在中華傳統(tǒng)文化中，對鐵元素重要性的樸素認(rèn)識源遠(yuǎn)流長。形容人身體棒，說“鐵打的身體”；描述食物對人的重要性，說“人是鐵，飯是鋼”；中醫(yī)治病，講求“補(bǔ)鐵”“補(bǔ)血”與“益氣”；炒菜做飯，喜歡用鐵鍋……

現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究印證了古老的“東方智慧”——人體內(nèi)含量小于0.1%的微量元素，是維系生命體征的“關(guān)鍵少數(shù)”；而鐵在人體微量元素中含量最高，是影響人體健康的“決定多數(shù)”。

“鐵科學(xué)”，是現(xiàn)代生命科學(xué)研究的新賽道。在湖南南華大學(xué)衡陽醫(yī)學(xué)院、浙江大學(xué)等高校，活躍著一支被親切喚作“拿鐵”的科研團(tuán)隊。團(tuán)隊領(lǐng)軍人王福俤教授說，他們致力于破解“鐵代謝”密碼，探索控制“鐵死亡”——氧化還原活性金屬鐵的非凋亡性細(xì)胞死亡機(jī)制，研制“鐵死終結(jié)者”藥物治療疑難雜癥，為更多人有一副“鐵打的身體”而“鐵肩擔(dān)當(dāng)”。

“三英戰(zhàn)呂布”揭示玄機(jī)

2023年，王福俤團(tuán)隊發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《醫(yī)學(xué)前沿》的“鐵科學(xué)”論文，被選為當(dāng)期封面論文推薦，配圖國風(fēng)漫畫內(nèi)容是出自《三國演義》里的精彩故事“三英戰(zhàn)呂布”。

“把呂布打服、管住、用好，能助誅董卓、能‘轅門射戟’平息紛爭；如果放任自流，呂布就會反復(fù)無常、禍亂天下?！蓖醺d說，對于“過于深奧不便解釋”的鐵科學(xué)，團(tuán)隊用國風(fēng)漫畫“三英戰(zhàn)呂布”來描述。其中呂布代表“鐵死亡”，合力圍攻呂布的劉備、關(guān)羽、張飛，分別代表遏制（靶向）“鐵死亡”的三個最重要的代謝調(diào)節(jié)途徑——谷胱甘肽代謝、鐵代謝和氧化脂質(zhì)。有關(guān)鐵科學(xué)的內(nèi)涵、研究目標(biāo)與實現(xiàn)路徑，《三國演義》里的這個精彩故事可謂透徹揭示玄機(jī)。

2023年王福俤團(tuán)隊發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《醫(yī)學(xué)前沿》的“鐵科學(xué)”論文，被選為當(dāng)期封面論文。當(dāng)期封面是出自《三國演義》里精彩故事“三英戰(zhàn)呂布”的國風(fēng)漫畫。受訪者供圖

現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究表明，微量元素鐵廣泛存在于人體各個組織和器官中。人體的鐵代謝穩(wěn)定狀態(tài)有著精細(xì)的調(diào)控機(jī)制，機(jī)制的核心調(diào)控激素是鐵調(diào)素Hepcidin。鐵調(diào)素由肝臟分泌。鐵調(diào)素分泌異常，則可能導(dǎo)致機(jī)體鐵代謝失衡，進(jìn)而引發(fā)各種疾病。

人體內(nèi)鐵過多、鐵過少，都無法擁有“鐵打的身體”。據(jù)介紹，鐵等金屬離子穩(wěn)態(tài)失衡導(dǎo)致的系列疾病，是困擾世界的重大營養(yǎng)學(xué)和醫(yī)學(xué)難題。如缺鐵性貧血，當(dāng)前全球有不少人受到貧血威脅。此外，肝臟、腎臟等很多疾病，都與鐵元素變化息息相關(guān)。

“鐵等金屬離子是生命起源的原動力，解讀金屬離子奧秘是攻克疾病的重要突破口，值得我們付出畢生的精力。”王福俤說，他和團(tuán)隊在過去的30年中，潛心耕耘鐵科學(xué)。

22年前，王福俤前往美國哈佛大學(xué)深造，學(xué)習(xí)金屬離子的先進(jìn)研究體系及生命科學(xué)的前沿實驗技術(shù)。2008年，王福俤辭去國外工作回國，先后在中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院、浙江大學(xué)、南華大學(xué)組建科研團(tuán)隊，繼續(xù)對鐵科學(xué)開展深入探索。

2022年，王福俤率先提出“鐵科學(xué)Ferrology”這一新學(xué)科概念，引發(fā)學(xué)界高度關(guān)注。2023年10月，王福俤在《中國科學(xué)：生命科學(xué)》雜志和南華大學(xué)衡陽醫(yī)學(xué)院65周年慶專輯中正式發(fā)文提出“鐵科學(xué)Ferrology”概念，產(chǎn)生了以鐵元素為生命核心要素的新興交叉學(xué)科。

