免疫疫苗:不僅防病也治病?

傳染病 癌症 糖尿病 心臟病 牛痘 大科技雜誌社 2018-12-06

疫苗進入治病時代

200年前,英國醫生詹納給一個8歲男孩接種了擠奶女工所患牛痘皰疹中的漿液,成功的讓他獲得了對天花的免疫力,從此開創了疫苗免疫的時代。今天,疫苗已成為人類對抗傳染病的重要武器,全世界平均每年被各種疫苗拯救的生命足有300多萬。疫苗不但方便有效,多數也成本低廉,例如麻疹疫苗,一支只需要幾塊錢而已。

疫苗一般是滅活的病毒,“滅活”是指用物理或化學手段殺死病毒、細菌等,會使病毒蛋白的高級結構受到破壞,蛋白不再有生理活性,所以失去感染,致病和繁殖能力。因此將滅活的病毒輸入人體,不會使人染病。而滅活的病毒同樣能激發起人體免疫系統的保護性反應,促使人體產生抗體,當真正的病毒侵入人體時,免疫系統就可以識別並消滅它們,從而預防傳染病。這就像軍事演習中的假想敵,免疫系統通過演習保持戰鬥力,待真正的敵人入侵時就能將其一舉殲滅。

現在,隨著對人類免疫系統的認識不斷進步,科學家們把疫苗的作用擴展到了更多領域。疫苗不再只是用來預防傳染病,也可以用來治療已經患上的疾病,甚至改善人體的運作。例如,在美國治療前列腺癌的疫苗已經獲得批准,成為第一個將會被廣泛應用的治療疫苗。而這僅僅是個開始,更多種用於直接治療疾病的疫苗正在開發之中。

免疫疫苗:不僅防病也治病?

癌症疫苗

在19世紀末,一個叫科利的醫生髮現做過手術的癌症患者中,伴隨著嚴重的細菌感染的反而恢復的很好。於是他發明了一種治療方法,為晚期骨癌患者注射加熱滅活了的鏈球菌。這種爭議頗大的療法一度相當流行,但到了20世紀40年代,隨著現代放療和化療的出現,這種療法被打入了黑名單,主要原因就是沒人知道其原理。

現在科學家們開始重新審視這種癌症治療方法。他們在實驗中給患有腫瘤的小鼠注射酵母菌的提取物之後,小鼠體內的腫瘤縮小了。他們發現,並非酵母菌提取物能直接殺死癌細胞,而是這些外來物質觸發了免疫系統的反應,使得癌細胞被順手消滅了。在其中起著關鍵作用的就是小鼠免疫系統中一種用來發號施令的信號分子。

科利的療法之所以有效,就是模擬了一場細菌攻擊,使得人體免疫系統中的信號分子大量分泌,充分調動起免疫系統反應,殺死了癌細胞。

現在科學家逐漸認識到人體細胞內各種信號分子是如何相互協作、指揮免疫系統清除癌細胞的,在此基礎上開發出了更有效的癌症疫苗。如今,一系列癌症疫苗開始面世,在世界範圍內已批准上市的癌症疫苗就有膀胱癌疫苗、宮頸癌疫苗、結腸癌疫苗和黑色素癌疫苗等多種。

免疫疫苗:不僅防病也治病?

糖尿病和過敏疫苗

人體免疫系統本是抵抗外來襲擊的,但有時會把自身組織當成敵人而加以攻擊,造成自免疫疾病。例如,糖尿病就是一種自免疫疾病,免疫系統錯誤地攻擊人體內產生胰島素的正常細胞,導致胰島功能減退,引發糖、蛋白質、脂肪、水和電解質等一系列代謝紊亂,結果使人患上了糖尿病。

