2025年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎三位獲獎?wù)?/p>
當(dāng)?shù)貢r間10月6日,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)獎授予科學(xué)家瑪麗·E·布倫科(Mary E. Brunkow)、弗雷德·拉姆斯德爾(Fred Ramsdell)和坂口志文(Shimon Sakaguchi),表彰他們在外周免疫耐受方面的研究貢獻(xiàn)。
他們突破性的研究工作解決了一個免疫學(xué)領(lǐng)域的悖論:人體強(qiáng)大無比的防御系統(tǒng),為何不會“倒戈”攻擊自身?據(jù)諾貝爾委員會官網(wǎng)發(fā)布的新聞稿介紹,三位獲獎?wù)叩募w工作,識別出了一類特殊的免疫細(xì)胞,它們?nèi)缤w內(nèi)的“和平維護(hù)部隊(duì)”,主動抑制自身免疫攻擊。這類細(xì)胞如今被稱為調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Tregs)。他們的研究最終發(fā)現(xiàn)了控制這些關(guān)鍵細(xì)胞發(fā)育和功能的“總開關(guān)”基因——Foxp3。
正如諾貝爾獎委員會主席奧勒·坎普所言:“他們的發(fā)現(xiàn)對于我們理解免疫系統(tǒng)如何運(yùn)作,以及為何我們并非人人都會患上嚴(yán)重的自身免疫性疾病,是決定性的” 。
一個困擾已久的難題:
誰在約束免疫系統(tǒng)的“危險(xiǎn)分子”?
人體的免疫系統(tǒng)每天保護(hù)我們免受數(shù)千種試圖入侵的微生物的侵害。為實(shí)現(xiàn)這一功能,免疫系統(tǒng)會生成大量T細(xì)胞,這些細(xì)胞的受體是隨機(jī)組合的,以識別幾乎無限的外部威脅。然而,這種隨機(jī)性不可避免地會產(chǎn)生一些能夠識別并結(jié)合身體自身組織的T細(xì)胞受體 。
長期以來,科學(xué)界認(rèn)為免疫系統(tǒng)主要通過一種名為“中樞耐受”的機(jī)制來解決這一問題。該理論認(rèn)為,在胸腺這一器官內(nèi),對自身蛋白反應(yīng)過強(qiáng)的T細(xì)胞在成熟過程中會被篩選并清除。然而,這個篩選過程并不完美,總有“危險(xiǎn)分子”會逃脫。三位獲獎?wù)叩墓ぷ鹘沂玖嗣庖呦到y(tǒng)更為復(fù)雜的調(diào)控機(jī)制,即存在于胸腺之外的第二道防線,叫做“外周免疫耐受” 。
三位獲獎科學(xué)家發(fā)現(xiàn),這道防線的關(guān)鍵執(zhí)行者是一類此前未知的免疫細(xì)胞,諾貝爾獎委員會將其描述為免疫系統(tǒng)的“安全警衛(wèi)”。這些細(xì)胞,即“調(diào)節(jié)性T細(xì)胞”,功能是阻止其他免疫細(xì)胞攻擊身體自身組織,從而維持免疫平衡。
科學(xué)突破第一部曲:
坂口志文與他逆流而上的探索
日本科學(xué)家坂口志文早年就著迷于免疫系統(tǒng)的“矛盾本質(zhì)”:既能治愈,也能傷害。上世紀(jì)90年代初,當(dāng)他從美國回到日本時,他選擇了一條直接挑戰(zhàn)當(dāng)時科學(xué)共識的道路。他被一個當(dāng)時“在免疫學(xué)家中最不受歡迎”的假說所吸引,即危險(xiǎn)的、對自身有反應(yīng)的T細(xì)胞持續(xù)存在于健康人體內(nèi),被某種抑制力量控制著。
諾貝爾委員會在背景介紹中指出,坂口志文當(dāng)時正“逆流而上”。一個反常的實(shí)驗(yàn)觀察堅(jiān)定了他的信念:當(dāng)新生小鼠的胸腺被摘除后,它們的免疫系統(tǒng)非但沒有變?nèi)酰炊萑胧Э?,引發(fā)了多種嚴(yán)重的自身免疫病。這讓他確信,胸腺不僅生產(chǎn)“戰(zhàn)士”T細(xì)胞,一定還生產(chǎn)某種維持秩序的“衛(wèi)士”細(xì)胞。
圖為坂口志文
經(jīng)過十余年的工作,坂口志文在1995年發(fā)表了他的里程碑式論文。他通過一個設(shè)計(jì)精巧的實(shí)驗(yàn)證明,一小部分表面帶有CD4和CD25兩種蛋白的T細(xì)胞,是負(fù)責(zé)免疫抑制的關(guān)鍵。當(dāng)他從健康小鼠體內(nèi)移除這些細(xì)胞后,小鼠便患上了嚴(yán)重的自身免疫??;而當(dāng)他將這些細(xì)胞輸回病鼠體內(nèi),疾病則被阻止了。他找到了他心目中的“安全衛(wèi)士”,并將其命名為“調(diào)節(jié)性T細(xì)胞”。然而,盡管證據(jù)確鑿,這一發(fā)現(xiàn)在當(dāng)時仍然遭到了科學(xué)界的普遍質(zhì)疑。
科學(xué)突破第二部曲:
