▲瑪麗·E·布倫科、弗雷德·拉姆斯德爾和坂口志文(Shimon Sakaguchi)。圖/諾貝爾獎委員會官網(wǎng)


10月6日,一年一度備受矚目的諾貝爾獎如約開獎,首個揭曉的依然是生理學或醫(yī)學獎。


當天,瑞典卡羅琳醫(yī)學院宣布,將2025年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎授予美國的瑪麗·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

每個人的生存,都得益于自身強大的免疫系統(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胞和器官,一直是一個謎。這三位科學家,正是因揭開免疫系統(tǒng)識別敵我的謎團而獲得今年的諾獎。

人體的免疫系統(tǒng),主要由T細胞、B細胞、淋巴結(jié)、胸腺和骨髓等組成。其中,T細胞又分為輔助性T細胞、殺傷性T細胞。輔助性T細胞不斷在身體中巡邏,如果發(fā)現(xiàn)入侵的微生物,就會向其他免疫細胞發(fā)出警報,由后者對病原體發(fā)起攻擊。殺傷性T細胞可根除被病原體感染的細胞,還可以攻擊腫瘤細胞。

但是,T細胞需要首先發(fā)現(xiàn)誰是敵人,誰是自家人,這就要由T細胞上面的受體來識別。T細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次方個不同的T細胞受體,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細胞,其特征在于其表面攜帶CD4受體,同時還攜帶一種稱為CD25的受體(蛋白質(zhì))。


后來,這類T細胞被坂口志文命名為調(diào)節(jié)性T細胞(Tregs)。這種細胞可以讓其他T細胞,如殺傷性T細胞平靜下來,不攻擊自己人。

但是,調(diào)節(jié)性T細胞的存在和功能還只是一個假說,需要更多的研究來證實。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細胞的存在和功能。通過對因輻射而患壞血病的小鼠進行研究,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難。他們意識到,這可能是因為壞血病的基因突變位于小鼠的X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,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,因為小鼠中X染色體的DNA是由約1.7億個堿基配對核苷酸組成。

經(jīng)過大量的艱苦研究和基因檢測,最后他們找到了導致壞血病的基因Foxp3基因。這個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,從而影響細胞發(fā)育。


發(fā)現(xiàn)能促進研發(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,他們進一步發(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Foxp3基因就是人類壞血病的有害突變。

發(fā)現(xiàn)Foxp3基因后,進一步證實了調(diào)節(jié)性T細胞的功能和重要性。

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細胞的發(fā)育。這些細胞,可以防止其他T細胞錯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細胞具有識別敵我的能力,只是一種基礎研究,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、維持免疫耐受、消除逃逸的自身反應性T細胞,以及可以研發(fā)針對疾病的新藥物。


諾獎評審團認為,“他們的發(fā)現(xiàn)為一個新的研究領域奠定了基礎,并促進研發(fā)癌癥和自身免疫性疾病等的新療法”。這個新領域,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或醫(yī)學獎秉持了過去的傳統(tǒng),把獎勵授予那些重大發(fā)現(xiàn)和能衍生更多更好產(chǎn)品,以服務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