人體免疫系統如同一支“軍隊”,保護我們免受外來病原體侵害。然而,“狡猾的”病原體會偽裝成不同形態欺騙免疫系統,甚至進化出與人體細胞相似的特征。免疫系統是如何精準識別“敵人”,將它們與人體自身細胞區分開,以避免誤打“內戰”傷及人體自身呢?
??2025年諾貝爾生理學或醫學獎三名獲獎者——美國科學家瑪麗·布倫科、弗雷德·拉姆斯德爾和日本科學家坂口志文打破固有認知,發現了能在識別“敵人”同時避免自身“內戰”的免疫系統“安全衛士”——調節性T細胞,為開辟外周免疫耐受這一全新研究領域奠定基礎。
??免疫系統必有“保安”
??長期以來,許多研究人員堅信,免疫耐受,也就是人體免疫系統識別“自己人”的機制,僅僅是通過被稱為“中樞免疫耐受”的篩選過程來實現的。
??中樞免疫耐受是指在胸腺等中樞免疫器官中,免疫細胞在發育時會“自檢”——一旦發現它們攻擊自己的組織,就會被淘汰或改造,使進入血液的細胞大多數不會誤傷身體,這樣就防止了自身免疫性疾病的發生。
??然而,20世紀80年代,坂口志文在日本愛知縣癌癥中心研究所就職期間卻產生不同于主流的看法,并有了關鍵發現。坂口的靈感來自早先的另一項實驗:為理解胸腺在T細胞發育中的作用,研究人員切除新生小鼠的胸腺,發現小鼠免疫系統過度活躍、失控運行,即中樞免疫耐受缺陷導致了嚴重的自身免疫性疾病。隨后坂口將來自健康小鼠的成熟T細胞注入切除胸腺的小鼠體內,發現小鼠的自身免疫性疾病被治愈。這一實驗表明,成熟T細胞具有調控免疫反應的能力,能夠抑制那些失控的自身反應性T細胞。
??這一結果及其他類似結果也讓坂口確信,外周免疫系統——身體里負責實際防御的“前線部隊”中,一定存在某種形式的調節性“安全衛士”。在隨后實驗中,坂口發現了一類此前未知的全新T細胞,將其命名為調節性T細胞。坂口和同事1995年在美國《免疫學雜志》發表的里程碑式論文指出,調節性T細胞是T細胞的特殊亞群,能保護機體免受自身免疫性疾病侵害。
??突變導致免疫“失控”
??不過,當時許多人仍對坂口的發現持懷疑態度。正是布倫科和拉姆斯德爾的后續研究提供了關鍵證據。
??20世紀40年代,在位于美國田納西州的橡樹嶺國家實驗室,研究人員在進行輻射影響研究時意外發現,一些雄性小鼠生來皮膚就出現鱗屑狀脫落,脾臟和淋巴結極度腫大,只能存活幾周。研究人員意識到這種疾病的相關基因突變必定位于X染色體上,因為雌性小鼠能夠攜帶突變生存,它們擁有兩條X染色體,其中一條是健康的。
??20世紀90年代,分子生物學工具進一步發展后,研究人員調查發現,這些小鼠的器官受到T細胞攻擊,T細胞破壞了小鼠體內器官,似乎是相關突變引發了免疫系統的“叛亂”。
??在科技飛速發展的今天,只需數天時間就能繪制出小鼠整個基因組圖譜,鎖定突變基因。但在當時,這樣的工作無異于大海撈針,需要付出大量時間和耐心,以及對當時分子生物學工具的創造性應用。
??經過不懈努力,布倫科和拉姆斯德爾最終找到了這些患皮屑病小鼠的突變基因。他們于2001年發表在英國《自然·遺傳學》雜志上的論文指出,該基因在人體內的同源基因FOXP3突變會引起一種罕見自身免疫性疾病,進一步印證了免疫系統“叛亂”的原因。這一關鍵發現引發全球多個實驗室競相投入后續研究,研究人員逐漸意識到FOXP3基因可能對調節性T細胞至關重要。
??推動有前景的新療法
