2025年3月19日,西班牙裔美國生物化學家和藥理學家佩德羅·夸特雷卡薩斯(Pedro Cuatrecasas)因癌癥在加州拉霍亞的家中離世,享年88歲。與他在生物醫(yī)學領域的開創(chuàng)性貢獻相比,其逝世的消息無論是在美國還是西班牙都沒有引發(fā)廣泛關注,這與他一生低調(diào)的作風相吻合。雖然他的名字并不廣為人知,但是全世界的生化領域研究至今都在受益于他的杰出貢獻:他發(fā)明的親和色譜法是現(xiàn)代生物技術的基礎性工具之一,無數(shù)同輩學者都認為這是一個諾獎級的發(fā)明。而在他漫長的學術生涯中所取得的大量成果中,這只是其中的一個。
佩德羅·夸特雷卡薩斯
(Pedro Cuatrecasas,1936年9月27日-2025年3月19日)
動蕩中的學術奠基:從流亡者到科研新星
1936年9月27日,夸特雷卡薩斯出生于西班牙馬德里,此時正值西班牙內(nèi)戰(zhàn)爆發(fā)初期。其父何塞·夸特雷卡薩斯是西班牙著名植物學家、皇家植物園園長,因支持共和派,在內(nèi)戰(zhàn)后被迫流亡??涮乩卓ㄋ_斯隨家人先遷居哥倫比亞,后于1947年定居美國,這段顛沛的經(jīng)歷塑造了他堅韌的性格。
在美國,夸特雷卡薩斯展現(xiàn)出卓越的學術天賦。1958年,他在圣路易斯華盛頓大學獲得學士學位,1962年又于該校醫(yī)學院取得醫(yī)學博士學位。隨后,他進入美國國立衛(wèi)生研究院(NIH)的國立糖尿病、消化和腎臟疾病研究所(NIDDK)生物化學與代謝實驗室,師從1972年諾貝爾化學獎得主克里斯蒂安·安芬森。在安芬森的指導下,夸特雷卡薩斯系統(tǒng)掌握了生物化學與分子生物學的研究方法,為后續(xù)的突破性研究奠定了堅實基礎。
生物化學家 Pedro Cuatrecasas(中)與他的意大利同事 Giovanni Puca 在約翰霍普金斯大學。(約1974年)
圖源:Peter Agre
親和色譜法:改寫生物分子分離的歷史
1968年,32歲的夸特雷卡薩斯與同事梅爾·威爾切克共同發(fā)明了親和色譜法(affinity chromatography),這一成果被認為是20世紀生物化學領域最重要的技術突破之一。其核心原理是利用目標分子(例如蛋白質(zhì)、酶、抗體或核酸)與其特異性配體(ligand)之間的可逆、特異性結合,通過將配體固定在不溶性基質(zhì)(如瓊脂糖或樹脂)上,構建親和色譜柱,從而實現(xiàn)目標分子的選擇性分離和純化。與傳統(tǒng)的離心、電泳等分離方法相比,親和色譜具有特異性強、純度高、操作簡便等優(yōu)勢,大幅縮短了生物分子純化的時間,顯著提升了效率。
親和色譜法的論文首頁
圖源:PNAS,1968
https://doi.org/10.1073/pnas.61.2.636
這一技術的誕生徹底改變了生物化學和分子生物學的研究模式。在此之前,科學家分離激素、抗體、蛋白質(zhì)等生物分子時,往往需要復雜的步驟且難以獲得高純度樣品,嚴重制約了對這些分子的結構與功能研究。親和色譜技術的出現(xiàn),為科學家提供了一種精準、高效的工具,使得快速獲得高純度生物分子成為可能,進而推動了對生物分子相互作用、生理功能的深入探索。
夸特雷卡薩斯本人也充分利用這一技術,成功純化了胰島素受體和雌激素受體。其中,胰島素受體的純化揭示了胰島素調(diào)控血糖的分子機制,為糖尿病的病理研究和藥物開發(fā)提供了關鍵靶點。NIDDK的艾倫·謝克特博士曾評價:“夸特雷卡薩斯通過實驗數(shù)據(jù)證明,激素與細胞表面受體的可逆結合是激素對細胞和器官發(fā)揮影響的主要方式,可以說是現(xiàn)代內(nèi)分泌學的開創(chuàng)性研究之一?!睂嶋H上,這也是一個諾獎級的成果。
歷史性的遺憾:未獲獎只因一個技術性原因
所謂性格決定命運,這項偉大發(fā)明之所以未能給夸特雷卡薩斯帶來一枚諾貝爾獎章,與他謙遜的處理這項技術的方式有關:他與同事梅爾·威爾切克完成論文后,堅持要把他們的導師、實驗室主任克里斯蒂安·安芬森 (Christian Anfinsen)的名字也加入作者行列,而實際上安芬森并沒有太多參與這項工作。這位知名科學家在三年后,也就是1972年因其“在核糖核酸酶方面的工作,特別是關于氨基酸序列與生物活性構象之間的聯(lián)系”獲得了諾貝爾化學獎。之后夸特雷卡薩斯和威爾切克曾數(shù)次獲得諾貝爾獎提名,但是一直沒有最終獲獎。威爾切克提到,他曾經(jīng)遇到一位諾獎評委,透露了無法獲獎的原因:諾獎不會重復發(fā)給同一個人,而那篇論文中安芬森已經(jīng)獲獎了,所以如果要給親和色譜法頒獎,就必須再次給安芬森發(fā)一次獎,為避免同一學術譜系的重復授獎,就不得不放棄這一成果。
圖源:www.nobelprize.org
