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«美国科学院院刊»专栏介绍我校校友孟祥金院士

        2017年7月3日«美国科学院院刊»在线刊登了我校85级校友孟祥金院士专访(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28673980)。孟祥金院士现就职于弗吉尼亚理工大学,曾在武汉大学医学院师从孙瑜教授并获微生物与免疫学硕士学位,1991年考入美国爱荷华州立大学兽医学院,随后获免疫生物学博士学位。孟教授在兽医和人类医学公共卫生领域内重要新发病毒、人兽共患病毒的致病机制和疫苗研发方面作出了突出贡献,迄今他已经在国际刊物上发表超过250篇学术论文,被入选汤森路透1997年至2007年间微生物学学科文章总引用数世界排名前1%的高被引科学家。孟祥金教授2012年当选为美国微生物学院院士,2014年当选为美国发明家学院院士,2016年当选为美国科学院院士,成为我国改革开放后留美学者中第一位病毒学领域美国科学院院士。

        附«美国科学院院刊»专访孟祥金院士译文:

        孟祥金教授在人类医学和兽医科学领域均接受过良好训练,在病毒致病机制研究上做出了许多贡献,尤其是在新发、再发和人兽共患病毒病方面取得了重要成绩,包括发现猪和禽类的戊型肝炎病毒(HEV),以及发明一种针对猪圆环病毒2型(PCV2)商业疫苗。作为弗吉尼亚理工大学兽医学院分子病毒学专业特聘教授,孟祥金教授在2016年当选为美国国家科学院院士。其就职演说报道了一种关于慢性戊型肝炎病毒动物模型的建立,由于这种病毒每年可造成超过2000万人感染,因此建立慢性戊型肝炎病毒感染模型十分重要,这将有助于针对这种病原体抗病毒药物的研发,且该病毒的人兽共患基因型可以感染多种动物。

        早期

        孟祥金教授出生在中国山东省高密市。据他回忆说,“我大学理想的学校是化学工程学院,离我出生地只有一小时的路程,但是我的高考成绩不好,未能考上这所学校” 。所以在被当地工程学院录取的可能性较低的情况下,他填报了滨州医学院,并在1980年成为一名医学院学生。

        孟祥金教授在1985年获得医学学位后,不希望专职从事医疗行业。随后他来到中国南方,在武汉大学医学院(原湖北医科大学 )获得了微生物学与免疫学硕士学位。他说:“在这里我开始对病毒学有了很大的好奇心,且在这块领域也有了高度的工作热情” 。他的研究生导师孙瑜教授是一位非常有名的病毒学家和病理学家,培养了孟教授在这一块领域的研究兴趣。

        1988年获得硕士学位后,孟祥金教授回到了山东省,其后三年作为研究员在济南山东医学科学院工作。1991年他考入爱荷华州立大学兽医学院免疫生物学研究所。在那里,兽医病毒学家Prem S. Paul教授激起了孟祥金教授对新发动物病毒在兽医公共卫生中重要性的研究兴趣。

        猪戊型肝炎病毒的发现

        在获得免疫学博士学位后,孟祥金教授作为访问学者在NIH肝炎病毒组工作(1995–1998),随后在NIH分子肝炎组得到了高级研究员职位(1998–1999)。在NIH分子病毒学家Suzanne U. Emerson教授和病毒流行病学家Robert H. Purcell教授实验室工作期间,孟祥金教授的研究技能得到了进一步锻炼。孟祥金教授说:“他们对我的影响是巨大的,我今天所做的一切正清楚地反映出这一点”。

        在进行动物血清学分析时,孟祥金教授注意到美国的大多数猪体内有高水平的人戊型肝炎病毒抗体。他说,“我很纳闷HEV并不是仅在美国流行” 。孟教授、Purcell教授、Emerson教授及其同事分析了来自商业库存的猪血清样品,发现了一种病毒在基因组和免疫反应上与人类HEV相关。他们命名为“猪HEV”,并警告这种在美国猪中流行的病毒可能是一种人兽共患病原体。

        HEV是人兽共患病原的证据

        接下来一年时间里,研究人员用猪HEV接种恒河猴和黑猩猩。结果证实所有的实验动物均可感染这种猪HEV病毒。而无特定病原感染的猪接种一株与猪戊型肝炎病毒基因型类似的人戊型肝炎病毒后,发现猪也可以感染人戊型肝炎病毒。孟祥金教授说,“在这篇文章中,我们证明了猪戊型肝炎病毒可以通过跨种间传播,感染非人灵长类动物,反之,人戊型肝炎病毒基因3型毒株也可以跨种种间传播进而感染猪” 。

