研究人员说:“分子生物学的进展把我们带入了一个新时代。”
欢迎您参观巡航导弹世界,您可以看到导弹的定点轰炸和各种指示目标。不,您可别以为这儿是只会纸上谈兵却好缅怀冷战的军事家王国。其实,这只是某些医学研究工作者描述风湿性关节炎防治工作新进展的用语。
近年来分子生物学和遗传工程学方面的进展使得科学家们有可能创造出某种能够巡查致病细胞并将其除灭的特化细胞。许多研究工作者认为,这类被称为生物制品的新型医用武器将使医学状况发生改观。多伦多市韦尔斯利医院风湿病科主任爱德华 · 基斯通(Edward Keystone)建议“把它们看作是生物导弹。”这位同时也是加拿大关节炎学会的医术发言人还说:“我认为我们现在正处在一个新时代的开端。”
生物制品(抗体或激素之类天然物质的实验室产物)是经过对基因或细胞内其它显微成分进行复杂的加工而生产出来的,这些产品肯定会在包括从癌症到艾滋病等各种疾病的治疗方面具有广阔的应用前景。因而风湿病学家认为,它们在抗风湿性关节炎方面也会有着特殊的效果。风湿性关节炎是一种可能使人致残的疾病。目前在加拿大的罹患人数达27.3万,此病还影响到某些其他病症,如硬皮病(患者为3,850人)和狼疮(患者为27,300人)。
人们希望,生物制品在直接注入风湿性关节炎患者体内之后能对导致此病的异常细胞进行攻击,经过对小批患者的试验研究,效果十分明显,所有的异常细胞都被除去。
为了对这类实验疗法进行更大规模的试验,韦尔斯利医院最近成立了一个关节炎及自身免疫研究中心,由基斯通博士专门负责治疗医学高新技术的开发。
当然,那些与风湿性关节炎打了多年交道的医生也即时提醒他们的病人,对生物制品的研究目前毕竟是在研究期间。说不定,这类新疗法只是在发病的某些阶段才有效。多伦多市西奈山医院风湿病科主任约瑟夫 · 霍普特(Joseph Houpt)说:“从理论上来讲,这类疗法是很有前途的,但是否真的能达到其预期目的,尚需看看再说。”
现行的药物疗法只能在一定程度上使风湿性关节炎受到抑制,因此许多患者仍将面临发生畸形或残废的危险。
风湿性关节炎是一种自身免疫性疾病,即机体免疫系统不是发挥其防止外部感染的作用,而是错误地将机体本身作为攻击对象。患者的免疫细胞侵袭了关节周缘的结缔组织膜,结果导致关节发炎、僵硬和疼痛。在发病过程中,炎症会逐渐蔓延到关节软骨甚至骨内而造成骨折。这种损伤能使手脚变形,有些患者最后不得不置换人造关节。
通常,在病情剧烈发作期间,医生总是开给强力药物(包括氨甲蝶呤、硫唑嘌呤或强的松)来抑制免疫系统。但这种做法有很大弊端,因为并非所有的免疫细胞都发生功能紊乱。正如基斯通博士所说:“当你抑制整个免疫系统时,你是在好坏不分,全盘否定,其结果,会使患者容易受到其它疾病的感染。而生物制品却对“坏”细胞具有选择性识别功能,这就是其潜力所在。
不过,这方面还有许多障碍需要克服。因为免疫系统非常复杂,研究者们尚不能十分肯定是哪些细胞引发疾病的。
免疫系统所含的细胞数量庞大,作用不一。例如,分别被称为了淋巴细胞和B淋巴细胞的两种白细胞在体内负责巡逻,尽力记认那些侵染性病毒之类的外来物和失控癌细胞之类的有害物。一旦发现某种威胁,警铃就会响起来。在T细胞的协同下,B细胞产生抗体并使之与有害入侵物的表面结合,为进攻作好标记;杀手细胞则进入阵地开始发动攻击,释放各种酶和化学物把入侵者分解成碎片;而那些巨噬细胞(也叫清除细胞)将随之而来把这些碎片狼吞虎咽般地全部吃掉。
至于那些侵袭关节部位的捣乱细胞,研究人员提出了几个重大嫌疑分子,其中特别注意到T细胞中一类叫做CD4的细胞。基斯通博士说,CD4细胞在免疫系统中具有普遍的作用。“它们能携带并吸引其它的免疫细胞到达某个部位,而且在工作没干完之前不许其离开,”他解释说。“研究结果很清楚,CD4细胞在风湿性关节炎发病中过分活跃。”
虽然并非所有的CD4细胞都如同一辙,但研究人员觉得,防治办法最好还是以这类细胞而不要以整个系统作为目标。
这就是新兴的生物技术身临其境的发端。科学家们设计了一些办法把个别细胞转化为具有生产抗体之类特殊产品能力的微型工厂,并且可以利用遗传工程技术将不同的基因(生命的蓝图)拼接起来。实际上,各种生物的遗传物质现在都能组装在一起形成前所未有的复合物。
