罗莎琳家族中的数位女性,皆有一身“反骨”。外祖母贝尔莎(Bertha)出生于显赫的德国上流家庭,却违抗家族命令,嫁给一名商人,并随之来到美国。在贝尔莎的6个孩子当中,克拉拉(Clara)——也就是罗莎琳的母亲——是最叛逆的一个。克拉拉的聪颖、坚强与其母亲如出一辙,选择的伴侣也同样是个勤奋踏实的商人,名为西蒙·萨斯曼(Simon Sussman)。萨斯曼夫妇组成了一个典型的犹太家庭,定居于素有“东欧移民的大熔炉”之称的美国纽约城曼哈顿下东区,并在1921年迎来了他们的女儿罗莎琳·萨斯曼。罗莎琳执着坚定,自信且无畏,被她的兄长戏称为“蜂后”(The Queen Bee)。虽然萨斯曼夫妇未曾读过高中,但他们的两个孩子有出众的学习天分。罗莎琳进入亨特学院(Hunter College,现纽约城市大学)就读,这是纽约市教育系统中一所专为女子而设、学费全免的学院。她在数学和化学学科上表现出色,而在学校物理教授赫伯特·奥迪斯(Herbert N. Otis)和杜安·罗勒(Duane Roller)的影响下,罗莎琳对物理产生了浓厚兴趣。在20世纪30年代后期,物理学,尤其是核物理学,是时下最热门的研究领域。按照罗莎琳的话说,“似乎每一项重大实验的产出都伴随着一个诺贝尔奖。”玛丽·居里(Marie Curie, 1867~1943)的自传一经问世,罗莎琳便将其奉为珍宝,认为它是“有抱负的年轻女科学家们的必读书目”。在1939年1月,恩利克·费米(Enrico Fermi, 1901~1954)在哥伦比亚大学(Columbia University)举办了一场以核裂变为主题的学术研讨会。这引发了有关核战争的恐惧与忧虑,也同时为放射性同位素在医学研究中的应用打开了广阔空间[2]。罗莎琳参加了这场研讨会,被费米的演说深深感染,从此在内心埋下了研究放射性同位素的火种。1940年是罗莎琳在亨特学院度过的最后一年,她开始谋划未来的道路。罗莎琳怀着满腔的热情,想在核物理领域继续深造,但父母希望她从实际出发,安分地当一名小学老师。毕竟在当时,一个犹太女学生想要入选不错的研究生项目并获得经济支持,好似天方夜谭。果不其然,罗莎琳申请的学校接连发来拒信。在焦头烂额之际,亨特学院的物理学教授杰罗尔德·撒迦利亚(Jerrold Zacharias, 1905~1986)伸出援手,将她推荐给了哥伦比亚大学内科和外科医生学院(Columbia University’s College of Physicians and Surgeons)的鲁道夫·舍恩海默(Rudolf Schoenheimer, 1898~1941)教授当秘书。罗莎琳接受了这份兼职工作,为此不得不学习速记,但也获得了旁听研究生课程的机会。1941年1月,罗莎琳正式从亨特学院毕业,成为该校物理学专业的首位毕业生。1941年2月,伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校(University of Illinois at Urbana-Champaign,UIUC)物理系向罗莎琳伸出了橄榄枝,愿意为她免除学费,并提供每月70美元的助教薪资。罗莎琳喜出望外,这是她申请的学校中最具声望的一所。她快乐地撕掉了速记本,在当年9月正式步入物理学殿堂。罗莎琳始终认为,是第二次世界大战致使大量男性劳动力应征入伍,才让她获得了宝贵的求学机会。但当时美国尚未正式加入战争,她也是工学院400名教职工中唯一的女性。事实上,罗莎琳是该院自1917年以来的首位女性成员。
踏上核医学之路
在入学首日,罗莎琳与同班同学亚伦·耶洛相识。同样出身于犹太家庭的他们逐渐彼此吸引,并在两年后缔结了婚姻。由于亨特学院在1940年9月才开设物理学课程,与班里同学相比,罗莎琳的物理基础较为薄弱,她不得不加倍努力以弥补差距。在入学前的夏天,罗莎琳专程前往纽约大学(New York University)学习了两门物理学暑期课程。在入学第一年,除三门研究生课程外,罗莎琳额外旁听了两门本科生课程,还为做好助教工作而专程观摩一位明星讲师的课堂。