治療自免疫疾病的疫苗的作用,就是停止免疫系統的這種自殘行為,辦法是利用一種叫做調節T細胞的白細胞。白細胞也叫白血球,在免疫系統中擔負著消滅外來之敵的重任,而調節T細胞是白細胞的一種,負責調節機體免疫反應,但所起作用很小,簡直是免疫系統中的累贅。不過科學家發現它們有種特殊的能力,就是可以轉化為殺手T細胞,清除那些攻擊健康組織的免疫細胞。殺手T細胞的作用彷彿維持軍隊紀律的憲兵。

科學家們已經在實驗中製成了一種糖尿病疫苗,這種疫苗注射進人體後,可以刺激調節T細胞轉化為殺手T細胞,摧毀那些攻擊正常細胞的犯了錯的免疫細胞。類似的方法同樣也可以用來治療其他自免疫疾病,例如的多發性硬化、類風溼等等。

過敏其實也是免疫系統對一些無害的異物反應過激而導致的。傳統的過敏治療方法是給人反覆注入各種過敏原,比如花粉、黴菌什麼的,使人體達到脫敏的效果。這種療法可以用來對付比較溫和的過敏,比如花粉症,不過對於比較嚴重的過敏症就不方便用,例如對某些食物的過敏,反覆注入過敏原可能會導致危險。

現在科學家們已經明白了傳統的“脫敏”療法的原理:注射過敏原可以增加相應的調節T細胞,當人體真的遇到過敏原的時候,調節T細胞就轉化為殺手T細胞來抑制免疫系統,減弱過敏炎症——這跟糖尿病疫苗的原理是一樣的。如今,科學家們已經開發了通過激發調節T細胞來抑制塵蟎過敏和哮喘的疫苗。

心臟病疫苗

心臟病的罪魁禍首之一是我們俗稱為“壞膽固醇”的低密度脂蛋白膽固醇。這種膽固醇隨著血液流動的時候會堆積在血管壁上形成斑塊,並引發炎症,逐漸引起血管阻塞並導致心臟病。

科學家們一直以來都想製造出一種可以發動免疫系統清除膽固醇的疫苗。不過有一個問題就是,免疫系統是個雙刃劍。在膽固醇在血管壁上堆積的早期,免疫系統可以較溫和地清除斑塊,保護血管;而如果膽固醇堆積很多,免疫系統的反應就會相當激烈,反而損傷了血管,死去的免疫細胞和膽固醇斑塊混在一起,更快堵住了血管。

科學家正在積極改進疫苗,以使得免疫系統可以溫和地除去斑塊而不導致過激的炎症。不過疫苗調整畢竟是和心臟這種重要器官相關,他們的臨床試驗必須非常謹慎。

肥胖疫苗

通過疫苗讓免疫系統對付人體自己的激素是很危險的,不過面對日益嚴重的肥胖問題,有的辦法值得冒著風險嘗試一下。科學家們設計的肥胖疫苗,針對的是胃腸分泌出來的一種叫做“生長激素釋放肽”的激素。這種激素可以刺激人的食慾,因此也被稱為飢餓激素。

當人節食的時候,覺得捱餓了的身體就會做出反應制造飢餓激素,結果不但促進食慾,讓人飢餓難忍,還會使脂肪代謝變慢,讓節食功效大減。因此清除掉飢餓激素就能讓脂肪代謝加塊,大大增加減肥功效。

科學家們把飢餓激素和血藍蛋白(血藍蛋白又稱血藍素,是一種多功能蛋白,廣泛存在於軟體動物、節肢動物體內)通過化學方法結合在一起,製成了肥胖疫苗。科學家這次用的血藍蛋白是從海螺體內提取的,人類的免疫系統對其有著非常強的反應。這樣肥胖疫苗就會使得免疫系統也把飢餓激素認作敵人並加以排除。

這種疫苗已經在小鼠身上取得了成功,不過要應用於人體還有不可忽略的潛在風險,如果免疫系統不但對付飢餓激素,也開始攻擊製造飢餓激素的細胞的話,那將會導致嚴重的問題,科學家們還在繼續改進疫苗以減少風險。

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