免疫细胞如何识别敌我?他们因揭开这一谜团获得诺奖(免疫细胞如何识别病毒)

免疫细胞如何识别敌我?他们因揭开这一谜团获得诺奖(免疫细胞如何识别病毒)

撰稿/张田勘(科普作家) 编辑/柯锐 校对/卢茜

▲玛丽·E·布伦科、弗雷德·拉姆斯德尔和坂口志文(Shimon Sakaguchi)。图/诺贝尔奖委员会官网

10月6日,一年一度备受瞩目的诺贝尔奖如约开奖,首个揭晓的依然是生理学或医学奖。

当天,瑞典卡罗琳医学院宣布,将2025年诺贝尔生理学或医学奖授予美国的玛丽·E·布伦科(Mary E. Brunkow)、弗雷德·拉姆斯德尔(Fred Ramsdell)和日本的坂口志文(Shimon Sakaguchi),以表彰这三位科学家在外周免疫耐受方面的发现。

人体的免疫系统,主要由T细胞、B细胞、淋巴结、胸腺和骨髓等组成。其中,T细胞又分为辅助性T细胞、杀伤性T细胞。辅助性T细胞不断在身体中巡逻,如果发现入侵的微生物,就会向其他免疫细胞发出警报,由后者对病原体发起攻击。杀伤性T细胞可根除被病原体感染的细胞,还可以攻击『肿瘤』细胞。

最早的发现已经是在30年前

早在1995年,日本名古屋爱知县癌症中心研究所的坂口志文就在《免疫学杂志》上首先发表研究结果,宣称发现了一类全新的T细胞,其特征在于其表面携带CD4受体,同时还携带一种称为CD25的受体(蛋白质)。

后来,这类T细胞被坂口志文命名为调节性T细胞(Tregs)。这种细胞可以让其他T细胞,如杀伤性T细胞平静下来,不攻击自己人。

但是,调节性T细胞的存在和功能还只是一个假说,需要更多的研究来证实。美国的玛丽·布伦科和弗雷德·拉姆斯德尔,便是通过一系列研究证明了调节性T细胞的存在和功能。通过对因辐射☢️而患坏血病的小鼠进行研究,他们取得了这些深入的发现。

在过往的研究中,他们发现,受到辐射☢️的小鼠患坏血病的主要是雄鼠,而雌鼠可以免于这样的灾难。他们意识到,这可能是因为坏血病的基因突变位于小鼠的X染色体上。雌性小鼠有两条X染色体,其中一条具有健康的DNA🧬,因此能得到保护,但雌性小鼠可以将坏血病突变遗传给下一代。

因此,他们决定寻找坏血病小鼠的突变基因。不过,这在1990年代就像大海捞针一样极为困难,因为小鼠中X染色体的DNA🧬是由约1.7亿个碱基配对核苷酸组成。

经过大量的艰苦研究和基因检测,最后他们找到了导致坏血病的基因Foxp3基因。这个基因不只是以前未知的,而且与一组称为叉头盒(Fox)的基因有许多相似之处。这些基因调节其他基因的活性,从而影响细胞发育。

发现能促进研发癌症新疗法

在小鼠中的发现,还不足以说明人类坏血病的原因。在研究中,布伦科和拉姆斯德尔还发现,一种罕见的自身免疫性疾病——X连锁多内分泌腺病肠病伴免疫失调(IPEX,也与X染色体有关)可能是坏血小鼠病的人类变体。

在收集大量基因数据库的信息时,他们进一步发现了与小鼠坏血病基因相似的人类基因,即Foxp3。而且,在来自世界各地的儿科医生的帮助下,他们收集了受IPEX影响的男孩的样本,确认Foxp3基因就是人类坏血病的有害突变。

发现Foxp3基因后,进一步证实了调节性T细胞的功能和重要性。

两年后,坂口志文和其他研究人员令人信服地证明Foxp3基因控制调节性T细胞的发育。这些细胞,可以防止其他T细胞错误地攻击人体自身的组织。这种情况,即被称为外周免疫耐受。

调节性T细胞还可以确保免疫系统在消灭入侵者后平静下来,因此,它不会继续以最快的速度工作。

诺奖评审团认为,“他们的发现为一个新的研究领域奠定了基础,并促进研发癌症和自身免疫性疾病等的新疗法”。这个新领域,指的就是外周免疫耐受。

由此也可看到,今年的诺贝尔生理学或医学奖秉持了过去的传统,把奖励授予那些重大发现和能衍生更多更好产品,以服务于社会和公众的研究结果。

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