在最近的几十年里,器官移植经历了从试验到常规性操作的变化。仅在美国,每年进行心脏、肝脏、肾脏移植的人数就超过了2万。但是对于接受器官移植的人来说,有一点至今仍没有改变:需要终生服用强效药物来抑制免疫系统(这是一种可能有严重副反应的疗法)。
长久以来,研究人员一直在寻找一些方法,企图诱使免疫系统容许移植的器官而不减弱身体的完整防御性。但是迄今为止,取得的成果非常有限。
尽管在一些罕见的情况下,免疫容许可以发生,停止服用免疫抑制药物的器官接受者没有排斥其外源器官;但是研究人员并不清楚,为了让免疫容许发生,在分子和细胞水平上到底发生了什么?也很难知道在试验为诱导免疫容许而设计的这些药物是否有效。如果研究人员弄清楚了如何“训练”免疫系统容许移植的器官,那么获得的有关知识可能会对治疗自身免疫性疾病有启发。自身免疫性疾病起因于存在多余的免疫攻击,在这种病例中,免疫对个体自身的一些组织发起了进攻。
针对诱导移植容许的研究,60年前,威斯康星大学麦迪逊分校的雷 · 欧文(Ray Owen)发表在《科学》上的一篇报导称:有时双胞胎的牛会共用一个胎盘,它们天生就具有彼此的血红细胞,这种情形被称为混合嵌合现象或混合嵌合性(mixed chimerism)。这种牛容许外源细胞而没有出现明显的问题。
几年后,英国伯明翰大学的彼得 · 梅达沃(Peter Medawar)和他的研究小组报告,具有混合嵌合性的双胞胎牛很容易互相接受彼此的皮肤移植。当时,梅达沃并没有立即意识到这个结果同欧文工作之间的联系。但是,当他看出二者的可能联系时,就决定做如下实验:给尚在母体子宫中的小鼠注射了一块取自另一株系老鼠的组织。研究论文发表在1953年的《自然》上,结果显示小鼠出生后,有些老鼠容许了皮肤移植(皮肤来自不同株系的老鼠)!
后来,许多免疫学家都以老鼠为研究对象进行实验,目前已经清楚地阐明了免疫容许发生后几种详细的机理。例如,免疫系统能够“派遣”调控细胞,调控细胞可以抑制针对其自身的免疫攻击。另外,免疫系统还能“强迫”有害的免疫细胞自杀或进入机能障碍的“昏迷”状态,这种机能障碍的“昏迷”状态被称为无反应性(anergy)。现在,研究人员掌握了不少关于基因、受体、驱动这些过程的细胞间通讯的很好的细节知识。
然而,阐明免疫系统是怎样工作的仅是一个问题,另一个问题是搞清楚操作免疫系统的安全方式。移植研究人员正在用3种主要的策略来诱导免疫容许:
第1种是试图利用嵌合性来构建梅达沃的实验。研究人员把器官供体的骨髓注入病人体内,希望供体的免疫细胞能“教授”受体容许移植的器官。有些人主张,陪伴被移植器官的供体免疫细胞也能“教授”免疫容许;第2种策略就是,当T细胞看到被移植组织上的外源抗原时,使用药物来“训练”T细胞自杀或变成无反应性(anergic)的;第3种方法是,增大T调控细胞的产量,T调控细胞可阻止特定的免疫细胞进行自身复制,还能通过分泌被称为细胞因子的生化物质来抑制排斥,这些细胞因子可以指导“免疫管弦乐队”来改变它的“音调”。
但上述这些策略都面临一个共同问题:很难判断一个方法是失败了还是成功了,这非常令人恼火。因为目前还没有可靠的“生物标记”来指示一个人的免疫系统是否已容许被移植的器官。因此评价免疫容许的唯一方法就是停止药物治疗,这就要让病人冒排斥器官的风险。
同样地,伦理方面的关注也往往要求研究人员试验这样的药物——和免疫抑制疗法相呼应的、针对诱导免疫容许开发的药物。但这样做就会破坏药物的疗效,因为药物需要一个机能完整的免疫系统来发挥效力。
如果研究人员能够找到他们已苦苦寻找了50年的秘密——安全地、有选择地诱导免疫容许的方法,那么前景将是什么呢?对成千上万的器官移植接受者来说,生活质量将得到巨大改善;对控制自身免疫性疾病来说,前景将十分美好。