有益还是有害?这不是一个复杂的问题,但在医学上,并不总能简单地回答。例如,免疫系统既有益又有害。当它识别并杀死外来致病菌和病毒而保护机体免生疾病时,它是有益的;当它排斥移置的心脏及肾脏或攻击机体自身组织而导致多发性硬化,风湿性关节炎等自身免疫疾病肘,它是有害的。
仅仅在10年前,免疫学家还不明白正常的免疫反应,但随着对一些关键免疫系统组分的基因克隆,正常及异常的免疫反应开始被了解了。目前,免疫学家能够在分子水平上鉴定免疫细胞的类型并且阐明这些免疫细胞与其它细胞连系的许多方式。
随着科学已经极大地阐明了免疫反应的“秘密”,免疫学家们正面对着下一个挑战:把新的知识应用到临床上来制服致病的免疫反应。尽管目前要实现这一目标还受到许多限制,但专家们乐观地估计在今后的石到10年间,将能够实现从基础知识到临床应用的发展。
治疗器官移植排斥和自身免疫疾病的研究处在前沿,还有许多研究正在计划阶段。因为目前的免疫抑制性治疗非选择地抑制整个免疫系统而使病人易受传染病的侵袭,发展新的免疫抑制性治疗是非常必要的。免疫学家们正着手研究仅仅抑制引发异常特殊免疫反应的方法。许多研究针对免疫系统T细胞进行,因为在移置排斥和自身免疫疾病中这些细胞导致严重的组织损害,专家认为,自身反应性T细胞可作为致病的方法。
—些研究人员正在把有害转变成有益,其出发点就是用攻击机体自身组织的t细胞作为疫苗的有效组组分。
科恩(Cohen)正在研究实验性过敏脑脊髓炎(EAE)大鼠作为多发硬皮症的模型。他将髓磷脂基本蛋白注入动物体内产生EAE。髓磷脂基本蛋白是一些神经纤维外围膜鞘的组分、它在神经纤维上引发免疫攻击,导致神经损害并产生症状,如瘫痪。
研究表明,在EAE,T细胞能导致神经纤维损害。研究人员发现,从过敏大鼠得到的T细胞能在其他从未接触_磷脂基本蛋白的动物身上引发神经纤维损害。但如果首先灭活T细胞以使其不再能引发免疫攻击,则实际上保护大鼠免遭与激活的T细胞或髓磷脂基本蛋白的继发对抗,动物明显地产生能够抑制或损坏髓磷脂反应性T细胞的免疫反应。
近几个月来,甚少有两组人员开始进行小规模临床试验来看看在人身上是否存在类似的现象。荷兰的研究人员给4位患有风湿性关节炎的病人使用T细胞疫苗;美国波士顿的研究人员给4位多发性硬皮症的病人也使用了该疫苗。他们分别从关节炎病人的关节液或多发性硬皮症病人的脊液中获得T细胞,进行培养使其生长,最后灭活T细胞而制成疫苗,将疫苗注入产生疫苗的病人。研究人员认为,对是否该治疗将改善病人症状作定论还为时过早,但他们都报道了令人鼓舞的发现:T细胞疫苗并未显示出毒性和不需要的副作用。
即使接种该疫苗最终被证实是有效的,但可能要求对每个病人必须制备专一的疫苗,其他人的自身反应性T细胞可能有不同的特异性,且可能导致无益的对抗异体T细胞的免疫反应。
大量制备疫苗既便宜且容易。研究人员已发现一些易于合成的含有10 ~ 20个氨基酸的小肽能被用来给大鼠接种对抗EAE。如果该尝试在人身上有效,它将是朝着实际治疗的一大进展。
每个T细胞都由其特异性的抗原通过识别T细胞表面的受体蛋白触发免疫反应。在受体识别抗原以前,抗原必须首先被另一种免疫细胞 - 巨噬细胞占据,随后,抗原被分解成10—20个氨基酸长度的肽段。巨噬细胞在与另一个关键的免疫分子——MHC蛋白接触的表面展示抗原的肽段,MHC蛋白与抗原的肽段结合使T细胞受体识别。
