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詹姆斯·艾利森和本庶佑:免疫细胞刹车的发现开辟了肿瘤治疗的新天地

发布时间: 2021-04-14 浏览次数:

詹姆斯·艾利森和本庶佑荣获2018年诺贝尔生理学或医学奖


我们知道,人体有一个严密的免疫系统,免疫系统由免疫器官(骨髓、胸腺、脾脏、淋巴结、扁桃体、小肠集合淋巴结、阑尾等)、免疫细胞(淋巴细胞、单核吞噬细胞、中性粒细胞、嗜碱粒细胞、嗜酸粒细胞、肥大细胞、血小板等),以及免疫分子(补体、免疫球蛋白、干扰素、白细胞介素、肿瘤坏死因子等细胞因子等)组成。

这个系统就像一支精密的军队,24小时昼夜不停地保护着我们的健康。当有外敌(如:细菌、病毒、真菌、寄生虫)入侵的时候,免疫系统立即可以调配不同功能的免疫“部队”,来对付入侵的敌人。当人体出现异常细胞(如癌变的细胞),免疫系统可以起到“免疫监视员”的作用,能够及时发现并清除体内的异常细胞,而避免了肿瘤的发生。

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免疫系统组成


大量的研究发现,人体的大多数疾病与免疫系统失调有关。如果因为某种原因使得人体的免疫功能下降,或者入侵的敌人过多,免疫系统无法招架,就可能会导致疾病的发生。

人体每天大约有1万亿个细胞死亡,同时又有同等数量的细胞新生,新生的细胞取代死去的细胞,在这个过程中,每天会产生数千个癌细胞,这就需要人体的免疫系统加以清除。但是肿瘤细胞可以通过表达免疫抑制分子,与免疫细胞表面信号作用,降低免疫系统功能,从而逃避免疫杀伤。2018年诺贝尔生理学或医学奖授予了美国免疫学家詹姆斯·艾利森(James Allison)和日本免疫学家本庶佑(Tasuku Honjo),以表彰两位科学家在肿瘤免疫学的贡献。这两位科学家的发现,都提出了一个新的概念:免疫细胞刹车,或者称为分子刹车,为肿瘤的治疗开辟了新的天地

詹姆斯·艾利森和本庶佑


詹姆斯·艾利森(James P. Allison)是美国著名免疫学家,美国得克萨斯大学M·D·安德森癌症中心免疫学研究平台负责人、免疫学教授。艾利森被认为是分离出T细胞抗原(T-cell antigen)复合物蛋白的第一人,他同时发现,如果可以暂时抑制T细胞表面表达的CTLA-4这一免疫系统“分子刹车”的活性,就能提高免疫系统对肿瘤细胞的攻击性,从而缩小肿瘤的体积。他对T细胞发育和激活,以及及免疫系统“刹车”的卓越研究,为癌症治疗开创了全新的免疫治疗思路——释放免疫系统自身的能力来攻击肿瘤。

艾利森1948年8月7日出生于美国得克萨斯州,在得克萨斯大学奥斯汀分校获微生物学学士学位,后又获生命科学博士学位。他是美国国家科学院院士,霍华德·休斯医学研究所研究员。2014年,他获生命科学突破奖、唐奖生物技术医药奖、霍维茨奖、盖尔德纳国际奖、哈维奖。2015年,艾利森获得有“诺奖风向标”之称的拉斯克临床医学研究奖。

本庶佑(Tasuku Honjo)是日本免疫学家,美国国家科学院外籍院士,日本学士院会员。现任京都大学高等研究院特别教授。1942年1月27日,本庶佑出生于日本京都府。1975年取得京都大学医学博士学位。完成学业后,本庶曾在京都大学、东京大学医学部任助手。此一时间,他也兼任了美国卡内基研究所、美国国立卫生研究院的客座研究员,在许多美国研究机关以客座身份活动。1984年开始在京大专职,担任了京都大学基因实验设施的负责人。此后数十年,他又担任过弘前大学教授、京大研究科长、医学部学部长等职。2005年开始转为京大教授。本庶教授建立了免疫球蛋白类型转换的基本概念框架,他提出了一个解释抗体基因在模式转换中变化的模型。1992年,本庶首先鉴定PD-1为活化T淋巴细胞上的诱导型基因,这一发现为PD-1阻断建立癌症免疫治疗原理做出了重大贡献,曾在2013年被《Science》评为年度十大科学突破之首。

癌症是目前导致人类要死亡的主要原因之一。《2014年全球癌症报告》显示,全球癌症新发和死亡病例呈持续上升之势,新增病例有近一半出现在亚洲,其中大部分在中国。

免疫细胞杀伤肿瘤细胞


如果说,肿瘤的传统的治疗方式(放疗、化疗)是直接针对肿瘤细胞的,但免疫治疗并不直接针对肿瘤细胞,它是动员人体自身免疫系统参与攻击,利用患者自身免疫系统杀伤或抑制肿瘤细胞。肿瘤的免疫治疗分为被动免疫治疗和主动免疫治疗两类,其中主动免疫是主要手段。目前国际上免疫治疗的主要研究方向是免疫检查点抑制剂,其中较为有代表性的治疗就是PD-1/PD-L1抑制剂和CTLA-4拮抗剂。也就是根据艾利森和本庶佑的研究生产的药物。

正常情况下,人体内的免疫T细胞是可以监测并清除肿瘤细胞的。然而肿瘤细胞可以通过伪装自己而逃避免疫系统的监测。当肿瘤细胞表面的PD-L1与免疫T细胞表面的PD-1结合后,T细胞将减少增殖或失去活性,从而失去了识别和打击肿瘤细胞的能力,肿瘤细胞得以躲过免疫系统的攻击。那么,我们使用PD-1和PD-L1抑制剂的作用,就是通过不同途径抑制它们的结合,而达到重新激活T细胞的功能,让它恢复正常的识别肿瘤的功能,来控制肿瘤的进展,因此,PD-1和PD-L1抑制剂扮演了一个刹车系统的角色,可以减缓这些细胞器的活动。对于提高晚期肿瘤的生存期,并改善癌症患者的生活质量是有着积极意义的。

同样,艾利森在免疫细胞的分子表面发现了一种名为CTLA-4的蛋白,它可以起到“分子刹车”的作用,从而终止免疫反应。通过抑制CTLA-4分子,能使T细胞大量增殖、攻击肿瘤细胞。基于该机理,人类历史上第一个癌症免疫药物伊匹单抗(ipilimumab)问世了,可用于治疗黑色素瘤。

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资料来源:医学界

整理:王京波