??兩年后,坂口的團隊將這些發現聯系起來,證明了FOXP3基因控制著調節性T細胞的發育。調節性T細胞負責監控其他免疫細胞,可以防止免疫系統錯誤地攻擊人體自身組織,這對于外周免疫耐受機制至關重要。調節性T細胞還能確保免疫系統在清除入侵者后“冷靜下來”,不再繼續“全速運轉”。
??評獎委員會6日在一份新聞公報中說,三名科學家的發現開創了外周免疫耐受這一全新研究領域,推動了癌癥和自身免疫性疾病治療的發展。這些發現還可能推動器官移植等領域的進展。
??諾貝爾生理學或醫學獎評委、瑞典卡羅琳醫學院臨床免疫學教授、瑞典皇家科學院院士潘嬙向新華社記者介紹說,這是一項具有臨床意義的基礎性研究。目前有超過200項相關研究正處于臨床試驗階段。
??數據顯示,包括1型糖尿病、類風濕性關節炎和多發性硬化癥等在內的自身免疫性疾病影響著全球約十分之一的人口。英國免疫學家薩曼莎·巴克特勞特對《自然》雜志表示,如果沒有這些初步發現以及這些人開創的整個領域,“我們永遠不會走到現在這個地步,即可以談論一系列自身免疫性疾病的治療方法”。
圖鐵蛋白團簇細胞連接子增效CART細胞治療白血病研究示意圖在國家自然科學基金項目(批準號:T2225021)等資助下,中國科學院過程工程研究所魏煒研究員、馬光輝研究員與南方醫科大學珠江醫院李玉華教授、......
隨著人們年齡增長,免疫系統的效力往往會下降。T細胞數量減少,剩余的細胞對病原體的反應可能更慢。這種衰退會使老年人更容易受到多種感染的威脅。為了解決這種與年齡相關的衰退,美國麻省理工學院開發了一種方法,......
圖人胸腺和外周血T細胞發育與衰老單細胞多組學圖譜在國家自然科學基金項目(批準號:82025002、82394411、82394410、32230036、82170113)資助下,四川大學華西醫院胡洪波......
最新一期《自然·生物技術》發表一項由美國Arc研究所、格萊斯頓研究所和加州大學舊金山分校科學家合作完成的重要成果:他們將基因工程與表觀遺傳工程結合,研發出一種新型表觀遺傳編輯平臺,能同時修改人類T細胞......
諾貝爾生理學或醫學獎委員會在選擇今年的獲獎者時考慮的是治療方法。該獎項由3位研究人員共同獲得,以表彰他們對調節性T細胞(簡稱Tregs)的發現。這種細胞能夠阻止機體自身器官受到意外的免疫攻擊。如果科學......
10月8日,瑞典皇家科學院公布了2025年諾貝爾化學獎的最終歸屬,日本京都大學SusumuKitagawa教授、澳大利亞墨爾本大學RichardRobson教授、加州大學伯克利分校OmarM.Yagh......
人體免疫系統如同一支“軍隊”,保護我們免受外來病原體侵害。然而,“狡猾的”病原體會偽裝成不同形態欺騙免疫系統,甚至進化出與人體細胞相似的特征。免疫系統是如何精準識別“敵人”,將它們與人體自身細胞區分開......
量子力學誕生百年之際,瑞典皇家科學院7日將2025年諾貝爾物理學獎授予約翰·克拉克、米歇爾·H·德沃雷和約翰·M·馬蒂尼斯三名量子物理學家。正是他們在前人百年探索基礎上的開創性發現,讓我們“看見”曾只......
人體免疫系統如同一支“軍隊”,保護我們免受外來病原體侵害。然而,“狡猾的”病原體會偽裝成不同形態欺騙免疫系統,甚至進化出與人體細胞相似的特征。免疫系統是如何精準識別“敵人”,將它們與人體自身細胞區分開......
人體免疫系統如同一支“軍隊”,保護我們免受外來病原體侵害。然而,“狡猾的”病原體會偽裝成不同形態欺騙免疫系統,甚至進化出與人體細胞相似的特征。免疫系統是如何精準識別“敵人”,將它們與人體自身細胞區分開......