廣譜脊髓灰質炎疫苗提供了核心理論依據(jù),直接推動了全球脊髓灰質炎防控工作的進程。 1932年,伯內特前往倫敦國家醫(yī)學研究所參加科研合作,將研究重心轉向動物病毒。期間,他開發(fā)了在雞胚中培養(yǎng)病毒的方法,這項技術不僅推動了病毒學的發(fā)展,更讓他在嘗試通過雞胚胎培養(yǎng)病毒、開發(fā)人工耐受力的過程中,對“機體如何特異性抵御病原體”產生了更深的思考。1934年,他回到澳大利亞,繼續(xù)在沃爾特?伊萊扎?霍爾醫(yī)學研究所深耕,直至1965年退休。他先后擔任研究所助理所長、所長職務長達二十余年,力主推動研究所將核心研究方向聚焦病毒學,逐步將其打造為國際知名的病毒學研究中心。 1935年,昆士蘭州的屠宰場工人和乳制品加工者中,集中出現(xiàn)了一批以高熱、頭痛、肌肉疼痛為主要癥狀的患者。由于病因不明,該疾病一度成為當?shù)毓残l(wèi)生領域的疑難問題。1937年,布里斯班醫(yī)院首席病理學家愛德華?德里克(Edward Derrick)對這些病例進行了系統(tǒng)的臨床觀察和記錄,他首次在醫(yī)學文獻中描述這種疾病,并因其病因未知而將其命名為“Q熱”(Query)。伯內特與同事米利森特?弗里曼(Milicent Freeman)合作,針對當時病因不明的Q熱展開研究。他們從Q熱患者的血液樣本中,通過細菌培養(yǎng)、形態(tài)觀察及生化特性分析,成功分離出一種此前未被科學界記錄的革蘭氏陰性細菌。 后續(xù)經過血清學實驗與動物感染驗證,研究者確認這種新發(fā)現(xiàn)的細菌正是引發(fā)Q熱的病原體。為紀念伯內特的貢獻,該病原體被命名為貝納氏柯克斯體(Coxiella burnetii)。伯內特并未止步于病原體分離,他以豚鼠、小鼠為模型,通過進一步動物實驗發(fā)現(xiàn),貝納氏柯克斯體具有極強的環(huán)境抵抗力,能在干燥環(huán)境中存活數(shù)月,可耐受一定程度的高溫與化學消毒劑。更關鍵的是,他首次證實該病原體的傳播途徑并非傳統(tǒng)認知中的人際接觸,而是主要通過空氣飛沫及受污染的動物制品(如羊毛、皮革、未經巴氏消毒的牛奶)擴散,這一結論顛覆了當時對Q熱傳播機制的認知。 基于伯內特的一系列發(fā)現(xiàn),公共衛(wèi)生領域得以制定針對性的預防策略,如為屠宰場、牧場工人配備呼吸防護裝備,強制推行乳制品巴氏消毒工藝,對污染動物制品進行無害化處理等,為全球Q熱的防控提供了關鍵且可落地的科學依據(jù)。 ![]() 馬爾代夫(1995):1960年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎獲得者伯內特。在病毒研究方面伯內特的視野非常廣闊,覆蓋脊髓灰質炎病毒、單純性皰疹病毒、流感病毒等多個重要領域,不僅揭示了病毒的生物學特性,更為疫苗開發(fā)與免疫理論的構建鋪設了堅實基石。 1957年,伯內特推動研究所將研究重心從病毒學轉向免疫學,而他在這一轉型中提出的免疫學里程碑式成果“克隆選擇學說”,更是以清晰的學術脈絡,向埃爾利希的“側鏈理論”致以最深切的致敬。他曾多次在著作與演講中提及,自己學說的核心思想完全源于對埃爾利希理論的繼承。 1900年,埃爾利希率先打破“抗體被動生成”的認知局限,大膽設想免疫細胞表面預先存在大量結構各異的“側鏈”(即受體),當抗原入侵機體時,與抗原結構互補的側鏈會被“選中”并啟動增殖,隨后細胞釋放可溶性側鏈(即抗體)對抗抗原。這一“主動選擇”的構想,為免疫學的選擇理論勾勒出開創(chuàng)性雛形。伯內特深知,盡管受限于當時的技術水平,埃爾利希無法證實側鏈的物理存在、未能闡明免疫細胞增殖的具體機制,甚至未能厘清側鏈的來源與多樣性成因、無法解釋免疫記憶等關鍵現(xiàn)象,導致這一理論在當時未獲廣泛認可,但埃爾利希提出的“選擇”核心邏輯,已經為免疫學研究指明了前行的方向。 ![]() 幾內亞比紹(2009):1908年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎獲得者埃爾利希,票圖為埃爾利希頭像和“側鏈學說”示意圖:當抗原入侵機體時,與抗原結構互補的側鏈會被“選中”并啟動增殖,隨后細胞釋放可溶性側鏈(抗體)對抗抗原,從而起到中和毒素的作用。 正是帶著對埃爾利希學術思想的深刻理解,伯內特在20世紀50年代分子生物學與細胞生物學技術爆發(fā)式發(fā)展的背景下(顯微鏡分辨率提升讓免疫細胞形態(tài)觀測成為現(xiàn)實,DNA變異機制研究提供了全新科學依據(jù)),著手填補“側鏈理論”的空白,實現(xiàn)對前輩思想的突破性發(fā)展。