玛丽·E·布伦科(Mary E. Brunkow)、弗雷德·拉姆斯德尔(Fred Ramsdell)和坂口志文(Shimon Sakaguchi)因“在外周免疫耐受领域的发现”而获奖。
适应性免疫系统的一个显著特征是其能够识别身体从未接触过的病原体。这种多功能性由B细胞和T细胞驱动,它们检测抗原(分子特征)并发起定制的免疫反应。
这就像我们的免疫系统在为可能遇到的每一把锁锻造钥匙。这种被称为抗原受体的“钥匙”的巨大多样性源于基因重组,使其能够识别几乎任何病原体(甚至科幻电影中的未来太空病毒!)
但生产每一种可能的钥匙都伴随着风险:不可避免地,其中一些钥匙会适合我们自己的“锁”。当这种情况发生时,免疫系统可能会识别并攻击身体本身,导致自身免疫疾病。
为了防止这一点,我们的免疫系统必须学会识别组织而不攻击它们。几十年来,科学家认为这种自我耐受仅通过称为中枢耐受的过程实现,这是在胸腺中进行的选择过程,或如科学家所称的“谋杀大学”。发育中的细胞经历严格测试,只有那些不与自身反应的细胞才能存活、毕业并进入血液循环(它们不像我们能去皇家阿尔伯特音乐厅那样……)。
在中枢耐受发现后,一些研究人员怀疑某些自身反应性细胞可能以某种方式“逃出”胸腺。然而,这一想法没有坚实基础,很快被驳回。尽管如此,在1980/90年代,日本科学家坂口志文教授在名古屋工作时决定挑战规则。
他发现,从新生小鼠中移除胸腺(因此允许自身反应性细胞形成)会导致致命的自身免疫,但移植来自健康小鼠供体的成熟T细胞可以预防这种情况!
这表明存在“守护天使”细胞,防止自身反应性免疫系统的活动。他后来将它们鉴定为表达CD25的CD4+T细胞,并将其命名为调节性T细胞(Tregs)。在他具有开创性的论文中,他指出:“越来越多的实验证据表明,移除或失活特定的调节性T细胞群可以破坏自然自我耐受,导致各种自身免疫疾病自发发展。”
调节性T细胞(插图:马蒂亚斯·卡尔伦为诺贝尔生理学或医学委员会绘制)与此同时,在田纳西州,研究辐射效应的研究人员偶然发现了一种具有鳞状皮肤、脾脏肿大、淋巴腺肿大和短寿命的特殊小鼠品系。这些“鳞屑”小鼠激发了诺贝尔奖得主玛丽·E·布伦科博士和弗雷德·拉姆斯德尔博士的好奇心,他们意识到该缺陷与X染色体相关,从而解释了为什么它主要影响雄性小鼠。多年后,他们确定了原因:FOXP3基因的突变。值得注意的是,在患有罕见自身免疫疾病IPEX(免疫失调、多内分泌病、肠病、X连锁综合征)的人类中也发现了相同的突变,该病主要影响具有XY染色体的人群。这揭示了FOXP3对人类免疫耐受也至关重要!
得益于科学合作和数据共享,拼图终于完整:坂口发现的Tregs正是由主调控基因FOXP3控制的。
这个过程被称为外周耐受,当自身反应性T细胞离开胸腺时发生,但它们不促进自身免疫,而是下调自身免疫活动并促进平衡。
自这一发现以来,我们了解到Tregs不仅预防自身免疫,还在感染后平息免疫系统,这是防止组织损伤和恢复平衡的关键步骤。
我们有幸采访了免疫学与炎症系主任玛琳娜·博托(Marina Botto)教授,她反思道:
“这些发现不仅加深了我们对免疫调节的理解,还为针对自身免疫疾病、癌症和移植排斥的治疗策略奠定了基础。在这个免疫疗法正在重塑医学的时代,这一认可突显了免疫学研究的重要性。”
基于Tregs的疗法清单近年来迅速增长,且不会停止。未来研究可能包括工程化治疗性Tregs,探索它们在神经退行性疾病、衰老或代谢疾病中的作用,以及饮食或微生物组等外部因素如何塑造其功能。
超越医学,这一诺贝尔奖教会我们一些永恒的东西:不要害怕逆流而上,相信好奇心,并不要忘记分享你的科学——它可能为你带来下一个诺贝尔奖!
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