布倫科、拉姆斯德爾找到了“開關(guān)”
當(dāng)坂口志文苦苦求索時,一條不同的科研路徑正在美國展開。分子生物學(xué)家布倫科和免疫學(xué)家拉姆斯德爾當(dāng)時正致力于為自身免疫性疾病尋找藥物靶點(diǎn)。
他們的注意力被一種名為“scurfy”的奇特實(shí)驗(yàn)小鼠所吸引。這種小鼠因X染色體上的一個基因缺陷,導(dǎo)致T細(xì)胞大規(guī)模失控增殖并攻擊自身器官。兩人意識到,這或許是研究人類自身免疫病的完美模型。他們推斷,如果能找到導(dǎo)致該病的那個突變基因,將為理解疾病成因提供“決定性的見解”。
2020年,坂口志文獲得保羅·埃爾利希和路德維?!み_(dá)姆施泰特獎
在那個基因測序技術(shù)遠(yuǎn)不如今日發(fā)達(dá)的年代,尋找一個基因突變,如同諾貝爾背景資料中所描述的,“好比在巨大的干草堆里找一根針”。他們將突變的位置縮小到小鼠X染色體上一個包含大約50萬個DNA堿基對的區(qū)域。在該區(qū)域內(nèi),他們識別出了20個潛在的基因。據(jù)報(bào)道,他們在檢查到第20個、也是最后一個候選基因時,發(fā)現(xiàn)了那個致命的突變。
2001年,兩人發(fā)表了這一重大發(fā)現(xiàn),并將這個前所未知的基因命名為Foxp3。關(guān)鍵的是,他們將這一發(fā)現(xiàn)與一種罕見的人類遺傳病——IPEX綜合征聯(lián)系起來。該病的癥狀與scurfy小鼠驚人地相似,且同樣與X染色體相關(guān)。最終證實(shí):正是人類Foxp3基因的突變,導(dǎo)致了IPEX綜合征。他們找到了調(diào)控免疫系統(tǒng)的一個關(guān)鍵遺傳開關(guān)。
科學(xué)突破第三部曲:
一個謎題的兩半?yún)R合,完整圖景終獲呈現(xiàn)
1995年和2001年的兩項(xiàng)發(fā)現(xiàn),如同一個謎題的兩半。坂口志文找到了“維和部隊(duì)”的細(xì)胞,卻不知其背后的指令;布倫科和拉姆斯德爾找到了一個“主控開關(guān)”基因,卻未完全明了它在免疫系統(tǒng)中的確切角色。
最終,在2003年,坂口志文將這兩項(xiàng)獨(dú)立的發(fā)現(xiàn)聯(lián)系了起來。他證明,布倫科和拉姆斯德爾發(fā)現(xiàn)的Foxp3基因,正是調(diào)控他于1995年所發(fā)現(xiàn)的調(diào)節(jié)性T細(xì)胞發(fā)育和功能的“主導(dǎo)基因”(master gene)。至此,一個完整的免疫調(diào)控機(jī)制得以闡明:Foxp3基因通過控制調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的產(chǎn)生,進(jìn)而維持著外周免疫耐受。
諾貝爾獎委員會在聲明中指出:“他們的發(fā)現(xiàn)為新的研究領(lǐng)域奠定了基礎(chǔ),并促進(jìn)了例如針對癌癥和自身免疫病的新療法的發(fā)展”。這一系列發(fā)現(xiàn)“開啟了外周耐受領(lǐng)域的研究” ,并為多種疾病的治療開辟了全新途徑:
1. 治療自身免疫?。ㄔ鲈S和部隊(duì)): 在類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、1型糖尿病等疾病中,免疫系統(tǒng)過度活躍。治療目標(biāo)是增強(qiáng)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Tregs)的力量得以恢復(fù)秩序。目前已有療法通過擴(kuò)增患者自身的Tregs再回輸體內(nèi)來進(jìn)行治療。
2. 癌癥免疫療法(解除衛(wèi)兵武裝): 狡猾的癌細(xì)胞會利用這套維和系統(tǒng)來保護(hù)自己。許多腫瘤會主動招募Tregs在周圍形成“保護(hù)盾”,阻止免疫系統(tǒng)攻擊。因此,治療目標(biāo)與第一種相反:暫時削弱或清除腫瘤周圍的Tregs,“解除衛(wèi)兵的武裝”,讓免疫系統(tǒng)得以攻擊癌細(xì)胞。
3. 器官移植(加強(qiáng)善意歡迎): 通過駕馭Tregs的力量,有望“教導(dǎo)”免疫系統(tǒng)容忍移植器官,從而減少對強(qiáng)效免疫抑制藥物的依賴。
目前,已有多種基于上述原理的療法正在進(jìn)行臨床試驗(yàn)。
據(jù)報(bào)道,三位獲獎?wù)邔⑵椒?100萬瑞典克朗(約合120萬美元)的獎金。他們的工作不僅改變了人類對免疫系統(tǒng)的認(rèn)知,也為攻克多種免疫相關(guān)疾病帶來了新的希望。
紅星新聞記者 鄧紓怡
編輯 楊珒
審核 高升祥
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