求知不倦,求是不辍


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方敏,女,中国科学院微生物研究所,研究员,自然杀伤细胞研究组组长,中国科学院遗传与发育生物学研究所分子免疫遗传学专业,博士,美国福克斯肿瘤研究中心,博士后,专长于利用自然杀伤细胞(NK细胞)对抗传染病、肿瘤等研究,并在此领域有多项重大发现,首次发现NK细胞功能随小鼠年龄的增长而下降并直接导致小鼠丧失抵抗病毒的能力发现NK细胞活化受体CD94—NKG2E识别并特异性杀伤鼠痘病毒感染的细胞以控制病毒感染,这是世界上首次发现CD94—NKGs受体参与NK细胞对病毒的免疫控制,在Immunity,J Exp Med,Proc Natl Acad Sci U S A, PLoS Pathogen,J Immunol等专业学术期刊发表了多篇相关学术论文。

纵观人类历史,几次大规模流行性传染病对人类造成灾难性的损害无不令人听之骇闻。天花、鼠疫、霍乱、流感、艾滋……病源种类不断增多,病毒变异速度不断增快,令人措手不及。但人类至今不断书写着与致命传染性致病微生物抗争博弈的光辉战斗史卷。新型传染性致病病源不断被发现,在与传染性致病微生物的交锋中,生物学专家、医学专家等科研人员一次次攻克难关,获取病源致病成因,破解病源微生物致病传染机制。

一直以来,在与致病微生物对抗的研究中,研究人员始终最为注重从人类自身免疫系统中获取抗病突破口。“免疫”顾名思义“免于病疫”,对于外来侵害,人类自身的免疫系统是最为严密和有效的抵御防护屏障。正是基于这种认识,即使由人体内众多组织器官构成的人类免疫系统极为复杂繁密,众多研究人员仍然前赴后继的投入到繁重的研究当中去。方敏博士正是这些无畏艰难,敢于攀峰的众多勇士中的一员。由她带领的自然杀伤细胞研究组正在全力以赴,深入全面的试认识出和揭示出天然免疫系统特别是自然杀伤细胞(NK细胞)在传染性疾病和肿瘤中的免疫调控机制。

纯挚的求知兴趣是求学之途最优良的导师

谈起自己所从事的这个专业,方敏博士显示出对于自己专业由衷质朴的热爱之情,这种热爱之情源于早在高中的时期。高中时期的学习生涯中,成绩始终名列前茅的她最为得意的科目就是化学,化学的学习得心应手,游刃有余,成绩一直也是出类拔萃。升上高中二年级后,新加入的课程——生物又引起了她无比的学习兴趣。高中时期教授她生物的老师是河南大学退休的一名老教授,正是老教授精彩的讲授,带给了方敏博士最初学习生物方面知识的乐趣以及为她奠定了最早的生物学知识基础,更开始指引了方敏博士的人生道路。

1990年,方敏博士考入了兰州大学生物化学专业,开始了四年本科阶段的学习。出于高中时期对化学和生物这两门学科最纯粹的喜爱,她在报志愿选择本科专业时毫不犹豫的选择了令她学习起来就干劲十足的生物化学专业。本科阶段的学习促使她向日后的研究工作又迈近了一步,开启了她生物学方向学术研究漫漫之途的始端。

4年时间转瞬即过,从兰州大学毕业的方敏博士进入到西安航天部第四研究院的国营7416厂工作,担任助理工程师一职。工作环境的相对闲逸和工作内容的相对轻松使得对求知上进仍怀热情的她选择了继续求学攻读硕士研究生,顺理成章的,她仍旧选择她最爱的生物学专业进行学习。时间转到1998年,她师从中国科学院遗传与发育生物学研究所的黄华樑老师,攻读了分子免疫遗传学专业的硕博连读。在当时,黄华樑老师实验室在国内最早从事基因工程小分子抗体的研究,方敏博士从事了肿瘤的免疫治疗和单链双功能抗体的研究工作。这期间她专门从事了利用人体自身免疫细胞来特异性杀伤肿瘤细胞的专业研究。2003年,博士毕业后,方敏博士选择出国继续深造。她来到美国福克斯肿瘤研究中心读取了博士后学位并继续进行了病毒免疫学相关的科学研究工作。她在国外潜心研究,埋首工作,主要研究感染病毒的宿主的自身免疫系统如何对抗病毒感染。仅一个实验室,她一待就是九年。一个又一个的科学实验,一篇又一篇的学术报告,一项又一项的科研项目,伴随她度过了这些朴实的岁月。一路走来,支持她走过这些的还是对于生物学这项科学研究的热忱之心。