1991年,亚拉巴马大学的拉里 · 莫尔兰德(Larry Moreland)成为率先利用抗体来攻击CD4细胞的研究者之一。基斯通博士说:“他们先是从鼠体取出一个能产生鼠抗体的细胞,然后把人的基因注入这个鼠细胞,这样它就可以产生人的抗体了。”
采用这项试验性疗法,患者体内的CD4细胞数出现了暂时性下降,而且疼痛和肿胀的症状都有了减缓。从此,各方面的研究人员也都把注意力转向了这一技术,除非有一种确实有效的抗CD4武器问世。基斯通博士说:“看来有可能一生只作一次注射就可以把这类细胞除掉,”因为“我们已拥有一种惊人的武器然而,就像某种生物学原子弹一样,这种武器因杀伤力太大而不宜应用。它在除灭“坏”CD4细胞的同时,也把大多数“好”CD4给毁了,据基斯通博士说,“患者体内的CD4细胞所剩无几。”这就是说,此疗法使患者的免疫系统成了一台被损坏的机器。
这次试验使研究人员得到了一次教训。他们感到,在确知哪些细胞需要除去之前,不能对CD4细胞发起群体进攻。因此,他们开始尝试其它的方法。
现在,他们不再把细胞本身作为攻击目标,而是集中力量对付细胞的副产品,特别值得注意的,是那些叫做细胞素或激素的细胞产物,也是细胞间相互联系的化学信使。他们觉得,要是能够使异常细胞之间的通讯发生故障,其结果也许会像将其除掉一样有效,而且还要安全得多。当然,人体具有大量不尽相同的化学信使,但在风湿性关节炎发病中起关键作用的,看来主要有两种——白细胞介素-1和肿瘤坏死因子。
化学信使的作用,就是先与靶细胞的表面受体结合,然后向其传达“启动”指令。目前,有几家生物技术公司正在研制可以使化学信使受到破坏或抑制的抗体,其中有一种新方法是向患者血液循环系统注入“假”白细胞介素。“它们看上去像真的一样,但不会产生真的效应,”基斯通博士解释说。然而,这些假白细胞介素却很有希望先于真白细胞介素接触免疫细胞,“结果这些靶细胞由于都被冒牌信使所束缚而无法启动。”
研究人员还希望通过各种各样的生物学手段来阻抑活性免疫细胞的作用。韦尔斯利医院研究所所长克里斯托弗 · 佩奇(Christopher Paige)说:“据我们了解,白细胞介素受体在活性细胞上均有增多。”在这一指导思想下,研究人员把细菌产生的白喉毒素与白细胞介素拼接在一起,希望在白细胞介素结合到活性免疫细胞上时,这种跟班似的毒素能作为微型弹头把活性细胞摧毁。佩奇博士说:“采用这类策略,既可增加免疫系统的有益细胞不受损伤的可能性,又能给意欲除去的有害细胞以沉重打击。”
要减少活性过强的免疫细胞所造成的伤害,还可以采用一种叫做光泳的方法,具体做法是:先从患者身上取出部分血用一种感光化学物处理,而血液中只有活性免疫细胞才能吸收这种化学物;然后使这些血液曝光,含有感光物的活性细胞就会发生改变。由此看来,如果把这些经过处理的细胞再注回到患者体内,机体免疫系统中的抗病成分将会把它们看作外来物或异常物而消灭掉。美国的研究工作者已证实,这一方法对实验鼠行之有效。现在,他们正准备对病人进行试验。
韦尔斯利医院是目前加拿大拥有光泳血液处理器的少数几家医疗机构之一。基斯通博士希望先对硬皮病(也是一种自身免疫性疾病)患者试用这一方法。
同时,基斯通博士打算对那些用传统疗法未能奏效的风湿性关节炎患者实施其它类型的生物制品试验。这些工作将与另外几家医疗机构联合进行,起始阶段只准备以安大略省的小部分患者为试验对象,人数大概在15至150之间,具体情况还得随试制中的生物制品来决定。他说,如果试验获得成功,3年之内这些新式抗关节炎武器就会得到广泛应用。不过,像所有的试验性疗法一样,它们也会带有某些风险。“我们还没有使这些技术完善到只对涉及风湿性关节炎的那些细胞进行摧毁的程度,而‘好’免疫细胞仍将只是些不相干的旁观者。”
基斯通博士预示,生物制品将与现行传统疗法并用。专一的注射可以给予异常免疫细胞以决定性打击,而各种作用和缓的消炎药也为患者所必需。他说:“我相信,生物技术将使自身免疫性疾病的疗法发生改观。今后的问题是如何来选择性地确定免疫系统各功能成分的目标,这将促使我们的工作百尺竿头,更进一步。”
[The Globe and Mail,1994年3月28日]