走近诺贝尔奖（九）与病原体作战

我们都生活在同一片蓝天下，依靠大气和各种饮食生存着，我们身边到处都是病菌、病毒和寄生虫等各种病原体。虽然人们早在数百年前就知道，人体内存在一套可以抵御病原体的免疫系统，但是，这套系统到底是如何进行工作的却一直鲜为人知。即使是相关专业的科学家，也是在近40年来才逐步了解了其中的奥秘。美国医学家布鲁斯·博伊特勒、法国生物学家朱尔斯·霍夫曼和加拿大医学家拉尔夫·斯坦曼因为在这方面的突出贡献而获得2011年诺贝尔生理学或医学奖。

就像电脑游戏《植物大战僵尸》那样，人体对付入侵的病原体也是有多道防线的，每道防线里有多个“武器”。首先需要守卫人体健康大门的“哨兵”发现和识别入侵的病原体，并竭力阻挠它们的入侵。这是免疫系统的第一道防线——“先天性免疫”在起作用。

先天性免疫是人类在长期的进化过程中逐渐建立起来的天然防御能力，它受遗传因素控制，具有相对稳定性。先天性免疫对各种病原体感染均具有一定程度的抵抗作用。但是先天性免疫以防范为主，一般杀伤力较弱，也没有专杀某种病原体的特异性。先天性免疫通常包括：皮肤、黏膜和胎盘的屏障作用，吞噬细胞的吞噬作用，体液对寄生虫的杀伤作用。

如果“哨兵们”被病原体击退，那么一些更加强大勇猛的“斗士”就要登场了。这是免疫系统的第二道防线——“获得性免疫”在起作用。我们从小就有打各种预防针（即注射疫苗）的经验。这样做的科学道理就是：让我们的免疫系统可以在需要时不断产生对病原体的抗体，从而获得对某些疾病具有获得性免疫的能力。

获得性免疫是个体出生后，在生活中通过与病原体作斗争所获得的免疫防御功能。这种免疫功能是在出生后才形成，并且只对接触过的病原体有作用，故也称“后天获得性免疫”或“特异性免疫”。获得性免疫所产生的抗体具有特异性，只能抵抗同一种病原体的重复感染，且不能遗传，但是它们对病原体的杀伤力却很强。

如果免疫系统立即获胜，那么我们的身体对病原体的入侵是没有感觉的；如果免疫系统暂时落败，我们就会生病。此时，免疫系统会加强防御力量，再辅以药物进行抵抗，我们可逐渐恢复健康；反之，如果免疫系统一直处于“下风”，甚至连药物也对入侵的病原体无可奈何，那么人就会长期疾病缠身，甚至死亡。

博伊特勒和霍夫曼的成就是发现了免疫系统的第一道防线，也就是先天性免疫系统是如何起作用的。

霍夫曼在法国斯特拉斯堡大学读本科时学的是生物化学，不过他起初学习并不怎么用功，大学毕业时没有取得学士学位。但是，颇具研究天赋的霍夫曼并没有因此而自暴自弃，而是考上了本校生物专业的研究生，并从事自己感兴趣的果蝇研究，于1969年获得生物学博士学位。

果蝇基因组相对简单，繁殖能力很强，喂养成本极低，所以生物学家往往喜欢用果蝇作为研究对象。霍夫曼“残忍”地对饲养的果蝇进行核辐射，让果蝇的基因快速突变。研究结果表明，果蝇体内有一种名为Toll的基因发生突变后，它们就难以抵抗病原体，很容易病死。

进一步的研究发现，Toll基因产生的蛋白质能够感受到病原体的入侵，从而激活细胞内的免疫系统，产生可以抵御病原体的多肽类化学物质。后来，霍夫曼发现，人体内也有与果蝇相同的Toll基因，它也能产生抵御病原体的多肽。霍夫曼把Toll基因比作免疫系统的传感器。当感受到病原体侵入时，这个基因能激活细胞内的信号通道，从而产生能够抵抗病菌的多肽。

如果说霍夫曼是发现了免疫系统的“传感器”，那么博伊特勒的功劳则是发现了免疫系统的“感应器”。这个“感应器”是能够结合细菌脂多糖的受体蛋白分子，被称为LPS受体。当病原体入侵时，细菌脂多糖与相关的受体结合，我们的身体就能接收到病毒已经入侵的信号，然后启动细胞的先天性免疫防线，并引发身体局部发炎，吸引来更多的免疫细胞对付病原体。

细菌脂多糖并非是准确无误的“感应器”，有时它们会过于兴奋而发出“假警报”。此时它们把对人体无害或者正常的组织也当成“敌人”进行攻击，从而引发很多慢性的严重疾病。这在医学上被称为“自体免疫疾病”，比如类风湿性关节炎和红斑狼疮等。