累累的科研硕果是生命旅程最无价的馈赠

据相关调查了解,因感染传染性疾病致病微生物而患病,每年都会导致全球范围内超过3亿人口患病,500万人口死亡。因此研究理解机体免疫系统如何作用来控制病毒的感染对于研发抗病疫苗以及治疗药物开发、防治手段等具有相当重要的研究意义。由此,在国外进行研究工作的这段时间内,方敏博士在病毒免疫相关研究领域做了大量的工作。由于在人类对抗传染性致病微生物的历史过程中,天花病毒是人类抗击最为成功最为彻底的一个先例,方敏博士便选择了和天花病毒同一种属、具有较高同源性的鼠痘病毒(ectromelia virus)为模型进行研究工作。研究工作主要分为两方面,一方面以鼠痘病毒为模型更好的了解在急性病毒感染的过程中机体的免疫系统是怎样控制病毒的原理机制。另一方面,联系到天花疫苗研制的成功,加大投入疫苗的研制。疫苗研制的成功对于以后其他抗传染性病毒疫苗的研制具有非常积极的指导性作用。此外,当前传染性致病病毒跨物种间的传播感染现象严重,因此跨物种间的病毒免疫学研究发展也刻不容缓。

在以鼠痘病毒为模型进行的病毒免疫课题研究的过程中,方敏博士取得了累累的科研硕果,获得多项首次的、突破性的重要发现和实验结论。她首次在细菌中表达纯化鼠痘病毒表面膜蛋白并应用该蛋白作疫苗来保护敏感性小鼠株系抵抗致死性鼠痘,这是首次证明应用亚病毒单一蛋白做疫苗可以抵抗致死性鼠痘 (Virology, 2006)。与以前人们认为抵抗初次鼠痘只需要杀伤性T细胞(CD8+ T细胞)不同,她发现杀伤性T细胞需要与抗体互相补充共同控制致死性鼠痘,杀伤性T细胞在病毒感染前期控制病毒的复制与传播,抗体在感染后期有效的清除残留病毒(JI,2005)。她还发现CD28共刺激信号可以提高病毒感染后杀伤性T细胞反应的速度,而快速的T细胞反应能有效地控制病毒在小鼠体内的复制而提高小鼠的存活率 (JI,2006)。随后,她证明了由免疫产生的记忆性CD8+ T细胞可以保护免疫系统正常的敏感鼠株,而不能保护免疫缺陷的敏感鼠株,并揭示记忆性T细胞在病毒感染后,快速活化并杀伤病毒感染的细胞来控制病毒在体内的传播 (PNAS, 2007)。

近几年来,方敏博士的研究集中在NK细胞领域。NK细胞是天然免疫系统中的效应细胞,在机体的抗肿瘤及抗病原微生物功能中起着非常重要的作用,然而,NK细胞的活化以及功能调控的机制目前仍需要深入的研究。方敏博士发现NK细胞只有在其活化受体CD94—NKG2E特异性识别鼠痘病毒感染细胞表面的配体Qa—1b—多肽复合物后才能杀伤病毒感染的细胞,并且NK细胞的另一个活化受体NKG2D为共刺激受体。该研究揭示了NK细胞特异性活化的分子机制,对于推动NK细胞生物学功能的研究有重要意义。另外,这是首次体内研究证明CD94—NKGs受体参与NK细胞对病毒的免疫控制。由于CD94—NKGs受体序列从小鼠到人类都非常保守,该发现对于今后研究CD94—NKGs受体在病毒感染中的功能有极大的推动作用。该工作2011年发表在免疫学领域的权威期刊Immunity (影响因子: 24.221)上。同期的Immunity发表题为:“抗鼠痘病毒感染:CD94的特殊使命”的评论文章对该工作进行了高度评价,指出“该工作对于我们理解抗病毒感染的天然免疫机制有重要的引导作用,将引领研究抗病毒感染的新途径”。该工作发表后立即被“Faculty of 1000”选择和推荐。