他將埃爾利希的“選擇”維度從化學受體水平推向細胞水平,一方面明確提出“免疫細胞在發(fā)育過程中會發(fā)生隨機基因突變,每一次突變催生一個獨特的細胞克隆,每個克隆僅能產生一種特定抗體”,完美解答了埃爾利希未能闡明的“側鏈多樣性來源”問題;另一方面創(chuàng)新性補充了“陰性選擇”機制,指出攻擊自身組織的免疫細胞克隆會在發(fā)育階段被清除,為埃爾利希理論未能覆蓋的“自身免疫耐受”現(xiàn)象填補了空白。伯內特始終強調,自己不過是用“細胞克隆”的概念替代了埃爾利希的“化學側鏈”,真正的學術根基始終是埃爾利希當年提出的“選擇”邏輯。這種傳承認知讓“克隆選擇學說”不僅成為免疫學的突破,更成為科學史上“后輩致敬前輩、延續(xù)學術脈絡”的典范。 “克隆選擇學說”對免疫學研究與醫(yī)學應用的深遠影響,某種意義上也是埃爾利??茖W理想的最終實現(xiàn)。在研究方向上,此前免疫學多聚焦抗體化學結構分析,而該學說將重心引向免疫細胞的功能與發(fā)育,直接推動T細胞、B細胞等關鍵免疫細胞亞群的發(fā)現(xiàn),這恰是對埃爾利?!皡^(qū)分產生抗體細胞與其他細胞”未竟目標的完成。在醫(yī)學應用領域,它更是讓埃爾利希的理論從抽象構想變?yōu)檎壬墓ぞ撸涸谄鞴僖浦差I域,該學說揭示排斥反應的本質是移植器官的外來抗原激活特定免疫細胞克隆,推動免疫抑制劑研發(fā),讓器官移植從“不可能”變?yōu)槌R?guī)治療,實現(xiàn)了埃爾利希“免疫機制可被調控”的設想;在疫苗研發(fā)領域,基于“克隆增殖”與“免疫記憶”邏輯,科學家厘清了疫苗通過提前激活免疫細胞克隆形成記憶來抵御感染的原理,這正是對埃爾利?!懊庖呒毎赏ㄟ^選擇實現(xiàn)特異性防御”思想的實踐落地。 1960年,伯內特因在免疫學領域的卓越貢獻,與英國科學家彼得?梅達沃(Peter Medawar)共同榮獲諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。領獎致辭中,他特意回顧了埃爾利?!皞孺溊碚摗钡拈_創(chuàng)性意義,直言自己的成就“不過是站在這位前輩的肩膀上,完成了他當年未能走完的學術之路”。這份公開的致敬,讓科學傳承的脈絡愈發(fā)清晰與溫馨。 ![]() 所羅門群島(2013):1960年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎獲得者伯內特。郵票主圖為伯內特肖像,背景聚焦其核心科研成果 ——“克隆選擇學說”。該學說的關鍵突破在于將埃爾利希提出的“選擇”維度從化學受體水平推進至細胞水平,并明確闡釋:免疫細胞在發(fā)育階段會發(fā)生隨機基因突變,每一次突變都會形成一個獨特的細胞克隆,而每個克隆僅能產生一種特定抗體。這一理論成功解答了埃爾利?!皞孺湆W說”中未能闡明的“側鏈多樣性來源”問題。 1965 年退休后,伯內特出任澳大利亞科學院院長,積極投身科學政策制定與科學普及工作。他的著作《無性選擇:獲得性免疫理論》,以專門章節(jié)闡述埃爾利?!皞孺溊碚摗钡膬r值,致力于讓更多的人了解這段免疫學傳承史。他的其他著作如《傳染病的生物學特征》《免疫學、衰老與癌》等,也始終帶著“延續(xù)埃爾利希探索生命防御機制”的初心,成為連接科研前沿與公眾認知的橋梁。 伯內特的生命最終因疾病走向終點。1984年11月,他因結直腸癌接受手術。半年后,癌癥在術后發(fā)生了轉移,判定為無法手術的終末期。1985年8月31 日,他在兒子位于維多利亞州波特費里的家中逝世,享年85歲。這位科學巨擘的離世受到澳大利亞全國的哀悼,政府為其舉行了國葬,他最終在家人的私人儀式后葬于波特費里附近的科羅伊特塔山公墓,長眠于祖父祖母的墓旁。 伯內特的一生,不僅是深耕科研、推動醫(yī)學進步的一生,更是“以學術突破致敬前輩、延續(xù)科學脈絡”的一生。他始終清醒地將自己定位為埃爾利希學術遺產的繼承者與發(fā)展者,用“克隆選擇學說”讓前輩的科學理想得以實現(xiàn),也讓免疫學的發(fā)展始終沿著清晰的學術脈絡前行。他的研究提升了澳大利亞在國際科學界的地位,更以“傳承中突破、突破中致敬”的科學態(tài)度,為后世科研工作者樹立了典范,而這份對前輩的敬意,也與他的科學成就一起,成為人類醫(yī)學史上不可磨滅的珍貴財富。 ![]() 澳大利亞(2012):諾貝爾生理學或醫(yī)學獎獲得者伯內特。作為澳大利亞杰出科學家,他在免疫學領域貢獻卓著,一生傳承免疫學歷史、搭建科研前沿與公眾認知的橋梁,其成就對學界和社會的影響深遠。 ![]() 作者簡介 ![]() 王平,南京醫(yī)科大學醫(yī)學史研究中心客座教授,中華醫(yī)學集郵會副會長。 ![]() ![]() 醫(yī)學的歷史與文化 編輯丨朱雅潔 審核丨夏媛媛 ![]() |
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