值得一提的是，博伊特勒是厦门大学的客座教授，多次到厦门大学讲学。他在厦门大学漳州校区的“科学与人生——知名教授进校区”系列讲座上，畅谈了自己的人生观。他给学生在学习和人生方面的建议是：首先，要热爱你所做的事情，热情非常重要，不要向钱看，少一些功利心；第二，一定要尽早发现自己的兴趣所在；第三，一定要努力学习、工作。

斯坦曼的贡献是发现了免疫系统的第二道防线是如何起作用的。1973年，年仅30岁的斯塔曼发现，人体内有一种树突细胞，像树杈一样有很多分支，在人体容易被入侵的地方如鼻腔、肺部和肠腔的黏膜以及皮肤等地方最为常见。

斯坦曼发现，树突细胞个头小，行动敏捷，一旦发现入侵者，就会奋不顾身地进行攻击。同时，树突细胞还是很好的“侦察兵”，能将一些难以对付的病原体暴露出来，让给更强大的T细胞去处理。T细胞是免疫系统内的一种淋巴细胞，能够大口吞吃入侵的病原体，和病原体同归于尽。

树突细胞的“记性”也很好，它能记住入侵过人体的病原体，并把相应的信号传递给免疫系统，引导淋巴细胞的数量和形状发生改变，将再次入侵的病原体迅速杀灭在萌芽状态。这就是人们在患过某些疾病后，不会再次发病的原因。所以，人们称这种免疫为“获得性免疫”，表明人体在后天获得了对这种疾病的免疫能力。

令人遗憾的是，斯坦曼不能亲自去领取科学界的最高荣誉了，因为他已于颁奖前的9月30日去世。诺贝尔奖评选委员会还为此发布特别声明：不取消斯坦曼的获奖资格。评选委员会在声明中说，根据诺贝尔基金会章程，如果获奖者在颁奖前去世（而非获奖前），仍可保留其所获奖项。因此评选委员会决定不取消斯坦曼所获奖项。

斯坦曼的女儿表示，在获诺贝尔奖的前一星期时，斯坦曼还曾开玩笑地说：“我知道为了获得诺贝尔奖我必须坚持下去。因为他们不把奖授予逝世者。我要为此而挺住。” 斯坦曼的女儿说：“父亲多年的辛勤工作得到诺贝尔奖的认可，我们都深感欣慰，他的一生贡献给了工作和家庭，值得我们爱戴。”

早在2007年，斯坦曼就被诊断出患了很难治疗的胰腺癌。胰腺癌是一种高度恶性的肿瘤，通常情况下，未接受治疗的胰腺癌患者的生存期约为4个月，接受旁路手术治疗的患者生存期约7个月，施切除手术后的患者一般能生存16个月。然而，斯坦曼采用了自己发明的免疫疗法，即针对树突细胞的治疗方法，让自己在发病后继续坚强地生存了4年。

诺贝尔评奖委员会发布的声明说，本次三位获奖者的研究成果揭示了免疫反应的激活机制，使人们对免疫系统的理解发生了“革命性的变化”，进而为免疫系统疾病研究提供了新的认识，并为传染病、癌症等疾病的防治开辟了新的路径。这三位科学家虽然没有在一起共事，但是他们都从事过与免疫系统相关的研究。斯坦曼早在1973年就发表了相关论文；霍夫曼和博伊特勒则要晚一些，分别是1996年和1998年。

基于三位科学家的研究成果，人们正在开发能够治疗传染病的“治疗性疫苗”，并有望借此开发出对抗癌症的新方法。诺贝尔奖评委会成员汉斯·古斯塔夫说：“基于三人研究结果的肝炎治疗疫苗即将问世，现在正处于广泛临床试验阶段。此外，还有更多的医药公司正在利用三位科学家的发现，研制更好的能提高人类免疫能力的疫苗。”所谓疫苗，就是“虚假的入侵者”，即失去活性的只有外壳的病原体。让免疫系统的两道防线去攻击这些“虚假的入侵者”，既不会让人生病，也可以锻炼免疫系统，让免疫系统更强大。

由于癌症是人类尚未攻克的医学难题，所以目前最热门的疫苗是癌症疫苗。有些癌症是由病毒引起的，癌症疫苗可以通过增强机体对病毒的抵抗力来达到预防癌症的目的，如乙肝病毒疫苗可以降低患肝癌的风险。然而，绝大部分癌症，包括结肠癌、肺癌、前列腺癌及乳癌等，并非病毒感染所致。因此，真正意义上的癌症“治疗性疫苗”是以癌细胞的抗原为疫苗，让人体免疫系统具有灭杀癌细胞的能力。