2023年8月，王福俤當(dāng)選為國際生物鐵學(xué)會董事會成員，成為該學(xué)會創(chuàng)會50年來第一位進(jìn)入董事會的華人科學(xué)家。經(jīng)過數(shù)十年努力，以他的團(tuán)隊為代表的中國科學(xué)家，成為全球鐵科學(xué)領(lǐng)域的“領(lǐng)跑集群”之一。

臨床應(yīng)用正研制“鐵死終結(jié)者”

“死磕”難治性貧血和血色病等重大疾病、研究微量元素鐵與心臟疾病的關(guān)系、用科研助力醫(yī)學(xué)營養(yǎng)學(xué)……近年來，南華大學(xué)、浙江大學(xué)的“拿鐵”科研團(tuán)隊一直致力于將基礎(chǔ)研究轉(zhuǎn)化為臨床應(yīng)用。

“鐵過載和缺鐵性貧血是人類健康的隱形殺手，探究它們的發(fā)病規(guī)律，是我們的使命?！蓖醺d告訴記者。

血色病是高發(fā)的人類遺傳性鐵過載疾病，在我國有較高發(fā)病率，其致殘率和致死率也較高。王福俤作為首席科學(xué)家領(lǐng)銜科技部重點研發(fā)計劃項目，針對血色病和地中海貧血展開深入研究，發(fā)現(xiàn)抗類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎藥品金諾芬具有治療鐵過載作用，可用于治療血色病和地中海貧血等多種鐵過載疾病。

“我們從分子生物學(xué)和遺傳學(xué)水平研究鐵代謝異常導(dǎo)致貧血的有效靶點和治療策略。團(tuán)隊在居民中開展篩查和研究，發(fā)現(xiàn)了首個缺鐵性貧血風(fēng)險基因TMPRSS6多態(tài)性顯著性增加貧血風(fēng)險?！闭f起團(tuán)隊的這一發(fā)現(xiàn)，王福俤深感自豪。

“鐵死亡”領(lǐng)域?qū)W者、浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院教授閔軍霞介紹，針對難治性貧血，王福俤團(tuán)隊近期首次突破性發(fā)現(xiàn)靶向缺氧通路可治療難治性貧血、炎癥性貧血和化療相關(guān)貧血，該成果不僅豐富和闡明了鐵代謝和貧血的分子調(diào)控機(jī)制，同時為臨床貧血治療提供了新靶點。“‘拿鐵’團(tuán)隊鉆研‘鐵科學(xué)’30余年，從基礎(chǔ)研究到臨床轉(zhuǎn)化都獲得了豐碩的研究成果?！遍h軍霞說。

鐵科學(xué)助力醫(yī)學(xué)營養(yǎng)學(xué)。王福俤團(tuán)隊篩選并解析了黑豆皮、雞血藤、天然產(chǎn)物楊梅素等能通過抑制Hepcidin改善缺鐵性貧血，為解決困擾全球的貧血提供重要策略。

“黑色食物是藥食同源的補(bǔ)血上品。我們首創(chuàng)了黑豆防貧血中國方案，這項成果將基礎(chǔ)研究與傳統(tǒng)食物相結(jié)合，被認(rèn)為是醫(yī)學(xué)營養(yǎng)學(xué)一個重要成果?！蹦先A大學(xué)衡陽醫(yī)學(xué)院陶亮博士說。

研究微量元素鐵與心臟疾病的關(guān)系?！拔覀儼l(fā)現(xiàn)攝入膳食鐵過多，特別是血紅素鐵，會明顯增加心血管疾病風(fēng)險，而鐵死亡抑制劑、低鐵膳食等是預(yù)防心臟損傷的有效途徑?！蓖醺d說。

近年來，王福俤團(tuán)隊還在國際上率先發(fā)現(xiàn)FTH和HMOX1等心臟疾病鐵死亡關(guān)鍵基因，首次發(fā)現(xiàn)了SLC39A14、TXNRD等基因是調(diào)控肝臟鐵死亡的核心機(jī)制；發(fā)現(xiàn)了某種常用藥物引發(fā)鐵依賴腎損傷副作用，為高發(fā)糖尿病腎病溯源提供了科學(xué)依據(jù)；率先解析了鐵死亡最重要蛋白質(zhì)復(fù)合物xCT-4F2hc結(jié)構(gòu)，為難治性重大疾病探索治療藥物；開發(fā)研究代謝相關(guān)脂肪性肝炎的臨床試驗藥物，并在世界首創(chuàng)藥物和可遺傳器官鐵死亡損傷動物模型等。

