免疫疫苗:不仅防病也治病?

疫苗进入治病时代

200年前,英国医生詹纳给一个8岁男孩接种了挤奶女工所患牛痘疱疹中的浆液,成功的让他获得了对天花的免疫力,从此开创了疫苗免疫的时代。今天,疫苗已成为人类对抗传染病的重要武器,全世界平均每年被各种疫苗拯救的生命足有300多万。疫苗不但方便有效,多数也成本低廉,例如麻疹疫苗,一支只需要几块钱而已。

疫苗一般是灭活的病毒,“灭活”是指用物理或化学手段杀死病毒、细菌等,会使病毒蛋白的高级结构受到破坏,蛋白不再有生理活性,所以失去感染,致病和繁殖能力。因此将灭活的病毒输入人体,不会使人染病。而灭活的病毒同样能激发起人体免疫系统的保护性反应,促使人体产生抗体,当真正的病毒侵入人体时,免疫系统就可以识别并消灭它们,从而预防传染病。这就像军事演习中的假想敌,免疫系统通过演习保持战斗力,待真正的敌人入侵时就能将其一举歼灭。

现在,随着对人类免疫系统的认识不断进步,科学家们把疫苗的作用扩展到了更多领域。疫苗不再只是用来预防传染病,也可以用来治疗已经患上的疾病,甚至改善人体的运作。例如,在美国治疗前列腺癌的疫苗已经获得批准,成为第一个将会被广泛应用的治疗疫苗。而这仅仅是个开始,更多种用于直接治疗疾病的疫苗正在开发之中。

癌症疫苗

在19世纪末,一个叫科利的医生发现做过手术的癌症患者中,伴随着严重的细菌感染的反而恢复的很好。于是他发明了一种治疗方法,为晚期骨癌患者注射加热灭活了的链球菌。这种争议颇大的疗法一度相当流行,但到了20世纪40年代,随着现代放疗和化疗的出现,这种疗法被打入了黑名单,主要原因就是没人知道其原理。

现在科学家们开始重新审视这种癌症治疗方法。他们在实验中给患有肿瘤的小鼠注射酵母菌的提取物之后,小鼠体内的肿瘤缩小了。他们发现,并非酵母菌提取物能直接杀死癌细胞,而是这些外来物质触发了免疫系统的反应,使得癌细胞被顺手消灭了。在其中起着关键作用的就是小鼠免疫系统中一种用来发号施令的信号分子。

科利的疗法之所以有效,就是模拟了一场细菌攻击,使得人体免疫系统中的信号分子大量分泌,充分调动起免疫系统反应,杀死了癌细胞。

现在科学家逐渐认识到人体细胞内各种信号分子是如何相互协作、指挥免疫系统清除癌细胞的,在此基础上开发出了更有效的癌症疫苗。如今,一系列癌症疫苗开始面世,在世界范围内已批准上市的癌症疫苗就有膀胱癌疫苗、宫颈癌疫苗、结肠癌疫苗和黑色素癌疫苗等多种。

糖尿病和过敏疫苗

人体免疫系统本是抵抗外来袭击的,但有时会把自身组织当成敌人而加以攻击,造成自免疫疾病。例如,糖尿病就是一种自免疫疾病,免疫系统错误地攻击人体内产生胰岛素的正常细胞,导致胰岛功能减退,引发糖、蛋白质、脂肪、水和电解质等一系列代谢紊乱,结果使人患上了糖尿病。

治疗自免疫疾病的疫苗的作用,就是停止免疫系统的这种自残行为,办法是利用一种叫做调节T细胞的白细胞。白细胞也叫白血球,在免疫系统中担负着消灭外来之敌的重任,而调节T细胞是白细胞的一种,负责调节机体免疫反应,但所起作用很小,简直是免疫系统中的累赘。不过科学家发现它们有种特殊的能力,就是可以转化为杀手T细胞,清除那些攻击健康组织的免疫细胞。杀手T细胞的作用仿佛维持军队纪律的宪兵。

科学家们已经在实验中制成了一种糖尿病疫苗,这种疫苗注射进人体后,可以刺激调节T细胞转化为杀手T细胞,摧毁那些攻击正常细胞的犯了错的免疫细胞。类似的方法同样也可以用来治疗其他自免疫疾病,例如的多发性硬化、类风湿等等。

过敏其实也是免疫系统对一些无害的异物反应过激而导致的。传统的过敏治疗方法是给人反复注入各种过敏原,比如花粉、霉菌什么的,使人体达到脱敏的效果。这种疗法可以用来对付比较温和的过敏,比如花粉症,不过对于比较严重的过敏症就不方便用,例如对某些食物的过敏,反复注入过敏原可能会导致危险。

现在科学家们已经明白了传统的“脱敏”疗法的原理:注射过敏原可以增加相应的调节T细胞,当人体真的遇到过敏原的时候,调节T细胞就转化为杀手T细胞来抑制免疫系统,减弱过敏炎症——这跟糖尿病疫苗的原理是一样的。如今,科学家们已经开发了通过激发调节T细胞来抑制尘螨过敏和哮喘的疫苗。

心脏病疫苗

心脏病的罪魁祸首之一是我们俗称为“坏胆固醇”的低密度脂蛋白胆固醇。这种胆固醇随着血液流动的时候会堆积在血管壁上形成斑块,并引发炎症,逐渐引起血管阻塞并导致心脏病。

科学家们一直以来都想制造出一种可以发动免疫系统清除胆固醇的疫苗。不过有一个问题就是,免疫系统是个双刃剑。在胆固醇在血管壁上堆积的早期,免疫系统可以较温和地清除斑块,保护血管;而如果胆固醇堆积很多,免疫系统的反应就会相当激烈,反而损伤了血管,死去的免疫细胞和胆固醇斑块混在一起,更快堵住了血管。

科学家正在积极改进疫苗,以使得免疫系统可以温和地除去斑块而不导致过激的炎症。不过疫苗调整毕竟是和心脏这种重要器官相关,他们的临床试验必须非常谨慎。

肥胖疫苗

通过疫苗让免疫系统对付人体自己的激素是很危险的,不过面对日益严重的肥胖问题,有的办法值得冒着风险尝试一下。科学家们设计的肥胖疫苗,针对的是胃肠分泌出来的一种叫做“生长激素释放肽”的激素。这种激素可以刺激人的食欲,因此也被称为饥饿激素。

当人节食的时候,觉得挨饿了的身体就会做出反应制造饥饿激素,结果不但促进食欲,让人饥饿难忍,还会使脂肪代谢变慢,让节食功效大减。因此清除掉饥饿激素就能让脂肪代谢加块,大大增加减肥功效。

科学家们把饥饿激素和血蓝蛋白(血蓝蛋白又称血蓝素,是一种多功能蛋白,广泛存在于软体动物、节肢动物体内)通过化学方法结合在一起,制成了肥胖疫苗。科学家这次用的血蓝蛋白是从海螺体内提取的,人类的免疫系统对其有着非常强的反应。这样肥胖疫苗就会使得免疫系统也把饥饿激素认作敌人并加以排除。

这种疫苗已经在小鼠身上取得了成功,不过要应用于人体还有不可忽略的潜在风险,如果免疫系统不但对付饥饿激素,也开始攻击制造饥饿激素的细胞的话,那将会导致严重的问题,科学家们还在继续改进疫苗以减少风险。