基础医学

三学者揭开两种免疫激活途径之谜

作者:西奈 来源:中国医学论坛报 日期:2011-10-17
导读

         北京时间2011年10月3日17时30分,瑞典卡罗林斯卡研究所公布了2011年诺贝尔生理学或医学奖的获奖名单。奖金的一半由美籍科学家布鲁斯·博伊特勒(Bruce A. Beutler)和法籍科学家朱尔斯·霍夫曼(Jules A. Hoffmann)共同分享,他们发现了可识别细菌及其他微生物并激活机体先天免疫以进行防御的受体蛋白——Toll样受体。而另一半奖金由加拿大籍科学家拉尔夫·斯坦曼(Ralph M. Steinman)获得,他发现树突细胞启

关键字:  免疫激活 | 诺贝尔奖 |  

Bruce A. Beutler

  布鲁斯•博伊特勒(Bruce A. Beutler)1957年生于美国芝加哥。1981年获芝加哥大学医学学位(MD)。曾就职于纽约洛克菲勒大学和达拉斯得克萨斯大学(UT)西南医学中心,在此期间发现脂多糖(LPS)受体。后又就职于加州拉荷亚的斯克里普斯研究所。最近重返UT西南医学中心任宿主防御遗传学教授。

Jules A. Hoffmann

  朱尔斯•霍夫曼(Jules A. Hoffmann)1941年生于卢森堡埃希特纳赫,1969年获法国斯特拉斯堡大学博士学位(PhD)。1974-2009年一直是斯特拉斯堡一所研究实验室的领军人物。Hoffmann教授同时担任斯特拉斯堡分子细胞生物学研究所主任,并于2007-2008年间出任法国国家科学院院长。

Ralph M. Steinman

  拉尔夫•斯坦曼(Ralph M. Steinman)1943年生于加拿大蒙特利尔,1968年获美国哈佛医学院医学学位(MD)。1970年,Steinman教授加入纽约洛克菲勒大学,1988年起担任该校免疫学教授。Steinman教授于9月30日逝世,虽诺贝尔奖从不授予已故者,但考虑到他是在颁奖前故去的,故将其奖项保留。

  北京时间2011年10月3日17时30分,瑞典卡罗林斯卡研究所公布了2011年诺贝尔生理学或医学奖的获奖名单。奖金的一半由美籍科学家布鲁斯·博伊特勒(Bruce A. Beutler)和法籍科学家朱尔斯·霍夫曼(Jules A. Hoffmann)共同分享,他们发现了可识别细菌及其他微生物并激活机体先天免疫以进行防御的受体蛋白——Toll样受体。而另一半奖金由加拿大籍科学家拉尔夫·斯坦曼(Ralph M. Steinman)获得,他发现树突细胞启动了主动免疫的核心——T细胞,并使T细胞对入侵微生物产生免疫记忆。

  这3位科学家的发现揭示了免疫系统激活的关键步骤,革新了人类对免疫系统的认知。

  两道免疫防线 人类生活环境中有许多危害健康的致病微生物(细菌、病毒、真菌和寄生虫),但免疫系统为人体提供了防御(如图)。

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  防御的第1道防线即先天免疫,此防线可消灭侵入的微生物并触发炎症以阻挡其攻击。若微生物突破了此防线,则第2道防线——获得性免疫——临危受命,其通过T细胞和B细胞产生抗体并杀伤受感染的细胞,且在成功阻截攻击后,获得性免疫可维持免疫记忆,以保证同种微生物下次进攻时,机体更快速有效地调动防御因子。

  免疫系统的这两道防线为机体抵御传染病入侵提供了保护,但同时亦存在风险,若防线活化阈值过低或内源性分子激活免疫系统,将导致炎性疾病。

  先天性免疫传感器的发现 1966年,Hoffmann教授发现Toll基因(一种与胚胎发育相关的基因)变异的果蝇因不能有效防御传染病而死亡。他还断定Toll基因产物与感知致病微生物相关,若要成功防御致病微生物则必须使Toll基因活化。

  细菌产物脂多糖(LPS)可导致致命性脓毒症休克。1998年,Beutler教授发现,对LPS有抵抗力的小鼠,在其与果蝇Toll基因极其相似的基因上存在变异。这种Toll样受体(TLR)被证明是LPS受体,当其与LPS结合,则促使炎症信号被启动,当LPS过量时,脓毒症休克发生。由此,先天性免疫的传感器最终被发现。

  控制获得性免疫的一种新细胞类型 1973年,Steinman教授发现了一种被称为树突细胞的新细胞类型,并通过研究证实该细胞有激活T细胞的独特能力。他还进一步发现,先天性免疫应答发出的信号被树突细胞感知,以此控制T细胞活化。这使免疫系统在对致病微生物作出反应的同时,避免了其对机体自身内源性分子的攻击。

  由基础研究转化为医学实践 这3位教授的发现革新了人们对人体免疫系统活化和调节的认识,也使得通过新的方法预防和治疗疾病成为可能,如通过改良的疫苗治疗感染性疾病和通过刺激免疫系统治疗肿瘤等。这些发现还揭示了为何免疫系统可攻击机体自身组织,故为炎性疾病的治疗提供了新线索。(西奈 整理)

  ■ 背后的故事

  发现之旅从研究蚱蜢开始

  Hoffmann教授在接受诺贝尔奖官方媒体电话采访时说,最初(上世纪60年代),他的研究是为了解蚱蜢等昆虫是如何进行抗菌药物防御的。在做一些昆虫间内分泌组织或器官移植工作时,他注意到在无任何无菌操作的情况下,接受移植的昆虫并不会发生任何感染。于是他开始尝试探索是什么使昆虫免受感染。初时,他进行了一些X线治疗等实验性生物学的研究;然后又开始做效应分子的生化研究并发现了一些抗菌肽等;到了90年代,他和同事决定从蚱蜢过渡到果蝇的研究。(张眉 整理)

  点燃炎性疾病治疗之光

  Beutler教授认为他们的研究成果最有希望应用于炎症和自身免疫疾病,因炎症是为应对感染而进化来的。无菌性炎症疾病(如类风湿关节炎)和自身免疫性疾病(如狼疮)可能有一些相同的通路参与其中,也许通过阻断TLR信号途径可发现治疗上述疾病的特异性方法。(张眉 整理)

  发现延长科学家自身寿命

  洛克菲勒大学发布新闻称,Steinman教授于4年前确诊为胰腺癌,但他通过一种利用了树突细胞研究成果的免疫治疗方法延长了自身寿命。

  Steinman教授关于树突细胞的研究推动了sipuleucel-T疫苗(一种自体树突状细胞疫苗)在晚期前列腺癌中的应用,这是首个用于癌症的治疗疫苗。

  (西奈 整理)

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