方敏博士的另外贡献在于对免疫衰老机制的研究。她发现鼠痘病毒抵抗性小鼠随年龄的增长丧失抗性,并证明NK细胞随年龄的增长出现功能缺陷直接导致了老年小鼠对鼠痘病毒的敏感。这是世界上首次发现NK细胞功能随年龄的增长而下降并直接导致小鼠丧失抵抗病毒的能力,对于我们认识免疫衰老的机制有重要的推动作用。该工作2010年发表于J Exp Med (影响因子:14.776)。该工作并被“Faculty of 1000”选择和推荐。Ramsay Fuleihan 教授在“faculty of 1000”上对该工作的评论如下:该工作揭示了NK细胞在老年小鼠抗病毒感染中的重要作用,对于老年人以及有NK细胞数量、发育或功能缺陷的儿童的抗病毒感染能力下降有着重要的启示。

作为第一作者,方敏博士的上述多项研究成果都在Immunity,J Exp Med,Proc Natl Acad Sci USA,PLoS Pathogen,J Immunol等多种专业学术期刊上发表。作为一个科研工作者,面对如此众多的成果荣誉,方敏博士谓之淡然,这些成果并未让她满足。虽是灌注了自己全部的心血,经历了种种艰辛而来的这些重要发现和宝贵成果,她也视之为生命的恩赐,是生活的过程,是生命旅程的组成部分,是努力过后的回报,平常心以待之。

前行的脚步印记是未来最光辉的篇章

2012年6月,方敏博士回到中国,成为中国科学院微生物研究所的一名研究员,同时作为自然杀伤细胞研究组的组长,正率领着她的科研小组不辍进行研究工作。

之前在美国福克斯肿瘤研究中心工作期间,方敏博士在阐明NK细胞控制传染性病毒的细胞与分子机制方面作出了重要贡献,并建立了一套完整的研究NK细胞功能的方法和体系。谈论起目前的研究方向,方敏博士说,自然杀伤细胞(NK细胞)是天然免疫系统中的效应细胞,在机体的抗肿瘤及抗病原微生物功能中起着非常重要的作用,是目前免疫学研究中的前沿。今后的主要研究方向旨在阐明NK细胞在传染性疾病及肿瘤的免疫调控中的功能机制,特别是揭示NK细胞在衰老引起的对病原微生物的易感性中所起的调控作用机制。研究组的长远目标是研究寻求更有效地预防和治疗传染病和癌症的方法和途径。

而后,方敏博士具体介绍了即将开展的研究工作详细内容大体包含三个方面:

第一,研究衰老引发NK细胞发育缺陷的分子机制。骨髓在NK细胞的发育中起重要的作用,为NK细胞的发生和随后的成熟分化提供适宜的环境。然而,方敏博士的研究发现在老年小鼠的骨髓中成熟NK细胞的比例比年轻小鼠的显著降低。研究阐明NK细胞衰老的分子机制对于以后改善老年NK细胞的功能,提高抵抗病原微生物的能力具有重要意义。