T细胞受体的抗原特异性使得受体成为疫苗或其他治疗自身免疫疾病手段的靶子。精确地对准受体就可能抑制那些仅仅导致自身免疫攻击的T细胞。研究人员用大鼠进行抗EAE试验。他们合成了与自身免疫T细胞受体上抗原识别部位相一致的肽段,并且在注射髓磷脂基本蛋白之前进行接种,从而防止了大鼠产生EAE。在人身上使用这一手段是否也有效呢?最近的发展使免疫学家对此充满希望。他们认为,在人身上使用肽段接种治f自身免疫疾病是可能的。
疫苗治疗并不是唯J尝试于治疗自身免疫疫病的手段,用单克隆抗体来对抗有关的T细胞受体,从而抑制引起自身免疫疾病的T细胞也是有效的。这些抗体的作用可能不如疫苗作用的时间长,但却可能具有其他优点。研究人员发现,单克隆抗体不仅能阻止EAE,而且能治愈已经产生的疾病。一旦髓磷脂损害的T细胞失去作用,动物的神经就能恢复正常。
研究人员在20位患硬皮症的病人身上用单抗隆抗体进行了试验。目前,还不能下结论说明这种手段是否有效。但是,正像所希望的,单克隆抗体治疗抑制了病人T细胞的活性并且不产生毒性作用。由于单克隆抗体来源于小鼠,病人会产生免疫反应。
如果能够鉴定启动自身反应T细胞的抗原,阻滞T细胞活性的其他手段也许是可行的。在大多数人类自身免疫缺陷,启动抗原还未被确定,而在实验性疾病EAE中,启动抗原已被了解得很清楚。免疫学家认为,启动抗原可能是髓磷脂蛋白的某1个或2个片断。
一旦启动抗原产生的肽段被鉴定,就可能改进其结构而产生另一种肽段(称为阻滞肽),结合到MHC蛋白上,形成一个不再被T细胞识别的复合物。阻滞肽能阻止动物产生EAE,但是否能使自身免疫缺陷病人康复还未被证实。
与接种相比,阻滞肽有一个显著缺点。接种能产生持续的作用,因而能够提供长期保护;阻滞肽作用短暂,治疗时必须连续使用。
疫苗、阻滞肽或其他特异性针对T细胞的免疫抑制治疗是理想的,但免疫学家为了研制出更优越的广谱免疫抑制治疗手段仍在勤奋工作。
有一种淋巴因子称为白细胞介素Ⅱ(IL-2),它能促进被激活的T细胞生长,因而极大地增加了T细胞效应。研究人员认为,介导白细胞介素Ⅱ作用的受体是免疫抑制极好的靶子。
通过选择性地抑制由器官移植所激活的那些T细胞,就可能产生机体对移植的耐受,因而减少或消除了对进一步免疫抑制的需求。
杀死T细胞的可能方法是将毒素连接到抗IL-2抗体上或是IL-2本身。例如,研究人员将白喉毒素与IL-2结合。使用淋巴因子本身而非其抗体的优点在于一旦淋巴因子结合到它的受体上,融合蛋白就被融进细胞,毒素能产生其致死的作用。动物实验证实,该方法具有强效免疫抑制作用。临床上已开始在白血病人身上进行试验。病人的白血病细胞具有大量的IL-2受体。研究人员发现,针对这些受体的治疗显示出令人满意的结果。用Uchiyama的抗体治疗16个病人,有5个病人病情缓解,其中4人完全缓解,作用持续数月。
在过去的2年里,研究人员克隆了一些淋巴因子的受体,并且发现受体蛋白可被制成能被细胞分泌的可溶状态以及与膜结合状态。研究人员推测,免疫系统可利用这些受体通过调节淋巴因子的作用去消除免疫反应。每个可溶受体能结合一个淋巴因子,使得淋巴因子失去作用。研究人员已制成可溶受体,并且在自身免疫缺陷及移植排斥的动物模型上进行试验,结果发现它是一个有效的免疫抑制剂。下一步的工作是制备足量的可溶受体进行人类的临床试验。
数十年来,免疫学家不得不依靠广谱免疫抑制剂来对付移植排斥及自身免疫缺陷,但对T细胞疫苗,阻滞肽,单克隆抗体和可溶受体研究的发展可能不久就能产生全新的武器。
[Science,1990年7月20日]