三學者揭開兩種免疫激活途徑之謎

作者:西奈 來源:中國醫學論壇報 日期:11-10-17

Bruce A. Beutler

  布魯斯•博伊特勒(Bruce A. Beutler)1957年生於美國芝加哥。1981年獲芝加哥大學醫學學位(MD)。曾就職於紐約洛克菲勒大學和達拉斯得克薩斯大學(UT)西南醫學中心,在此期間發現脂多糖(LPS)受體。後又就職於加州拉荷亞的斯克裏普斯研究所。最近重返UT西南醫學中心任宿主防禦遺傳學教授。

Jules A. Hoffmann

  朱爾斯•霍夫曼(Jules A. Hoffmann)1941年生於盧森堡埃希特納赫,1969年獲法國斯特拉斯堡大學博士學位(PhD)。1974-2009年一直是斯特拉斯堡一所研究實驗室的領軍人物。Hoffmann教授同時擔任斯特拉斯堡分子細胞生物學研究所主任,並於2007-2008年間出任法國國家科學院院長。

Ralph M. Steinman

  拉爾夫•斯坦曼(Ralph M. Steinman)1943年生於加拿大蒙特利爾,1968年獲美國哈佛醫學院醫學學位(MD)。1970年,Steinman教授加入紐約洛克菲勒大學,1988年起擔任該校免疫學教授。Steinman教授於9月30日逝世,雖諾貝爾獎從不授予已故者,但考慮到他是在頒獎前故去的,故將其獎項保留。

  北京時間2011年10月3日17時30分,瑞典卡羅林斯卡研究所公布了2011年諾貝爾生理學或醫學獎的獲獎名單。獎金的一半由美籍科學家布魯斯·博伊特勒(Bruce A. Beutler)和法籍科學家朱爾斯·霍夫曼(Jules A. Hoffmann)共同分享,他們發現了可識別細菌及其他微生物並激活機體先天免疫以進行防禦的受體蛋白——Toll樣受體。而另一半獎金由加拿大籍科學家拉爾夫·斯坦曼(Ralph M. Steinman)獲得,他發現樹突細胞啟動了主動免疫的核心——T細胞,並使T細胞對入侵微生物產生免疫記憶。

  這3位科學家的發現揭示了免疫係統激活的關鍵步驟,革新了人類對免疫係統的認知。

  兩道免疫防線 人類生活環境中有許多危害健康的致病微生物(細菌、病毒、真菌和寄生蟲),但免疫係統為人體提供了防禦(如圖)。

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  防禦的第1道防線即先天免疫,此防線可消滅侵入的微生物並觸發炎症以阻擋其攻擊。若微生物突破了此防線,則第2道防線——獲得性免疫——臨危受命,其通過T細胞和B細胞產生抗體並殺傷受感染的細胞,且在成功阻截攻擊後,獲得性免疫可維持免疫記憶,以保證同種微生物下次進攻時,機體更快速有效地調動防禦因子。

  免疫係統的這兩道防線為機體抵禦傳染病入侵提供了保護,但同時亦存在風險,若防線活化閾值過低或內源性分子激活免疫係統,將導致炎性疾病。

  先天性免疫傳感器的發現 1966年,Hoffmann教授發現Toll基因(一種與胚胎發育相關的基因)變異的果蠅因不能有效防禦傳染病而死亡。他還斷定Toll基因產物與感知致病微生物相關,若要成功防禦致病微生物則必須使Toll基因活化。

  細菌產物脂多糖(LPS)可導致致命性膿毒症休克。1998年,Beutler教授發現,對LPS有抵抗力的小鼠,在其與果蠅Toll基因極其相似的基因上存在變異。這種Toll樣受體(TLR)被證明是LPS受體,當其與LPS結合,則促使炎症信號被啟動,當LPS過量時,膿毒症休克發生。由此,先天性免疫的傳感器最終被發現。

  控製獲得性免疫的一種新細胞類型 1973年,Steinman教授發現了一種被稱為樹突細胞的新細胞類型,並通過研究證實該細胞有激活T細胞的獨特能力。他還進一步發現,先天性免疫應答發出的信號被樹突細胞感知,以此控製T細胞活化。這使免疫係統在對致病微生物作出反應的同時,避免了其對機體自身內源性分子的攻擊。

  由基礎研究轉化為醫學實踐 這3位教授的發現革新了人們對人體免疫係統活化和調節的認識,也使得通過新的方法預防和治療疾病成為可能,如通過改良的疫苗治療感染性疾病和通過刺激免疫係統治療腫瘤等。這些發現還揭示了為何免疫係統可攻擊機體自身組織,故為炎性疾病的治療提供了新線索。(西奈 整理)

  ■背後的故事

發現之旅從研究蚱蜢開始

  Hoffmann教授在接受諾貝爾獎官方媒體電話采訪時說,最初(上世紀60年代),他的研究是為了解蚱蜢等昆蟲是如何進行抗菌藥物防禦的。在做一些昆蟲間內分泌組織或器官移植工作時,他注意到在無任何無菌操作的情況下,接受移植的昆蟲並不會發生任何感染。於是他開始嚐試探索是什麼使昆蟲免受感染。初時,他進行了一些X線治療等實驗性生物學的研究;然後又開始做效應分子的生化研究並發現了一些抗菌肽等;到了90年代,他和同事決定從蚱蜢過渡到果蠅的研究。(張眉 整理)

點燃炎性疾病治療之光

  Beutler教授認為他們的研究成果最有希望應用於炎症和自身免疫疾病,因炎症是為應對感染而進化來的。無菌性炎症疾病(如類風濕關節炎)和自身免疫性疾病(如狼瘡)可能有一些相同的通路參與其中,也許通過阻斷TLR信號途徑可發現治療上述疾病的特異性方法。(張眉 整理)

發現延長科學家自身壽命

  洛克菲勒大學發布新聞稱,Steinman教授於4年前確診為胰腺癌,但他通過一種利用了樹突細胞研究成果的免疫治療方法延長了自身壽命。

  Steinman教授關於樹突細胞的研究推動了sipuleucel-T疫苗(一種自體樹突狀細胞疫苗)在晚期前列腺癌中的應用,這是首個用於癌症的治療疫苗。

  (西奈 整理)

關鍵字:免疫激活,諾貝爾獎,

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