“吹哨人”之路

黃建東 李文君

2015年，日本漫畫家清水茜開始在《月刊少年天狼星》連載漫畫《工作細(xì)胞》，隨后被制作成動漫，并在近兩年傳入中國后大火。這部動漫生動講述了人體內(nèi)的各種細(xì)胞如何各司其職，兢兢業(yè)業(yè)地堅(jiān)守在各自的工作崗位，當(dāng)面臨外來病原的入侵時(shí)，又是如何英勇無畏血戰(zhàn)到底。正如動漫中所描述的那樣，人體猶如一個運(yùn)作中的社會，人體內(nèi)的細(xì)胞就好像身兼不同職業(yè)和責(zé)任的社會個體，只有當(dāng)每一個個體都盡職盡責(zé)，整個社會才能正常運(yùn)作。在維持社會正常運(yùn)作的過程中，有一類職業(yè)非常重要，它們無時(shí)無刻不在我們的身體里游走，監(jiān)視和幫助身體的免疫系統(tǒng)正常工作，一旦有外來入侵者，它們就會吹響口哨，將敵人的信息迅速地散播到身體的各個角落。我們可以形象地稱它們?yōu)椤按瞪谌恕薄?/p>

“吹哨人”的真實(shí)名字叫作抗原呈遞細(xì)胞，抗原呈遞細(xì)胞有很多種類型，其中有一類最為重要的專職“吹哨人”，叫作樹突狀細(xì)胞。顧名思義，這一類細(xì)胞的表面分布了樹枝形狀的突起，這些突起并不是隨便長長，它們可以幫助細(xì)胞向各個方向自由移動。1995年，德國著名病理學(xué)和生物學(xué)家保羅·朗格漢斯在皮膚組織中發(fā)現(xiàn)這種長相獨(dú)特的細(xì)胞，并將它們命名為“朗格漢斯細(xì)胞”。后來證實(shí)，朗格漢斯細(xì)胞其實(shí)就是樹突狀細(xì)胞。皮膚組織中的這些朗格漢斯細(xì)胞平常清閑的時(shí)候通過細(xì)胞表面的蛋白質(zhì)——上皮鈣粘蛋白與皮膚細(xì)胞固定在一起。假如你不小心劃破了皮膚，讓外環(huán)境中的細(xì)菌等外源物質(zhì)進(jìn)入皮膚，這些固定住的朗格漢斯細(xì)胞就要開始忙碌地工作了。它們嗅到了細(xì)菌的“味道”，知道敵人來了，需要趕緊去通風(fēng)報(bào)信。它們讓自己少分泌點(diǎn)上皮鈣粘蛋白，轉(zhuǎn)而多分泌點(diǎn)間質(zhì)鈣粘蛋白（可能與上皮鈣粘蛋白作用相反），從而使自己不用固定在皮膚組織中間，以便于在皮膚組織中自由移動（當(dāng)然，真正的移動方法比描述的更加復(fù)雜，以至于至今還沒有科學(xué)家研究清楚）。

皮膚組織結(jié)構(gòu)致密，因?yàn)槠つw是人體的第一道防線，只有致密堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)才能有效防止外來病原的侵犯。當(dāng)樹突狀細(xì)胞移動到皮膚組織之外，它們也還是不能停下腳步，因?yàn)檎嬲哪康牡剡€很遠(yuǎn)。皮膚以內(nèi)還有富含膠質(zhì)的細(xì)胞組織，這里不像皮膚組織致密，它們富有彈性和黏性，此時(shí)細(xì)胞們需要轉(zhuǎn)換移動方式。有科學(xué)家研究證明：在富含膠質(zhì)的細(xì)胞周圍移動時(shí)，樹突狀細(xì)胞會分泌蛋白水解酶，讓這些酶水解細(xì)胞間的膠質(zhì)，為自己開拓出一條移動道路。這是如何研究出來的呢？科學(xué)家們使用某種藥物或者其他手段，讓樹突狀細(xì)胞不再分泌蛋白水解酶，然后發(fā)現(xiàn)，它們無法成功抵達(dá)目的地匯報(bào)敵軍情況了。

在細(xì)胞間移動就好像在森林里穿梭，還得開辟道路，這實(shí)在太麻煩了。聰明的人類為了運(yùn)輸，建造了運(yùn)河。同樣，身體為了更加高效、快速地將“吹哨人”送到目的地，也建造了“運(yùn)河”?！斑\(yùn)河”有分支，有驛站，也能傳遞信息和休息，這套運(yùn)輸系統(tǒng)我們可以專業(yè)地稱之為“淋巴系統(tǒng)”。淋巴系統(tǒng)主要分布著淋巴管，淋巴管里流淌著淋巴液，在身體的各個重要位置分布著淋巴結(jié)和淋巴器官，均由淋巴管連接。