“代謝相關(guān)脂肪性肝炎發(fā)病率高，還可能發(fā)展為肝硬化及肝細(xì)胞癌等終末期肝病，嚴(yán)重影響國民健康?！蓖醺d說，團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，代謝相關(guān)脂肪性肝炎患者普遍存在肝臟鐵沉積和血清鐵蛋白升高的現(xiàn)象，而肝臟鐵沉積可誘發(fā)鐵死亡促進(jìn)脂肪性肝炎發(fā)展。這一科學(xué)成果，已經(jīng)發(fā)表在2024年8月國際著名學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞代謝》（《Cell Metabolism》），新藥被命名為“鐵死終結(jié)者”FOT1（FerroTerminator1）。

前沿科技巧用“文化包裝”

2024年3月，王福俤團(tuán)隊在頑固性貧血治療領(lǐng)域研究新成果在國際著名學(xué)術(shù)期刊《先進(jìn)科學(xué)》（《Advanced Science》）刊發(fā)。該研究在2024年中國龍年新年發(fā)表，配圖用精心設(shè)計的龍鳳呈祥圖案詮釋其科學(xué)寓意。

“用人們耳熟能詳?shù)闹型馕幕?jīng)典，解讀現(xiàn)代深奧的前沿醫(yī)學(xué)研究。”王福俤等人組成的“拿鐵”團(tuán)隊，用漫畫概括與詮釋科研成果，做成了文創(chuàng)品牌。一些國際著名學(xué)術(shù)期刊紛紛將他們創(chuàng)作的漫畫用作封面，當(dāng)期的這些“洋刊”散發(fā)著濃濃的“中國風(fēng)”。

比如漫畫“黃鼠狼給雞拜年”。雞，代表健康生命或健康肝細(xì)胞；捧著禮物上門的黃鼠狼，代表可誘發(fā)機(jī)體健康特別是肝損傷的鐵離子；黃鼠狼腳下滿地雞毛寓意“鐵死亡”已經(jīng)發(fā)生，而橫亙在黃鼠狼與雞之間的籬笆，是“拿鐵”團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)的可防止“鐵死亡”發(fā)生的保護(hù)基因“膜蛋白SLC7A11”。

在“拿鐵”科研團(tuán)隊的文創(chuàng)產(chǎn)品中，這樣的經(jīng)典畫作還有很多：《賣火柴的小女孩》，深刻形象地詮釋了轉(zhuǎn)鐵蛋白受體“Tfr1”和鐵穩(wěn)態(tài)代謝調(diào)控脂肪細(xì)胞產(chǎn)熱的科學(xué)發(fā)現(xiàn)；“玉兔搗藥”，用三只可愛的兔子闡釋在骨系統(tǒng)中鐵死亡與凋亡、自噬等死亡方式的交互作用；“女媧補(bǔ)天”，解析“鐵死亡”防治；剪紙藝術(shù)“虎符鐵字”，介紹心臟“鐵死亡”；《滿江紅》則以民族英雄岳飛的形象，介紹新基因ME1在肝損傷中抵抗鐵死亡的重要病理生理功能……

記者采訪中發(fā)現(xiàn)，善于將科研成果加以“文化包裝”和推廣的“拿鐵”科研團(tuán)隊，在基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)前沿領(lǐng)域的探索研究中，還有“板凳甘坐十年冷”的精神。很多青年科學(xué)家加快成長，成為“鐵科學(xué)”研究中堅力量。

“王教授和我們說，我們是在攀登‘科學(xué)高峰’，實驗失敗是正常的事，要有越挫越勇的精神?！碧樟敛┦扛嬖V記者。

每個月，南華大學(xué)的“拿鐵”團(tuán)隊都會依據(jù)創(chuàng)新成果評選出實驗室英雄?！澳描F”團(tuán)隊總處于滿負(fù)荷的工作狀態(tài)，做實驗、寫論文、開展“頭腦風(fēng)暴”……

“我們希望讓更多大眾了解鐵科學(xué)，了解鐵元素對健康的影響，健康補(bǔ)鐵?！薄澳描F”團(tuán)隊成員們說，除了做科研，近年來，他們編譯出版《鋅與人類健康》《鐵與人類健康》《硒：分子生物學(xué)與人體健康》，編著出版《鐵死亡》——四本著作構(gòu)成“金屬離子四部曲”，形成了一個比較完善的金屬離子科普讀物體系。

“運(yùn)用我們的科研成果，服用鐵螯合劑祛鐵治療是目前緩解遺傳性血色病和地中海貧血的推薦治療方法。我們還研發(fā)了可安全有效降低脂肪性肝炎肝鐵沉積進(jìn)而緩解脂肪肝炎的I類新藥，目前正在申請臨床審批。”王福俤說，“我們‘拿鐵’團(tuán)隊將繼續(xù)深耕‘鐵科學(xué)’，同時還將把研究延伸到鋅等金屬離子領(lǐng)域，探索破解鋅代謝異常引發(fā)的各種人體健康難題?！保ㄓ浾咛K曉洲 帥才）