        大量研究显示,HEV可以通过与受感染的动物接触传播或通过污染的食物或水传播,这导致对HEV传播模式发生转变。孟祥金教授检测了美国杂货店销售的127包猪肝,发现其中14份为HEV阳性样本。虽然大部分人类患者因这种途径或其他来源而感染HEV,最终都会随着时间推移而完全恢复,但是对于免疫力低下的个体,特别是实体器官移植受者,感染HEV后会有很大的风险发展为慢性肝炎,进而导致死亡。根据世界卫生组织统计,每年平均有56600人死于戊型肝炎病毒感染。

        鸟类HEV的发现

        1999年孟祥金教授获得了弗吉尼亚理工大学维吉尼亚–马里兰州兽医学院分子病毒学助理教授职位。弗吉尼亚理工大学的早期研究项目有关于美国鸡肝炎-脾肿大综合征的研究。上世纪80年代在许多国家的养鸡场中则是首次报道了这一神秘疾病的暴发,该疾病可降低鸡的产蛋量和增加其死亡率。

        孟祥金教授及其研究团队分析了患有这种综合征鸡的胆汁样本,鉴定出引起该疾病的病原体,并将其命名为“禽HEV”。与猪HVE类似,禽HEV的基因和抗原特征也与人HEV相关。孟教授说,这一发现使得鸡可以作为一种小型动物模型,因为禽HEV感染鸡后会引起肝脏疾病,所以可模拟人感染戊型肝炎的某些临床疾病特征。

        猪圆环病毒2型疫苗

        孟祥金教授和同事们接下来把注意力又转向了2型猪圆环病毒(PCV2),这种新发病毒可以引起5到16周龄猪的高发病率。该病毒已经在全世界范围内报道,对全球养猪业构成较大的威胁。孟祥金教授及其研究团队构建了一种PCV1–2嵌合病毒,该病毒是将致病的PCV2核衣壳蛋白基因,克隆到不致病的PCV1基因组结构基因中。这种嵌合病毒接种到实验猪体内,可诱导保护性免疫反应以抵抗PCV2感染。

        研究中发明的嵌合疫苗PCV1–2作为一个候选毒株进而发展成为授权的商业疫苗,现在被称为“Fostera PCV,” 用来预防PCV2感染及其相关疾病。从2006年以来该疫苗已经在全球市场中销售。孟祥金教授说,“这种疫苗已经为全球养猪业节省了数亿美元。”

        孟祥金教授还致力于对部分猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)的克隆以及测序工作,此病毒可在兽群中迅速蔓延。孟教授说,“PRRSV可以说是全球养猪业最重要的猪病原体。”该研究为未来开发PRRSV疫苗及诊断分析提供了理论基础。除上述成就外,孟祥金教授获得2001年和2007年辉瑞优秀科研奖以及2017年高等教育国家委员会优秀教师奖,并且孟教授分别于2012年和2014年先后当选为美国微生物学院院士和国家发明家学院院士。

        团队合作及实验室之外的工作

        与其他17位同事一起,孟祥金教授在他的就职演讲中提到了猪慢性戊型肝炎动物模型的建立。他们用它来证明在免疫功能低下时,主动抑制对HEV特异性细胞免疫应答可能有助于建立慢性戊型肝炎病毒感染,并阐述了该模型的未来应用前景。孟祥金教授说,“这种独特的动物模型有助于测试有前途的抗慢性HEV感染的抗病毒药物,在未来也将有助于揭示在免疫力低下的患者中慢性HEV感染的机制。”

        目前戊型肝炎病毒重组疫苗已在中国广泛应用。孟祥金教授及其团队希望开发一种更便宜的抗戊型肝炎疫苗,如改良的减毒活疫苗。同时他们还致力于开发下一代抗PRRSV和PCV2疫苗,以及确定影响戊型肝炎病毒跨种间感染的宿主因素和病毒遗传因素。

        孟祥金教授将他的大部分成功归因于他实验室非常敬业的研究团队。他说,“我很感谢已经毕业和现在在读的研究生、博士后以及工作人员做出的巨大贡献,还有我在弗吉尼亚理工大学和其他机构的合作者。我要感谢家人的牺牲和无条件的支持,特别是我的妻子Wen Li和我的两个孩子:Melissa和Bowen。在我的职业生涯中,我坚信团队合作精神的重要性,因为在当今时代,科学问题是如此复杂,我们很难单独工作和解决这样的问题。”

(撰稿:邱超 陈良君 侯炜 审稿:李樵)