淋巴管末端并不是開放的，可是這樣的話，樹突狀細(xì)胞怎樣進(jìn)入這條“運(yùn)河”呢？事實(shí)上，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，淋巴管末端的細(xì)胞長得很像橡樹葉，一片片橡樹葉交疊在一起，有點(diǎn)像我們的左手和右手的手指交叉在一起，指縫之間的縫隙被黏附分子和透明質(zhì)酸受體黏合在一起，形成不完全的細(xì)胞間連接。因?yàn)槭遣煌耆?，?dāng)樹突狀細(xì)胞靠近的時(shí)候，這些“橡樹葉”可以讓黏附分子和透明質(zhì)酸受體少分泌一點(diǎn)，從而短暫地打開縫隙，讓樹突狀細(xì)胞進(jìn)入運(yùn)河，隨著流動的河水快速移動。“運(yùn)河”還負(fù)責(zé)為樹突狀細(xì)胞導(dǎo)航，目的地淋巴結(jié)可以釋放一種物質(zhì)，名叫趨化因子，它們可以逆向流動，從淋巴結(jié)傳送給剛進(jìn)入“運(yùn)河”的樹突狀細(xì)胞，樹突狀細(xì)胞發(fā)現(xiàn)趨化因子，就會乖乖聽話，沿著趨化因子釋放的方向移動，最終到達(dá)目的地。

淋巴結(jié)就好像一個魚龍混雜的驛站，里面的客人南來北往，都是來自江湖上的“三教九流”。在這里，“吹哨人”吹響口哨，張貼緝拿懸賞的告示，告示上清清楚楚地畫著入侵者的“畫像”。這些南來北往的客人們有的體格健壯，能夠一舉擊殺外敵，如殺傷性T細(xì)胞；有的記憶力驚人，能夠?qū)⑼鈹车奶卣魍暾洃洈?shù)年，甚至終生，如B細(xì)胞。當(dāng)類似病原再次進(jìn)入人體，喚起B(yǎng)細(xì)胞的記憶，它們便可以使殺傷性細(xì)胞大批量增加，一舉殲滅入侵者。至此，“吹哨人”的任務(wù)暫時(shí)完成，人體又會生成新的樹突狀細(xì)胞盤踞在各處，替我們監(jiān)視著身體的狀況，保衛(wèi)我們的健康。

近些年來，癌癥逐漸成為威脅人類生命健康的頭號殺手。多數(shù)癌癥難以治愈，是因?yàn)榇蟛糠帜[瘤細(xì)胞并不是從外而來，而是人體內(nèi)的微環(huán)境發(fā)生改變，基因突變等直接內(nèi)因使得它們從內(nèi)部逐漸生長而來。排名前幾位的癌癥，如肺癌、腸癌等初期不易被察覺，如果沒有有效的體檢手段，往往出現(xiàn)癥狀時(shí)已經(jīng)到了晚期。正是因?yàn)槟[瘤細(xì)胞由內(nèi)而來，它們可以屏蔽免疫系統(tǒng)的監(jiān)視，悄無聲息地發(fā)展壯大。它們的外部特征往往跟正常細(xì)胞無異；少量與正常細(xì)胞不同的特征，也可以通過巧妙的偽裝而隱藏。所以“吹哨人”在腫瘤細(xì)胞面前喪失了原有的功能?，F(xiàn)在常見的治療癌癥的手段——化療和放療，雖然可以有效殺滅腫瘤細(xì)胞，但是殺敵一千，自損八百。這兩種方法在殺滅腫瘤細(xì)胞的同時(shí)，也殺滅了大量人體正常的細(xì)胞，造成嚴(yán)重的副作用，并且隨著化療時(shí)間的加長，腫瘤細(xì)胞會對很多種化療藥物產(chǎn)生耐受，從而進(jìn)一步發(fā)展壯大，甚至發(fā)生轉(zhuǎn)移，最終導(dǎo)致患者的死亡。

科學(xué)家們正在研究新的治療癌癥的方法。腫瘤疫苗就是其中的一種。他們希望通過基因測序和分析的手段，找到腫瘤細(xì)胞和正常細(xì)胞的微小差別，并將這些差別通過一些藥物載體遞送給抗原呈遞細(xì)胞，讓抗原呈遞細(xì)胞將腫瘤細(xì)胞的信息帶給身體的免疫系統(tǒng)，從而認(rèn)識到由內(nèi)而生的腫瘤細(xì)胞原來是外敵入侵，讓人體自身的免疫系統(tǒng)有針對性地清除這些腫瘤細(xì)胞，并將這些特征永久地保存下來，一旦有類似的腫瘤細(xì)胞再次生長，身體就會迅速將其殺滅。目前這種治療手段尚在研究當(dāng)中，希望未來的某一天，可以造福人類。

作者單位：中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院，深圳合成生物學(xué)創(chuàng)新研究院， 中國科學(xué)院定量工程生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，深圳，518055

本文資助項(xiàng)目：孔雀團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目

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