纵览国内外古城遗址,你会发现,每座城池几乎都配备了城防系统。
伴随城防系统的不断进化,云梯、攻城塔、投石器、火炮等类型的攻城设备相继出现。同时,日益成熟的还有城防的组织形式,城外出现瞭望塔、烽火台、关卡,以便尽早发现敌情。城中则有大量驻军驻守兵营,随时待命。
而城池的攻防博弈也恰如我们每个人的人体对疾病的抵抗。今天我们就来说一说,在人体内,我们一直忽略却不可忽视的免疫城防系统,它负责抵御病毒、细菌、真菌,甚至癌症的入侵与攻击,时刻保卫着人体城池的安全与健康。
生命为了存续,就要与致病因素开展长期博弈。为了面对各种致病因素而导致的各类疾病,免疫系统就像城防系统一样越变越复杂,以维护人体“城池”的常年繁荣。
我们现在看来再平常不过的淋巴细胞
也是漫长进化之后的产物
是人体细胞分工不可或缺的一个“部门”
(图:壹图网)▼
因此当遇到外界病菌入侵,或外界致病因素长期影响导致内部细胞突变时,人体并不会坐以待毙,免疫系统中各司其职的各个组成部分,将被调动起来。不管是外来的病菌,还是内部变坏的细胞,人体的“城防系统”一律不会放过。
中性粒细胞吞噬炭疽细菌
(图:wikipedia)▼
人体中的胸腺、淋巴结、脾脏、骨髓等器官,具有制造或储存免疫细胞的功能,被称为免疫器官,他们如同人体中的军校和兵营。而B淋巴细胞、T淋巴细胞、单核吞噬细胞、中性粒细胞等免疫细胞,就是相互配合、各有所长的军团。
活蹦乱跳的T细胞...
(图:wikipedia)▼
那么,如此严密的防御体系为什么挡不住恶性肿瘤呢?
这是因为,癌细胞非常“狡猾”,它自正常细胞异常癌变而来,非常善于假装良民,甚至会“策反”免疫细胞,让正常细胞当它的“内应”,为它形成新的血管、输送营养以至帮助癌细胞转移。
很多肺癌患者到了晚期才发现
(图:壹图网)▼
面对这种暗中发展势力搞破坏的对手,免疫系统很难及时把它识别出来清理掉,等到癌细胞已经在体内增殖一段时间后,想要消灭就会变得越来越困难。无论是手术切除、还是放化疗全身治疗,可行的外部介入治疗手段存在了这么多年,癌症却依然被视为绝症。
如果外援效果有限的话,着眼内部利用免疫系统去解决,是否有可能呢?
正如新冠疫苗对于免疫系统的运用,只要完成免疫系统的优化,它作为人体的“城防系统”还是具有极大的战斗力的。不过不一样的是,疫苗是提前预演,让免疫系统认识可能入侵的病毒;而到了癌症这头,我们是不是有办法切断它的“策反”技能,让免疫系统恢复原有的打击力呢?
很多人发现癌症的时候已经比较晚了
只能用放疗、化疗这种损伤极大的方式延续生命
(图:壹图网)▼
当然,如果要切断“策反”,首先得知道“骗子”癌症是如何“策反”人体城防系统的。
在人体免疫这套精密的城防系统里,T淋巴细胞(T细胞)在对抗体内可能发展成癌症的变异细胞的过程中发挥了巨大的作用,正如最核心的守卫兵一样的存在。当然“城防系统”也深知,守卫兵数量需要严格控制,过少则打不过病毒和肿瘤,过多则是精力过剩、伤及自身。
T细胞大战癌细胞(3D示意)
(图:壹图网)▼
作为21世纪的守卫兵,T细胞有个“高级”的特点,控制全部依靠信号来进行——当免疫城防系统启动防御机制时,类似传令兵的抗原呈递细胞会向守卫兵T细胞传递备战信号,T细胞随之增殖扩军。
T细胞就是在下了,如果我失控了,那也是个祸害
(图:wikipedia)▼
那么,怎样控制T细胞不会过度“增军”呢?“城防系统”早在它身上安插了几个“信号开关”,其中,我们要重点介绍两个与癌症密切相关的:
于是,在“骗子”肿瘤的成套技术加持下,便能在人体城池内大肆发展,最后不讲武德“搞死”宿主。
所以,人类的免疫系统之所以解决不了恶性肿瘤这个二五仔,重要原因是原本为自身考虑的精密开关被癌症暗中利用。如何升级好这俩开关,切断负向控制,让T细胞恢复增殖、不被迷惑、实现打击,是利用自身免疫系统消灭癌症的关键——没错,这正是免疫学家们经过几代传承努力所发现的成果。
