走近諾貝爾獎(jiǎng)（九）與病原體作戰(zhàn)

我們都生活在同一片藍(lán)天下，依靠大氣和各種飲食生存著，我們身邊到處都是病菌、病毒和寄生蟲等各種病原體。雖然人們?cè)缭跀?shù)百年前就知道，人體內(nèi)存在一套可以抵御病原體的免疫系統(tǒng)，但是，這套系統(tǒng)到底是如何進(jìn)行工作的卻一直鮮為人知。即使是相關(guān)專業(yè)的科學(xué)家，也是在近40年來才逐步了解了其中的奧秘。美國(guó)醫(yī)學(xué)家布魯斯·博伊特勒、法國(guó)生物學(xué)家朱爾斯·霍夫曼和加拿大醫(yī)學(xué)家拉爾夫·斯坦曼因?yàn)樵谶@方面的突出貢獻(xiàn)而獲得2011年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。

就像電腦游戲《植物大戰(zhàn)僵尸》那樣，人體對(duì)付入侵的病原體也是有多道防線的，每道防線里有多個(gè)“武器”。首先需要守衛(wèi)人體健康大門的“哨兵”發(fā)現(xiàn)和識(shí)別入侵的病原體，并竭力阻撓它們的入侵。這是免疫系統(tǒng)的第一道防線——“先天性免疫”在起作用。

先天性免疫是人類在長(zhǎng)期的進(jìn)化過程中逐漸建立起來的天然防御能力，它受遺傳因素控制，具有相對(duì)穩(wěn)定性。先天性免疫對(duì)各種病原體感染均具有一定程度的抵抗作用。但是先天性免疫以防范為主，一般殺傷力較弱，也沒有專殺某種病原體的特異性。先天性免疫通常包括：皮膚、黏膜和胎盤的屏障作用，吞噬細(xì)胞的吞噬作用，體液對(duì)寄生蟲的殺傷作用。

如果“哨兵們”被病原體擊退，那么一些更加強(qiáng)大勇猛的“斗士”就要登場(chǎng)了。這是免疫系統(tǒng)的第二道防線——“獲得性免疫”在起作用。我們從小就有打各種預(yù)防針（即注射疫苗）的經(jīng)驗(yàn)。這樣做的科學(xué)道理就是：讓我們的免疫系統(tǒng)可以在需要時(shí)不斷產(chǎn)生對(duì)病原體的抗體，從而獲得對(duì)某些疾病具有獲得性免疫的能力。

獲得性免疫是個(gè)體出生后，在生活中通過與病原體作斗爭(zhēng)所獲得的免疫防御功能。這種免疫功能是在出生后才形成，并且只對(duì)接觸過的病原體有作用，故也稱“后天獲得性免疫”或“特異性免疫”。獲得性免疫所產(chǎn)生的抗體具有特異性，只能抵抗同一種病原體的重復(fù)感染，且不能遺傳，但是它們對(duì)病原體的殺傷力卻很強(qiáng)。

如果免疫系統(tǒng)立即獲勝，那么我們的身體對(duì)病原體的入侵是沒有感覺的；如果免疫系統(tǒng)暫時(shí)落敗，我們就會(huì)生病。此時(shí)，免疫系統(tǒng)會(huì)加強(qiáng)防御力量，再輔以藥物進(jìn)行抵抗，我們可逐漸恢復(fù)健康；反之，如果免疫系統(tǒng)一直處于“下風(fēng)”，甚至連藥物也對(duì)入侵的病原體無可奈何，那么人就會(huì)長(zhǎng)期疾病纏身，甚至死亡。

博伊特勒和霍夫曼的成就是發(fā)現(xiàn)了免疫系統(tǒng)的第一道防線，也就是先天性免疫系統(tǒng)是如何起作用的。

霍夫曼在法國(guó)斯特拉斯堡大學(xué)讀本科時(shí)學(xué)的是生物化學(xué)，不過他起初學(xué)習(xí)并不怎么用功，大學(xué)畢業(yè)時(shí)沒有取得學(xué)士學(xué)位。但是，頗具研究天賦的霍夫曼并沒有因此而自暴自棄，而是考上了本校生物專業(yè)的研究生，并從事自己感興趣的果蠅研究，于1969年獲得生物學(xué)博士學(xué)位。

