犹大·福克曼(Judah Folkman)常说:“科学在于你如何想象它”(Science goes where you imagine it)。确实,很少有人能像福克曼那样在科学领域如此大胆想象。作为血管生物学项目的负责人和麻省波士顿儿童医院的前外科负责人,福克曼充分展示了他作为科学家和外科大夫在寻找解决医学难题答案的能力。他依据某些肿瘤在增殖而另一些肿瘤在休眠的现象作研究观测,并融合了自己多年在切除恶性实体瘤方面的临床经验形成了以下见解:血供的不断补充———这一过程被称为血管生成———是肿瘤生成的要素。
驾鹤西去
福克曼专注于证实这一原理,以重新界定人们对癌症生物学的理解。此外,血管生成作为一种基本的生物学过程运用在健康、胚胎发育和除了癌症以外的许多疾病———黄斑变性、心脏病、糖尿病性视网膜病变、子宫内膜异位症和肥胖症等。皮特·卡梅里特(Peter Carmeliet)预计,刺激或抑制血管生成方面的治疗最终将使全世界数以十亿计的人受益。今天,全球有数以千计的研究者(他们大多在福克曼的实验室受过培训)正在围绕这一目标努力工作。但正当开创血管生成这一科学领域的征程启动之时,福克曼却驾鹤西去(据报,福克曼是在外出讲学的途中因心脏病突发,倒在丹佛国际机场———译者)。
研究生涯
福克曼1933年出生于俄亥俄的克利夫兰,在俄亥俄州立大学和哈佛医学院完成学业。此后在麻省总医院开始了其外科住院医师生涯,有关血管生成的假想最早是其在1960年代后期形成的。在离开住院医师的岗位到马里兰贝塞达国家海军医学中心服兵役(两年)期间,他尝试开发一种血液代用品,通过在实验室里灌注兔子的甲状腺来测试血液代用品。出于好奇,他给老鼠肿瘤细胞接种了甲状腺体,这些肿瘤长到1毫米时就停止了生长。然而,在体内未接种甲状腺体的肿瘤细胞却一直增殖到形成致死的癌症为止。
在完成其外科医生的训练及建立他在儿童医院的实验室期间,福克曼继续致力于求解肿瘤休眠和活动之谜。在观测到休眠的肿瘤四周长有毛细血管后,他得出结论,正是肿瘤分泌了某种血管生成刺激素。然而,由于并非所有肿瘤都附有血管,于是他又进一步推论了血管生成抑制过程。他提出,阻断血管生成将提供控制某些癌症的新方法。
1971年,福克曼在《新英格兰医学志杂》发表了他有关血管生成的论文(J.Folkman N.Engl.J.Med.285,1182-1186;1971)。这一里程碑意义的论文一发表即遭质疑,但福克曼和他的研究小组并没因此而受到影响,相继开发出了用于验证自己理论的细胞培养方法、生物鉴定和药物传导系统。特别值得指出的是,由他们的这一工作又导引出了缓释技术和药物传导聚合物。
为分离首个血管生成刺激素———基本成纤维细胞生长因子(bFGF)———福克曼实验室为此花了整整十年时间。在此期间,他们还鉴定了血管抑素、内皮抑素等血管生成抑制剂,这些重大突破开启了一个发现和验证的时代。也是在这一时期,福克曼小组和世界其他研究团体还发现了另外一些促进或阻抗血管生成的因子,绘制了血管生成的分子通路,并着手开发抗血管生成药物。如今,全球已有50多种血管生成抑制剂问世或正在进入临床试验阶段。虽然迄今最成功的针对性案例是最终将导致许多患者失明的老年黄斑变性。
不断深入
福克曼从未停止过他的想象和突破科学认识的努力。2004年,他又提出人类终有一天可通过具有血管生成抑制剂的生物标志物来控制癌症,正如我们已能用它汀类控制高胆固醇来治疗心脏病那样(J.Folkman&R.Kalluri Nature427,787;2004)。福克曼预见到,作为“血管生成开关”的生物标志物,正从血管生成刺激素和抑制剂的平衡点移向刺激素,以生成使癌症成为杀手的微血管网络。在肿瘤能被影像检测到或感觉到之前,“开关”已形成有年了。福克曼推断,如果癌症能在此阶段的早期被检出并采用低毒性的抗血管生成药物治疗,那它就能继续处在休眠状态。这样,患者体内虽有病灶但不会致病。
正在针对肿瘤的科学探索上不断深入的福克曼不幸于今年1月14日突然去世。直到去世前的一刻,福克曼仍一直在尝试对癌症病人试用他的血管生物学项目开发的早期抗血管生成的生物标志物。他已经视血管生成为生物学的基本结构性原理之一,任何块状物的增生,从致癌的肿块到动脉粥样硬化斑块,都受到血管生成原理的作用。
福克曼还推断,终有一天血管生成生物标志物有可能在血管类疾病中找到,而单一的或广谱的血管生成抑制剂或抗血管生成药物的化合物能治疗所有的这类疾病。这种大胆的假设及理论上的探索对福克曼绝非个案。
令人敬重
福克曼的贡献还体现在对心血管疾病的研究以及对癌症生物学的研究中,这些在学术界已早有定论。福克曼除了入选美国国家科学院和美国医学研究院院士外,他还受命出任总统癌症咨询顾问专家。他获得的奖项和奖章多达150项之多,包括11个国家授予他的科学荣誉奖章。但所有这一切都无法衡量福克曼的科学造诣或概括他的价值———他的人文关怀和慷慨。他也因为让人分享他尚未发表的数据而受人尊敬。
福克曼的同情心无处不在。去世前一天的晚上,他离开办公室和平时一样,两个肩上都背着包,胸前口袋上放着笔记本和自己朝夕相处47年的妻子共进晚餐后,回到了自己的书房开始和他的病人通电话。这些病人绝大多数他都未曾谋面,但他都在电话中给予鼓励和提醒。
福克曼从不用他姓名中的第一个字Moses,而更喜欢用自己圣经中的名字。福克曼是一位教师、领导者和孤星叛逆者。尽管他没有活到看见抗血管生成疗法完全付诸临床应用的这一天,但经他训练和鼓舞的许多人将会把他的梦想继续朝前推进。
本文作者Michael Klagsbrun、Marsha A.Moses为福克曼在血管生物学项目及波士顿儿童医院的同事。
以上资料源自Nature,14Februry 2008