从1959年Lloyd Old正式提出肿瘤免疫概念;到20世纪末,美国免疫学家James Allison首次发现了CTLA-4并将其作用联到癌症治疗方面,而在世界的另一端,日本科学家本庶佑首次克隆了PD-1基因,此后不久也发现了PD-1的负免疫调控功能。
Lloyd Old,肿瘤免疫概念的提出者(左)
(图:wikipedia)▼
经过几代科学家的接力,免疫肿瘤治疗机制基本被厘清,并开始应用到临床——CTLA-4抑制剂与PD-1抑制剂应运而生。也正因此,2018年诺贝尔生理学或医学奖授予了James Allison和本庶佑,表彰其在肿瘤免疫领域做出的贡献。
2018年诺贝尔生理学或医学奖获得者James Allison和本庶佑
(图:壹图网)▼
简单而言,与传统治疗的直接打击不同,免疫肿瘤疗法并不直接杀伤癌细胞,而是利用人体自身的免疫系统对抗肿瘤。如果还是用回我们人体城池的比喻,传统的化疗、放疗属于容易误伤平民的战略轰炸、核武器打击外援,而免疫肿瘤治疗就相当于加强日常军备的战斗力,用城防系统自身的防御力去对抗癌症。
PD-1抑制剂与CTLA-4抑制剂两款免疫检查点抑制剂,顾名思义,主要会针对性修复升级城防系统守卫兵T细胞的CTLA-4与PD-1两个负向控制信号开关,将“骗子”癌症的偷袭与策反一个个解决。
但实际上,修复这两个信号并不是同时进行的,两个抑制剂会作用于抗肿瘤免疫的不同阶段:首先让守卫兵持续扩军备战,对抗癌症偷袭;然后加强其侦查技能,避免癌症拿着假开关策反,有效实现“二夫当关,万夫莫开”。
我们拿最经典的一对CP“O+Y”来举例解释,这里的O和Y,正是全球首个获批上市PD-1抑制剂纳武利尤单抗和全球首个获批上市的CTLA-4 抑制剂伊匹木单抗的简称。
Y药主要作用于守卫兵T细胞发育的早期活化阶段,目的是确保增兵通路不被截留,并给增加的守卫兵“打鸡血”,让守卫军团更具有战斗志气。此外,Y药还能助力部分T细胞分化为记忆T细胞,这些新来的守卫兵会牢记这次抗击癌症的战斗记忆,未来作战则无所畏惧。
而后,O药在后续效应阶段上场。在直面癌症的战况下,O药可恢复所有既存与新增守卫兵T细胞识别肿瘤的能力,复原其攻击力——相当于培训了整个军团的侦察力,以便及早检查出肿瘤的存在。
两者一前一后,各有分工,相互促进取得的成果。确实,2017年,诺奖得主Allison教授的团队研究发现认证,PD-1和CTLA-4抗体使用的细胞机制大多没有重叠。因而PD-1 抑制剂+CTLA-4 抑制剂强强联手,比单独使用更有效。事实上,也正是在这种疗法的帮助下,全球范围内已经出现了一批生存期长达10年的癌症超级幸存者。
在我们举例的城池战役中,通常而言,有理性的指挥官都会希望用尽量小的代价,取得尽量大的成果,并且尽力避免伤及无辜。而抗癌的过程中同样应该如此,打击癌症而不伤及其他细胞,这种伤害更小的抗癌方式,为患者带来抗癌岁月中生活质量的大幅提升,正是研究者不断致力的方向。
从目前O+Y临床研究看,这种疗法便是以小代价获取大战果的途径。患者获得了良好的生存获益,这段抗癌岁月还有可能被拉长。乐观观点甚至认为,这种疗法的出现会将癌症治疗带入“去化疗”的“长尾生存”全新时代。
而相信这个时代距离我们并不会太远,截至 2020 年底,CTLA-4 抑制剂伊匹木单抗与 PD-1 抑制剂纳武利尤单抗联合疗法已在全球获批用于 6 个瘤种的治疗,包括黑色素瘤、肾细胞癌、肝细胞癌、结直肠癌、非小细胞肺癌、胸膜间皮瘤。其中,15年没有系统治疗发展的胸膜间皮瘤适应症,也在中国迎来了O+Y疗法这一利器。
随着医学不断进行发展,人体城防系统也正一步步变得更为稳固,善用攻守之道,善守能攻,方能立于不败之地。
*本内容为作者提供,不代表地球知识局立场
封面图片:壹图网