果蠅基因組相對(duì)簡(jiǎn)單，繁殖能力很強(qiáng)，喂養(yǎng)成本極低，所以生物學(xué)家往往喜歡用果蠅作為研究對(duì)象?；舴蚵皻埲獭钡貙?duì)飼養(yǎng)的果蠅進(jìn)行核輻射，讓果蠅的基因快速突變。研究結(jié)果表明，果蠅體內(nèi)有一種名為Toll的基因發(fā)生突變后，它們就難以抵抗病原體，很容易病死。

進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，Toll基因產(chǎn)生的蛋白質(zhì)能夠感受到病原體的入侵，從而激活細(xì)胞內(nèi)的免疫系統(tǒng)，產(chǎn)生可以抵御病原體的多肽類化學(xué)物質(zhì)。后來，霍夫曼發(fā)現(xiàn)，人體內(nèi)也有與果蠅相同的Toll基因，它也能產(chǎn)生抵御病原體的多肽?；舴蚵裈oll基因比作免疫系統(tǒng)的傳感器。當(dāng)感受到病原體侵入時(shí)，這個(gè)基因能激活細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)通道，從而產(chǎn)生能夠抵抗病菌的多肽。

如果說霍夫曼是發(fā)現(xiàn)了免疫系統(tǒng)的“傳感器”，那么博伊特勒的功勞則是發(fā)現(xiàn)了免疫系統(tǒng)的“感應(yīng)器”。這個(gè)“感應(yīng)器”是能夠結(jié)合細(xì)菌脂多糖的受體蛋白分子，被稱為L(zhǎng)PS受體。當(dāng)病原體入侵時(shí)，細(xì)菌脂多糖與相關(guān)的受體結(jié)合，我們的身體就能接收到病毒已經(jīng)入侵的信號(hào)，然后啟動(dòng)細(xì)胞的先天性免疫防線，并引發(fā)身體局部發(fā)炎，吸引來更多的免疫細(xì)胞對(duì)付病原體。

細(xì)菌脂多糖并非是準(zhǔn)確無誤的“感應(yīng)器”，有時(shí)它們會(huì)過于興奮而發(fā)出“假警報(bào)”。此時(shí)它們把對(duì)人體無害或者正常的組織也當(dāng)成“敵人”進(jìn)行攻擊，從而引發(fā)很多慢性的嚴(yán)重疾病。這在醫(yī)學(xué)上被稱為“自體免疫疾病”，比如類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎和紅斑狼瘡等。

值得一提的是，博伊特勒是廈門大學(xué)的客座教授，多次到廈門大學(xué)講學(xué)。他在廈門大學(xué)漳州校區(qū)的“科學(xué)與人生——知名教授進(jìn)校區(qū)”系列講座上，暢談了自己的人生觀。他給學(xué)生在學(xué)習(xí)和人生方面的建議是：首先，要熱愛你所做的事情，熱情非常重要，不要向錢看，少一些功利心；第二，一定要盡早發(fā)現(xiàn)自己的興趣所在；第三，一定要努力學(xué)習(xí)、工作。

斯坦曼的貢獻(xiàn)是發(fā)現(xiàn)了免疫系統(tǒng)的第二道防線是如何起作用的。1973年，年僅30歲的斯塔曼發(fā)現(xiàn)，人體內(nèi)有一種樹突細(xì)胞，像樹杈一樣有很多分支，在人體容易被入侵的地方如鼻腔、肺部和腸腔的黏膜以及皮膚等地方最為常見。

斯坦曼發(fā)現(xiàn)，樹突細(xì)胞個(gè)頭小，行動(dòng)敏捷，一旦發(fā)現(xiàn)入侵者，就會(huì)奮不顧身地進(jìn)行攻擊。同時(shí)，樹突細(xì)胞還是很好的“偵察兵”，能將一些難以對(duì)付的病原體暴露出來，讓給更強(qiáng)大的T細(xì)胞去處理。T細(xì)胞是免疫系統(tǒng)內(nèi)的一種淋巴細(xì)胞，能夠大口吞吃入侵的病原體，和病原體同歸于盡。

樹突細(xì)胞的“記性”也很好，它能記住入侵過人體的病原體，并把相應(yīng)的信號(hào)傳遞給免疫系統(tǒng)，引導(dǎo)淋巴細(xì)胞的數(shù)量和形狀發(fā)生改變，將再次入侵的病原體迅速殺滅在萌芽狀態(tài)。這就是人們?cè)诨歼^某些疾病后，不會(huì)再次發(fā)病的原因。所以，人們稱這種免疫為“獲得性免疫”，表明人體在后天獲得了對(duì)這種疾病的免疫能力。