第二,研究NK细胞是否参与因衰老而易感染的其他病毒性传染病。NK细胞在控制一些病毒感染中是非常关键的第一道防线,包括:鼠痘病毒(Ectromelia virus), 鼠巨细胞病毒[murine cytomegalovirus (MCMV)], 人巨细胞病毒[Human cytomegalovirus (HCMV)], 仙台病毒(Sendai virus), 流感病毒(Influenza A virus), 人类免疫缺陷病毒[Human immunodeficiency virus (HIV)], 小鼠肝炎病毒[mouse hepatitis virus (MHV)]和埃博拉病毒(Ebola virus)等。以前的工作表明鼠痘抗性小鼠会随着年龄的增长而丧失对病毒感染的抵抗能力,而主要的原因是由于NK细胞随衰老而出现功能缺陷导致病毒早期的过度扩散所致。目前,对于衰老引起的对一些病毒的抵抗能力下降的机制研究主要集中在T细胞,而对于NK细胞在衰老易引发的其他病毒性传染病的机制尚缺乏研究。因此,今后的一个研究方向是研究NK细胞功能缺陷在衰老易感的其他病毒感染中所起的作用。方敏博士将运用其在鼠痘病毒模型中的系统方法首先对流感病毒和鼠巨细胞病毒感染进行研究。

第三,研究NK细胞在抗肿瘤中的作用机制。NK细胞是机体抗肿瘤发生中的重要效应细胞。研究阐明NK细胞在肿瘤中的侵入机制以及肿瘤细胞对于NK细胞的功能调节机制将有利于研发预防和治疗性的新途径来改善NK细胞侵入肿瘤部位以及增强NK细胞杀伤肿瘤细胞的功能。

“合抱之木,生于毫末;九层之台,起于垒土;千里之行,始于足下。”

——《老子》

有了明晰的方向,有了周详的计划,有了合理的论述,有了精备的仪器,有了可塑的人才……万事具备,只需躬行。方敏博士的研究路途漫漫,新征程开始,但她坚信路在足下,提足前行,便是可成的未来。

勤慎的品质是科研者最宝贵的财富

作为一位优秀出色的科研工作人员,方敏博士的过人之处不仅仅是拥有较高的专业知识水平和长于他人的学习能力,她更愿把自己的获得归功于自己的勤奋和谨慎。常年工作于研究所实验室,她并未出现过一次懈怠。一旦有实验设计,她必定会严格按照实验各阶段步骤一丝不苟的完成整个实验。实验到了什么阶段,哪个阶段到了预定的时间,她一丝一毫不耽误一定会按照设计要求准时完成实验任务。她说这出于她内心高度的责任心,这是对于工作,对于科学应有的态度。

科研的辛苦自是不必多说,尤其生物实验,因为实验所用生物个体差异大,影响因素多,生物实验周期又多较长,环节复杂,培育实验所需转基因小鼠就需要相当一段时间,随后等待实验结果的时间更是磨人脾性。不过,是做实验就一定会经历体会失败的经验,一遍又一遍的,方敏博士不厌其烦,直到实验达到预期效果。甚至在关于鼠痘病毒的研究当中,某些实验环节都经历过上百遍的操作才得出最后的结论。方敏博士说:“科学规律是必然的,而不是偶然的,是可以重复出现的现象的归纳。否则便不是科学,便不是真理。”正是这样的理念,即使众多实验周期冗长,她仍然不会敷衍,所有实验都有经过5次以上的操作论证,以保证实验结论的绝对性,可靠性。

做生物研究实验是一个复杂而且痛苦枯燥的过程,因其会成少败多。但方敏博士在这一点上难能可贵。她总是保持着平和的心态,理性的看待实验结果,注重客观分析,既能重视分析成因,也会重视反思败因,从成功中总结,从失败中学习,无论好与坏,总能为之所用。

“我内心深处总有教师情结。”方敏博士笑着如是说。正是怀着这样崇高的情怀,她对研究项目组里自己所带的研究生和博士生,始终尽心尽力,总是尽可能地安排学生参与科研项目,鼓励学生亲自参与大量实验操作。她还经常思索培育学生的方法,善于总结学生的不足,帮助他们发掘自身的优势,有意识的锻炼人才的科学思维能力、培养他们的科研报告能力,敦促他们大量阅览文献,注重学生的全面能力发展。

于格物致知,她务实严谨,成果辉煌。于为人处事,她虚怀若谷,德才双馨。现在的方敏博士正是厚积薄发的时刻,我们期待这样一位慧者能带领着她的研究组探索出更多生命的奥秘,造福人类。

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