罗莎琳是核物理学家,没有接受过系统的医学教育,而伯森是生理学、解剖学和临床医学硕士。他们在专业知识上互补,彼此倾囊相授并互相监督,以最严格的方式训练对方。他们的办公桌相对放置,便于随时交流想法。两人都思维敏捷,能完美跟上对方的节奏,一对最佳科研拍档由此诞生。伯森名义上是罗莎琳的上司,但从1951年7月发表第一篇论文以来,他一直坚持以实际贡献决定论文署名的公平原则。在他们合作发表的数十篇论文中,有时伯森是第一作者,有时则是罗莎琳[4]。二人合作开展的首个研究,是运用放射性同位素估测循环血量(circulating blood volume),他们的研究成果比早期的测量方法精确得多。在此之后,他们用131I标记白蛋白及其他血清蛋白,以研究不同蛋白合成、降解及清除的速率。同时,两人还将目光转向了甲状腺功能研究。彼时,临床常用的甲亢和甲减诊断方法是让患者口服131I,但耗时长达数天,结果也不够准确。罗莎琳自主设计了检测甲状腺放射性的仪器[5],与伯森一同将131I注入患者静脉,以测量甲状腺对碘的吸收情况和血浆清除率。他们发明的测量方法仅耗时35分钟,且测量结果不受外部因素影响,论文一经问世便被盛赞为“对放射性同位素示踪诊断法最重要的贡献”(the most important contribution to the problem of diagnostic tracer procedures)[1]。
图4. 由罗莎琳设计的可测量患者甲状腺放射性强度的仪器。| 图源:The American Society for Clinical Investigation
图5. 在接受过或未接受过胰岛素治疗的患者中经静脉注射131I标记胰岛素后,放射性强度随时间变化曲线。曲线MN2为患者接受为期4个月的胰岛素治疗后,曲线MN1为胰岛素治疗以前。图中可见MN2的放射性强度(胰岛素含量)下降速率明显低于MN1。| 图源:Rosalyn Yalow’s Nobel Lecture[6]
罗莎琳和伯森撰写了一篇20页的论文,投稿至《临床研究杂志》(Journal of Clinical Investigation, JCI),却收到了拒信。在多年以后的诺贝尔奖致辞上,罗莎琳还自豪地向观众展示了这封拒信。审稿人和杂志编辑认为,像胰岛素这么小的蛋白质不具有免疫原性,无法让人体产生抗体。彼时,证明抗体存在的唯一方式是观察到抗原-抗体复合物形成的沉淀,大部分人认为可溶性抗原-抗体复合物并不存在。在编辑的要求下,罗莎琳和伯森作出妥协,将标题中的“抗体”替换为“球蛋白”,才换来了1956年的论文出版。罗莎琳和伯森揭示了2型糖尿病的真正病因——胰岛素抵抗,而非胰岛素不足。由此,2型糖尿病的治疗策略也得到纠正。论文出版之后,很快在多方的重复实验中得到认证,在免疫学和糖尿病治疗领域掀起波澜。人们意识到,为了避免抗体产生,糖尿病患者不能注射以往常用的猪、牛胰岛素,应改用人源性胰岛素。现如今,批量生产的胰岛素经基因工程的编辑,已做到与人源性胰岛素完全一致[7]。
放射免疫分析法(RIA)是一项灵敏度极高的技术,可以测得10-40~10-42 M浓度的物质,相当于在90立方公里的水域中检测加入的一茶匙糖[9]。借助RIA,能快速准确地测量激素、酶、维生素、病毒、药物和数百种其他物质的浓度,许多疾病的诊断、治疗或检测成为可能。例如RIA广泛应用于内分泌领域,使得甲状腺疾病的诊断和治疗更加精准便捷,患有侏儒症的儿童可及早筛出并补充生长激素,不孕不育症相关的性激素功能障碍也便于诊出……通过RIA,罗莎琳与同事发现除消化系统以外,大脑(尤其是大脑皮层)中也会产生内源性胆囊收缩素(cholecystokinin, CCK),由此,神经递质(neurotransmitter)的概念和内涵得以拓宽。此后,许多其他的胃肠肽激素,如生长抑素(somatostatin)、P物质(substance P)和血管活性肠肽(vasoactive intestinal peptide)等也被证实存在于大脑中。下丘脑-垂体轴中的多种肽激素的发现与分离,包括促甲状腺激素释放激素(thyrotropin-releasing hormone, TRH)和促性腺激素释放激素(gonadotropin-releasing hormone, GnRH),也是基于RIA的应用。RIA实际上开启了一门新的科学——神经内分泌学(neuroendocrinology),研究大脑中与控制内分泌系统相关的化学信使。虽然罗莎琳凭借RIA在内分泌领域的应用斩获诺奖,但RIA作为20世纪最重要的临床基础研究工具之一,实际应用范围远不止于此。罗莎琳实验室成员约翰·沃尔什(John Walsh)开发了首个针对病毒的RIA分析,使得对血库用血进行常规筛查成为可能,极大地预防了肝炎病毒的传播。