令人遺憾的是，斯坦曼不能親自去領(lǐng)取科學(xué)界的最高榮譽(yù)了，因?yàn)樗延陬C獎(jiǎng)前的9月30日去世。諾貝爾獎(jiǎng)評(píng)選委員會(huì)還為此發(fā)布特別聲明：不取消斯坦曼的獲獎(jiǎng)資格。評(píng)選委員會(huì)在聲明中說，根據(jù)諾貝爾基金會(huì)章程，如果獲獎(jiǎng)?wù)咴陬C獎(jiǎng)前去世（而非獲獎(jiǎng)前），仍可保留其所獲獎(jiǎng)項(xiàng)。因此評(píng)選委員會(huì)決定不取消斯坦曼所獲獎(jiǎng)項(xiàng)。

斯坦曼的女兒表示，在獲諾貝爾獎(jiǎng)的前一星期時(shí)，斯坦曼還曾開玩笑地說：“我知道為了獲得諾貝爾獎(jiǎng)我必須堅(jiān)持下去。因?yàn)樗麄儾话血?jiǎng)授予逝世者。我要為此而挺住?！?斯坦曼的女兒說：“父親多年的辛勤工作得到諾貝爾獎(jiǎng)的認(rèn)可，我們都深感欣慰，他的一生貢獻(xiàn)給了工作和家庭，值得我們愛戴?！?/p>

早在2007年，斯坦曼就被診斷出患了很難治療的胰腺癌。胰腺癌是一種高度惡性的腫瘤，通常情況下，未接受治療的胰腺癌患者的生存期約為4個(gè)月，接受旁路手術(shù)治療的患者生存期約7個(gè)月，施切除手術(shù)后的患者一般能生存16個(gè)月。然而，斯坦曼采用了自己發(fā)明的免疫療法，即針對(duì)樹突細(xì)胞的治療方法，讓自己在發(fā)病后繼續(xù)堅(jiān)強(qiáng)地生存了4年。

諾貝爾評(píng)獎(jiǎng)委員會(huì)發(fā)布的聲明說，本次三位獲獎(jiǎng)?wù)叩难芯砍晒沂玖嗣庖叻磻?yīng)的激活機(jī)制，使人們對(duì)免疫系統(tǒng)的理解發(fā)生了“革命性的變化”，進(jìn)而為免疫系統(tǒng)疾病研究提供了新的認(rèn)識(shí)，并為傳染病、癌癥等疾病的防治開辟了新的路徑。這三位科學(xué)家雖然沒有在一起共事，但是他們都從事過與免疫系統(tǒng)相關(guān)的研究。斯坦曼早在1973年就發(fā)表了相關(guān)論文；霍夫曼和博伊特勒則要晚一些，分別是1996年和1998年。

基于三位科學(xué)家的研究成果，人們正在開發(fā)能夠治療傳染病的“治療性疫苗”，并有望借此開發(fā)出對(duì)抗癌癥的新方法。諾貝爾獎(jiǎng)評(píng)委會(huì)成員漢斯·古斯塔夫說：“基于三人研究結(jié)果的肝炎治療疫苗即將問世，現(xiàn)在正處于廣泛臨床試驗(yàn)階段。此外，還有更多的醫(yī)藥公司正在利用三位科學(xué)家的發(fā)現(xiàn)，研制更好的能提高人類免疫能力的疫苗?！彼^疫苗，就是“虛假的入侵者”，即失去活性的只有外殼的病原體。讓免疫系統(tǒng)的兩道防線去攻擊這些“虛假的入侵者”，既不會(huì)讓人生病，也可以鍛煉免疫系統(tǒng)，讓免疫系統(tǒng)更強(qiáng)大。

由于癌癥是人類尚未攻克的醫(yī)學(xué)難題，所以目前最熱門的疫苗是癌癥疫苗。有些癌癥是由病毒引起的，癌癥疫苗可以通過增強(qiáng)機(jī)體對(duì)病毒的抵抗力來達(dá)到預(yù)防癌癥的目的，如乙肝病毒疫苗可以降低患肝癌的風(fēng)險(xiǎn)。然而，絕大部分癌癥，包括結(jié)腸癌、肺癌、前列腺癌及乳癌等，并非病毒感染所致。因此，真正意義上的癌癥“治療性疫苗”是以癌細(xì)胞的抗原為疫苗，讓人體免疫系統(tǒng)具有滅殺癌細(xì)胞的能力。