伦敦:2025年诺贝尔生理学或医学奖表彰了一项解答医学最深刻问题之一的发现:免疫系统如何知道何时发起攻击,何时保持克制?
大多数时候,我们的防御系统会针对危险感染甚至癌症发起攻击,同时不伤害身体自身的组织。但当这种平衡失效时,后果可能极其严重——从免疫系统攻击健康器官的自身免疫疾病,到因免疫系统过于克制而无法识别和摧毁肿瘤细胞的癌症。
三位科学家——Mary E Brunkow、Fred Ramsdell和Shimon Sakaguchi——揭示了我们的身体如何通过一类特殊的免疫细胞(称为调节性T细胞)维持这种微妙的控制。他们的发现揭示了免疫系统的天然"刹车":这些内部机制可以防止误伤,但在某些情况下,也可能保护癌症免受攻击。
既不过度活跃,也不过于谨慎
了解这些"刹车"的工作原理已经重塑了现代免疫学。指导自身免疫疾病新疗法的同一见解,如今正帮助研究人员微调癌症免疫疗法;调整免疫系统的克制程度,使其能强力攻击肿瘤,同时不会对身体自身发起攻击。
Mary E Brunkow、Fred Ramsdell和Shimon Sakaguchi荣获今年的诺贝尔医学或生理学奖。2025年10月6日,瑞典斯德哥尔摩,卡罗林斯卡学院诺贝尔委员会宣布了诺贝尔生理学或医学奖。
免疫系统就像一支训练有素的安全部队,在身体的每个角落巡逻,检测并消灭细菌、病毒和异常细胞。但即使是最优秀的安保团队,如果没有监管也可能变得危险。
如果不受控制,免疫细胞可能会错误地攻击健康组织:这是1型糖尿病或多发性硬化症等自身免疫疾病的标志。而当系统过于谨慎时,它可能会忽视真正的威胁,给癌症可乘之机,使其在未被察觉的情况下生长。
几十年来,科学家们认为这种免疫"训练"主要发生在生命早期,在一个名为胸腺的器官内:这是一个位于心脏上方的小腺体,年轻的免疫细胞在这里学习攻击哪些目标、忽略哪些目标。那些未能通过测试的细胞会在造成伤害前被清除。
但在20世纪90年代,日本免疫学家Shimon Sakaguchi发现故事还有更多内容。通过对小鼠的实验,他发现了一种以前未知的免疫细胞类型,称为调节性T细胞:即免疫系统的"和平卫士"。这些细胞本身不攻击病原体。
相反,它们约束免疫大军的其他部分,防止不必要的破坏。当Sakaguchi在实验动物中移除这些细胞时,它们的免疫系统失控,开始攻击健康器官。他的研究表明,这些和平卫士细胞对于防止身体自我攻击至关重要。
几年后,Mary Brunkow和Fred Ramsdell发现了使这些和平卫士成为可能的基因开关。他们发现,一个名为Foxp3的基因的单一突变,会使小鼠和人类婴儿容易患上一种罕见但毁灭性的自身免疫疾病,称为IPEX综合征。Foxp3基因充当产生调节性T细胞的"开启开关"。没有它,免疫系统就会失去裁判,陷入混乱。
辅助T细胞与调节性T细胞
免疫系统依赖多种T细胞。辅助T细胞充当团队队长,指挥其他免疫细胞应对感染。我自己的许多研究都集中在这些细胞在HIV感染中的行为,因为它们的缺失会使免疫系统毫无防御能力。调节性T细胞属于同一大家族,但扮演相反的角色:当战斗过于激烈时,它们会让局势平静下来。
这些和平卫士使免疫防御者专注于真正的威胁,而非友军目标。当它们失效时,自身免疫疾病就会出现。但当它们过于有效时,它们可能会抑制对癌症的免疫攻击,使肿瘤得以隐藏和生长。科学家们现在正在学习如何微调这种平衡:增强"守卫"以控制自身免疫疾病,或松开"刹车"使身体能够对抗癌症。
这些发现重新定义了医生对免疫的理解。临床试验已经在测试扩大关节炎、糖尿病患者或器官移植后患者体内调节性T细胞的疗法;帮助身体耐受自身组织。
在癌症治疗中,采用相反的方法:阻断或使这些和平卫士失效,以释放更强的免疫攻击来对抗肿瘤。这是现代免疫疗法背后的原理,这些疗法已经改变了黑色素瘤、肺癌和淋巴瘤患者的治疗结果。
基础科学可带来深远变化
Brunkow、Ramsdell和Sakaguchi的工作展示了基础科学如何在医学领域带来深远变化。
他们的发现不仅有助于解释为什么免疫系统有时会出错,还揭示了如何引导它恢复平衡——这种平衡有朝一日可能预防自身免疫疾病、提高移植存活率,并使癌症疗法更安全、更有效。
今年诺贝尔委员会的决定不仅认可了他们的科学成就,还认可了对免疫系统的理解:它远比简单的开关更为精细复杂。免疫系统就像一个精心调校的管弦乐团,而调节性T细胞则是它的指挥,确保在正确的时间演奏正确的音符,同时消除可能引起混乱的音符。
通过学习精确调整这些生物"刹车",医学正在进入一个新时代。受这些发现启发的治疗方法已经改善了人们的生活,随着时间的推移,它们可能会改变我们从自身免疫疾病到癌症的疾病预防和治疗方式。
Justin Stebbing是安格利亚鲁斯金大学生物医学科学教授。此评论文章最初发表于The Conversation。
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