针对结核菌素纯蛋白衍生物(purified protein derivative, PPD)设计的RIA,可用于结核分枝杆菌的诊断和监测。RIA还可用于对运动员进行违禁药物测试;能够直接检测酶的含量,而非依赖于间接的催化反应效果;如今实验室常用的酶联免疫吸附剂测定(enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA)也是在RIA的基础上发展而来。RIA可能的用途清单无穷无尽,也带来了潜在的巨大利润。但罗莎琳和伯森始终坚持不申请专利,而是致力于推广它的应用。来自世界各地的科学家来到他们的实验室接受培训,临走时还会获赠一瓶珍贵的自制抗体。RIA便捷、安全、成本低廉,即使是在经济不发达、医疗落后的地区,也得到了广泛应用。罗莎琳在诺奖获奖感言的结尾处感慨道:“望远镜带我们了解天空;显微镜为我们打开微生物世界;而放射性同位素方法论,以RIA为例,在科学和医学领域为人类开辟出了崭新前景。”(The first telescope opened the heavens; the first microscope opened the world of the microbes; radioisotopic methodology, as exemplified by RIA, has shown the potential for opening new vistas in science and medicine. )诺奖得主的豪言,科研生子两不误
1972年,伯森的离世让罗莎琳备受打击,但她努力走出了阴霾,继续在科研之路上执着求索。在此之前,擅长社交、口才绝佳的伯森撰写了大部分论文的初稿,并总是作为他们中的发言人上台致辞。许多人因此认为,伯森是二人组合中的“大脑”,而罗莎琳只是负责执行的“肌肉”[10]。伯森离世后,罗莎琳则用实际行动驳斥了流言:她成为实验室的负责人,带领实验室成员在五年内发表了多达60篇论文,并在各类学术会议中上台发言,核医学女科学家的形象给学术界留下了深刻印象。在罗莎琳的要求下,实验室更名为所罗门·伯森实验室。在此后所有罗莎琳发表的论文中,伯森之名都出现在实验室名称处,与她的名字一同列于首页。这是她对挚友的怀念,也是对伯森科研成就的认可和尊重。1975年,罗莎琳入选美国国家科学院(National Academy of Sciences)院士。第二年,她成为获得阿尔伯特·拉斯克医学研究奖(Albert Lasker Basic Medical Science Award)的首位女性及首位核物理学家。1977年10月13日清晨6点45分,来自瑞典的电话铃声响起时,罗莎琳已来到实验室开启一天的工作。
在沉浸于RIA的研发和应用的同时,罗莎琳还养育了两个孩子。退伍军人医疗体系规定,妇女怀孕达五个月时,必须辞职且不能再返岗。罗莎琳无视了这条规定,直到生产前一天还在实验室工作。产后一周,她便马不停蹄地重新投入工作。两年后,她生育了第二个孩子。受传统观点影响,罗莎琳认为打理家庭是妻子的天职。每天清晨,她早起去实验室工作,中途回家准备早餐和送孩子上学。她趁实验间隙回家烹饪午饭和晚饭,饭后再返回实验室,工作至深夜。罗莎琳对自己极为严苛,对待其他女科学家亦然。她坚持女性应兼顾事业和家庭,对为事业放弃生育的同行持批判态度,并认为女权运动是对她传统信仰的挑战。尽管如此,罗莎琳用实际行动为女性在科学界开辟出了新的道路,并积极鼓励女学生追求科学事业。她影响了众多女性,其中最著名的是米尔德雷德·德雷斯尔豪斯(Mildred Dresselhaus, 1930~2017):在罗莎琳的引导下,未来的“碳科学女王”离开小学教学,开启科研生涯[11]。罗莎琳曾对女性科研工作者们说:“我们必须相信自己;必须拥有足够的勇气和决心,来实现我们的远大抱负;我们之中有幸作出成就的那部分人,必须承担起自己的责任,担当后来者的榜样,并为她们提供实用建议。我们需要的,不是反向歧视,而是机会平等——让我们之中渴望摘星星的人,拥有伸手触及的可能。”[9]罗莎琳这一生,骄傲坚强,从不畏惧困难,也不屑于藏匿野心。她拒绝了所有名为“最佳xx女性”的奖项,因为她所追求的,是所有人中的最佳,而非仅限于女性群体。罗莎琳办公室的墙上,写着这样的话语:“无论女人做什么,她们必须做得比男人好一倍,才会被认为有他们一半好。所幸的是,这并不难。”(Whatever women do they must do twice as well as men to be thought half as good. Luckily, this is not difficult.)
