
▲瑪麗·E·布倫科、弗雷德·拉姆斯德爾和坂口志文(Shimon Sakaguchi)。圖/諾貝爾獎(jiǎng)委員會官網(wǎng)
10月6日,一年一度備受矚目的諾貝爾獎(jiǎng)如約開獎(jiǎng),首個(gè)揭曉的依然是生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。
當(dāng)天,瑞典卡羅琳醫(yī)學(xué)院宣布,將2025年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)授予美國的瑪麗·E·布倫科(Mary E. Brunkow)、弗雷德·拉姆斯德爾(Fred Ramsdell)和日本的坂口志文(Shimon Sakaguchi),以表彰這三位科學(xué)家在外周免疫耐受方面的發(fā)現(xiàn)。
揭開免疫系統(tǒng)識別敵我謎團(tuán)
每個(gè)人的生存,都得益于自身強(qiáng)大的免疫系統(tǒng)。但是,免疫系統(tǒng)為何能“非秦者去,為客者逐”,只識別和攻擊入侵的病原體和異體物質(zhì),而不會傷害人體自身的細(xì)胞和器官,一直是一個(gè)謎。這三位科學(xué)家,正是因揭開免疫系統(tǒng)識別敵我的謎團(tuán)而獲得今年的諾獎(jiǎng)。
人體的免疫系統(tǒng),主要由T細(xì)胞、B細(xì)胞、淋巴結(jié)、胸腺和骨髓等組成。其中,T細(xì)胞又分為輔助性T細(xì)胞、殺傷性T細(xì)胞。輔助性T細(xì)胞不斷在身體中巡邏,如果發(fā)現(xiàn)入侵的微生物,就會向其他免疫細(xì)胞發(fā)出警報(bào),由后者對病原體發(fā)起攻擊。殺傷性T細(xì)胞可根除被病原體感染的細(xì)胞,還可以攻擊腫瘤細(xì)胞。
但是,T細(xì)胞需要首先發(fā)現(xiàn)誰是敵人,誰是自家人,這就要由T細(xì)胞上面的受體來識別。T細(xì)胞上的受體像拼圖一樣,有不同的形狀。理論上,人體可以通過基因編碼創(chuàng)造超過 10的15次方個(gè)不同的T細(xì)胞受體,以識別形形色色的入侵者或敵人。
最早的發(fā)現(xiàn)已經(jīng)是在30年前
早在1995年,日本名古屋愛知縣癌癥中心研究所的坂口志文就在《免疫學(xué)雜志》上首先發(fā)表研究結(jié)果,宣稱發(fā)現(xiàn)了一類全新的T細(xì)胞,其特征在于其表面攜帶CD4受體,同時(shí)還攜帶一種稱為CD25的受體(蛋白質(zhì))。
后來,這類T細(xì)胞被坂口志文命名為調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Tregs)。這種細(xì)胞可以讓其他T細(xì)胞,如殺傷性T細(xì)胞平靜下來,不攻擊自己人。
但是,調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的存在和功能還只是一個(gè)假說,需要更多的研究來證實(shí)。美國的瑪麗·布倫科和弗雷德·拉姆斯德爾,便是通過一系列研究證明了調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的存在和功能。通過對因輻射而患壞血病的小鼠進(jìn)行研究,他們?nèi)〉昧诉@些深入的發(fā)現(xiàn)。
在過往的研究中,他們發(fā)現(xiàn),受到輻射的小鼠患壞血病的主要是雄鼠,而雌鼠可以免于這樣的災(zāi)難。他們意識到,這可能是因?yàn)閴难〉幕蛲蛔兾挥谛∈蟮腦染色體上。雌性小鼠有兩條X染色體,其中一條具有健康的DNA,因此能得到保護(hù),但雌性小鼠可以將壞血病突變遺傳給下一代。
因此,他們決定尋找壞血病小鼠的突變基因。不過,這在1990年代就像大海撈針一樣極為困難,因?yàn)樾∈笾蠿染色體的DNA是由約1.7億個(gè)堿基配對核苷酸組成。
經(jīng)過大量的艱苦研究和基因檢測,最后他們找到了導(dǎo)致壞血病的基因Foxp3基因。這個(gè)基因不只是以前未知的,而且與一組稱為叉頭盒(Fox)的基因有許多相似之處。這些基因調(diào)節(jié)其他基因的活性,從而影響細(xì)胞發(fā)育。
發(fā)現(xiàn)能促進(jìn)研發(fā)癌癥新療法
在小鼠中的發(fā)現(xiàn),還不足以說明人類壞血病的原因。在研究中,布倫科和拉姆斯德爾還發(fā)現(xiàn),一種罕見的自身免疫性疾病——X連鎖多內(nèi)分泌腺病腸病伴免疫失調(diào)(IPEX,也與X染色體有關(guān))可能是壞血小鼠病的人類變體。
在收集大量基因數(shù)據(jù)庫的信息時(shí),他們進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)了與小鼠壞血病基因相似的人類基因,即Foxp3。而且,在來自世界各地的兒科醫(yī)生的幫助下,他們收集了受IPEX影響的男孩的樣本,確認(rèn)Foxp3基因就是人類壞血病的有害突變。
發(fā)現(xiàn)Foxp3基因后,進(jìn)一步證實(shí)了調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的功能和重要性。
兩年后,坂口志文和其他研究人員令人信服地證明Foxp3基因控制調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的發(fā)育。這些細(xì)胞,可以防止其他T細(xì)胞錯(cuò)誤地攻擊人體自身的組織。這種情況,即被稱為外周免疫耐受。
調(diào)節(jié)性T細(xì)胞還可以確保免疫系統(tǒng)在消滅入侵者后平靜下來,因此,它不會繼續(xù)以最快的速度工作。
雖然發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞具有識別敵我的能力,只是一種基礎(chǔ)研究,但在生命過程和醫(yī)療中具有極為重要的作用,包括抑制免疫反應(yīng)、維持免疫耐受、消除逃逸的自身反應(yīng)性T細(xì)胞,以及可以研發(fā)針對疾病的新藥物。
諾獎(jiǎng)評審團(tuán)認(rèn)為,“他們的發(fā)現(xiàn)為一個(gè)新的研究領(lǐng)域奠定了基礎(chǔ),并促進(jìn)研發(fā)癌癥和自身免疫性疾病等的新療法”。這個(gè)新領(lǐng)域,指的就是外周免疫耐受。
由此也可看到,今年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)秉持了過去的傳統(tǒng),把獎(jiǎng)勵(lì)授予那些重大發(fā)現(xiàn)和能衍生更多更好產(chǎn)品,以服務(wù)于社會和公眾的研究結(jié)果。
撰稿 / 張?zhí)锟保破兆骷遥?/p>
編輯 / 柯銳
校對 / 盧茜