1987年,威爾切克和夸特雷卡薩斯榮獲沃爾夫獎,該獎被認為是諾貝爾獎的風向標之一。頒獎辭中,評委會以罕見的語氣贊揚了他們的發(fā)明:“很少有其他新技術能如此顯著而迅速地影響生物醫(yī)學科學的發(fā)展?!?/p>
實際上對于低調(diào)謙遜的夸特雷卡薩斯來說,與世界上最好的科學家一起工作就是他最開心的事情了,導師安芬森曾經(jīng)獲得諾獎,他自己的學生彼得·阿格雷也獲得了諾貝爾獎:2003年彼得·阿格雷因水通道蛋白質(zhì)的研究而獲得化學獎,而他利用的主要研究工具正是導師開發(fā)的親和色譜技術。他在回憶中,將導師夸特雷卡薩斯稱為一位“魅力十足、才華橫溢且極具競爭力的科學家”。
圖源:www.nobelprize.org
從學術界到工業(yè)界:推動藥物研發(fā)的跨界貢獻
1975年,夸特雷卡薩斯離開學術界,進入制藥行業(yè),先后在制藥巨頭寶來惠康公司、葛蘭素史克公司、華納蘭伯特公司和帕克戴維斯公司(后被輝瑞收購)任職。這一轉(zhuǎn)型使他的科學成果從實驗室走向臨床應用,直接參與了40多種藥物的研發(fā)和市場注冊,其中多種藥物成為治療相應疾病的一線藥物,對全球公共衛(wèi)生產(chǎn)生了重要影響。比較著名的藥物有治療皰疹病毒感染阿昔洛韋(Acyclovir)、治療偏頭痛的舒馬普坦(Sumatriptan)、降低膽固醇的藥物阿托伐他汀(Atorvastatin)、治療艾滋病的藥物齊多夫定(Zidovudine, AZT)、治療抑郁癥和戒煙的布普洛酮(Bupropion)以及抗癲癇藥加巴噴丁、抗虱藥氯菊酯等。其中的阿托伐他汀于1997年獲得專利,在其15年的專利保護期內(nèi),已為輝瑞公司創(chuàng)造了約1300億美元的利潤。
1975 年左右,Pedro Cuatrecasas 和他的團隊在位于北卡羅來納州的 Burroughs Wellcome 實驗室。
夸特雷卡薩斯在制藥企業(yè)的工作讓他對于工業(yè)界與學術界的差別有著深刻的洞察,在2006年的一篇文章中,他認為近年來藥物開發(fā)的效率越來越低,原因是制藥公司進行了寡頭合并,資本市場對于盈利的過度追逐,導致制藥公司的決策權越來越掌握在畢業(yè)于商學院的營銷專家手里,而不是藥物學家。這些高管并不了解科學的復雜性、方法或目標,他們管理新藥研發(fā)的方式扼殺了創(chuàng)造力和創(chuàng)新。他的學生、內(nèi)分泌學家艾倫·薩爾蒂爾認為,在夸特雷卡薩斯領導藥物研發(fā)團隊時,“不僅建立了取得這些發(fā)現(xiàn)的團隊,更重要的是,他創(chuàng)造了一種基于科學的發(fā)現(xiàn)文化,讓生物學家、化學家、臨床醫(yī)生、監(jiān)管專家和其他同事可以自由地探索他們的直覺……我認為他過去的成功經(jīng)驗證明他是正確的。可惜的是,這種研究文化在當今的行業(yè)中已經(jīng)很少見了?!?/p>
個人生活
佩德羅·夸特雷卡薩斯于1959年8月15日與卡羅爾·齊斯(Carol Zies)結婚,育有四個子女:保羅、麗莎、黛安和朱莉婭,以及十個孫輩。他熱愛運動,擅長劃船、滑水、風帆沖浪、游泳、高爾夫和滑雪,同時也是籃球、足球和網(wǎng)球的狂熱愛好者。他以充滿活力的生活態(tài)度和對家庭的深厚感情為人所知。
Pedro Cuatrecasas,2015 年在一次家庭活動中。
夸特雷卡薩斯的一生,橫跨學術界與工業(yè)界,既創(chuàng)造了改變科學研究的技術工具,又推動了拯救生命的藥物研發(fā),他用一生的成就,為自己贏得了 “不朽”—— 在生物醫(yī)學發(fā)展的歷史中,在被其成果所惠及的生命里,他的名字將永遠被銘記。
參考文獻:
1.https://english.elpais.com/science-tech/2025-07-15/pedro-cuatrecasas-the-scientist-nobody-has-heard-of-who-could-have-won-two-nobel-prizes.html
2.https://nihrecord.nih.gov/2025/04/25/nih-remembers-giant-pharmacology
3.https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.61.2.636
4.https://www.thelancet.com/journals/lancet/article/PIIS0140-6736(11)61858-8/fulltext
5.https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/1972/anfinsen/facts/
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