参考文献
[1] Straus E (1998) Rosalyn Yalow, Nobel laureate: Her life and work in medicine. Plenum Trade, New York.[2] Rosalyn Yalow – Biographical. NobelPrize.org. Nobel Prize Outreach AB 2022. Wed. 29 Jun 2022. https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/1977/yalow/biographical/[3] Kahn, C.R., and Roth, J. (2012). Rosalyn Sussman Yalow (1921–2011). Proceedings of the National Academy of Sciences 109, 669-670.[4] Rebecca J. Anderson (2017) Breaking News: The Life and Work of Rosalyn Yalow. The Pharmacologist.[5] Berson SA, Yalow RS, Sorrentino J, and Roswit B (1952) The determination of thyroidal and renal plasma I131 clearance rates as a routine diagnostic test of thyroid dysfunction. J Clin Invest 31(2): 141-158.[6] Yalow RS (1977) Radioimmunoassay: A probe for fine structure of biologic systems. Nobel Lecture; available from: http:// www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/1977/ yalow-lecture.pdf[7] Chemical Heritage Foundation (August 13, 2015) Rosalyn Yalow and Solomon A. Berson; available from: https://www.chemheritage.org/historical-profile/rosalyn-yalow-and- solomon-a-berson[8] Yalow RS and Berson SA (1960) Immunoassay of endogenous plasma insulin in man. J Clin Invest 39(7): 1157-1175.[9] Bonolis, L (2014) Rosalyn Yalow research profile. Lindau Nobel Laureate Meetings; available from: http://www.mediatheque. lindau-nobel.org/research-profile/laureate-yalow[10] Glick, S. Rosalyn Sussman Yalow (1921–2011). Nature 474, 580 (2011). https://doi.org/10.1038/474580a[11] https://en.wikipedia.org/wiki/Rosalyn_Sussman_Yalow版权声明/免责声明 本文为授权转载文章,版权归拥有者。仅供感兴趣的个人谨慎参考,非商用,非医用、非投资用。欢迎朋友们批评指正!衷心感谢!文中图片、视频为授权正版作品,或来自微信公共图片库,或取自公司官网/网络根据CC0协议使用,版权归拥有者。任何问题,请与我们联系(电话:13651980212。微信:27674131。邮箱:contact@drugtimes.cn)。衷心感谢!