费里德·穆拉德

费里德·穆拉德:血管奥秘背后的化学家

一种医生从19世纪就开始用于治疗胸痛的药物,其作用机制却一直完全不为人知。直到费里德·穆拉德(Ferid Murad)的实验室工作才揭开了这一秘密:原来硝酸甘油会在体内悄然释放一种简单的气体——一氧化氮,从而从内部舒张血管。这一发现在其全部意义被理解的几十年前就已做出,最终重塑了心血管医学,帮助拯救了呼吸困难的早产儿,并间接促成了伟哥的诞生。1998年,这一发现使穆拉德分享了诺贝尔生理学或医学奖。

餐厅老板之子

费里德·穆拉德于1936年9月14日出生在印第安纳州怀廷。他的父亲是来自戈斯蒂瓦尔的阿尔巴尼亚移民,1913年抵达埃利斯岛后,将名字改为约翰·穆拉德(John Murad);母亲亨丽埃塔·约瑟芬·鲍曼(Henrietta Josephine Bowman)则来自伊利诺伊州奥尔顿的一个浸信会家庭。这对夫妇在印第安纳州经营着一家小餐馆,费里德少年时曾和他的两个兄弟在此帮忙。他在成长过程中是天主教徒,后来在大学期间转为圣公会教徒。这个工薪阶层的移民家庭培养出了一位奖学金学生:穆拉德获得了印第安纳州格林卡斯尔迪波大学的雷克托奖学金,并于1958年完成了药学预科方向的化学本科学位。

非凡的双学位

随后,穆拉德进入凯斯西储大学(Case Western Reserve University),参加了美国首批明确的医学博士与哲学博士(MD-PhD)联合培养项目。该结构旨在培养既能胜任患者床边诊断又能适应实验室工作的医师科学家。他于1965年获得了这两个学位,是该培养模式的首批毕业生之一。随后,他于1965年至1966年在马萨诸塞州总医院实习,并于1967年至1970年间在国家心肺研究所工作了几年。1970年,他加入弗吉尼亚大学医学院,在那里同时担任医学和药理学教职,并于1975年晋升为正教授,一直工作到1981年。

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追寻硝酸甘油的秘密

穆拉德正是在弗吉尼亚大学进行了定义其职业生涯的研究。硝酸甘油自19世纪70年代以来一直被用于治疗心绞痛,但没有人确切了解它在体内是如何起作用的。穆拉德的实验室证明,该化合物通过释放一氧化氮来舒张平滑肌(血管内壁组织),进而激活一种酶,提高一种名为环鸟苷酸(cGMP)的信号分子的水平,从而使血管扩张并改善血液流动。这一发现在当时从生物学角度看十分奇特:一氧化氮是一种简单的、不稳定的气体,并非生物学家预料中细胞会用作有意信号的分子。另外两名研究人员,罗伯特·弗奇戈特(Robert Furchgott)和路易斯·伊格纳罗(Louis Ignarro)独立扩展了这一发现,证明人体自身的细胞会制造一氧化氮来调节血管张力。这三位科学家共同确立了一氧化氮作为一类全新的生物信号分子。

诺贝尔奖认可与更广泛的应用

诺贝尔奖委员会将1998年诺贝尔生理学或医学奖授予穆拉德、弗奇戈特和伊格纳罗,以表彰他们“关于一氧化氮作为心血管系统信号分子的发现”。这项基础科学的实际应用远远超出了最初的心绞痛研究:一氧化氮通路被证明对于呼吸窘迫早产儿的治疗以及包括伟哥在内的勃起功能障碍药物的开发至关重要。伟哥正是通过扩增穆拉德最初在硝酸甘油研究中发现的相同环鸟苷酸信号通路来起作用的。弗吉尼亚大学医学院在回顾他的逝世时称他为“一位杰出的医师、科学家、药理学家和教育家,他对心血管医学领域的贡献对弗吉尼亚及其他地区的患者产生了不可磨灭的影响。”

跨越学术界与工业界的职业生涯

离开弗吉尼亚大学后,穆拉德于1981年至1988年在斯坦福大学继续研究,随后于1988年至1993年加入工业界,担任雅培实验室(Abbott Laboratories)副总裁,协助将自己的基础研究转化为药物开发。他于1997年至2011年回到得克萨斯大学麦戈文医学院从事学术医学工作,后来于2011年至2017年在乔治华盛顿大学任职,并于2017年至去世前不久在帕洛阿尔托退伍军人医疗中心工作。在此期间,他还创立了一家生物技术公司Molecular Geriatrics,将一氧化氮研究应用于与年龄相关的疾病。除诺贝尔奖外,他获得的诸多荣誉包括1996年阿尔伯特·拉斯克基础医学研究奖、美国成就学会的金质奖章、美国心脏协会的汽巴奖,以及当选为美国国家科学院院士。他与卡罗尔·利奥波德(Carol Leopold)结婚,育有五个孩子。

费里德为何被称为天才

穆拉德的天才论据基于一种具体且记录详尽的科学洞察力:他有能力审视一种已经使用了超过一个世纪但无人质疑其工作原理的药物,并设计出解答该问题的实验。这并非大众心目中那种灵光一现的天才形象,而是耐心的、机械化的生物化学研究——追踪从一种熟悉的分子到一个没人预料到细胞会用作信号的气体之间的因果链。诺贝尔委员会在评语中肯定了穆拉德及其共同获奖者识别出“一种全新的信号传导原则”,科学家们将这一描述保留给真正基础性的发现,而非渐进式的改进。坦率的警告是,穆拉德并非孤军奋战:完整的图景需要弗奇戈特和伊格纳罗的独立贡献,而穆拉德本人的诺贝尔演讲及随后的著作强调了这一发现是多个实验室共同揭示的奥秘,而非个人的突破。他的天才,如果这个词适用的话,在于确定了正确但尚未解答的问题,并锲而不舍地追根究底。

遗产

穆拉德对一氧化氮在体内作用的发现,现已被视为现代心血管药理学的奠基性见解之一,在从心脏病、新生儿呼吸衰竭到性功能障碍等各类疾病的治疗中均被引用。它开启了整个关于基于气体的细胞信号传导研究领域,该研究至今仍在继续。他于2023年9月4日在加利福尼亚州门洛帕克逝世,享年86岁。他曾执教过的迪波大学、凯斯西储大学、弗吉尼亚大学、斯坦福大学、得克萨斯大学和乔治华盛顿大学的同仁们铭记他,既是一位严谨的科学家,也如弗吉尼亚大学所言,是一位其影响力超越了任何单一实验室发现的教育家。

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