美國科學家的一項新發(fā)現(xiàn),讓我們對人體免疫系統(tǒng)“如何排兵布陣”有了新認識。以前被認為是“有勇無謀”的“天然殺手”細胞(natural killer,簡稱NK細胞,也稱“自然殺手”細胞),其實被低估了。
如果好好開發(fā)它們的潛能,艾滋病和癌癥的惡魔就可能束手就擒。
人體的第一道防線
這項最新研究刊登在1月11日出版的英國《自然》雜志上。該研究負責人、美國加州大學的微生物學家路易斯?拉尼爾說,人類的免疫反應通常分為兩類——先天免疫和適應性免疫。人們在出生時便具有先天免疫功能,主要由一些“屏障”如皮膚和黏液,以及一些免疫細胞如NK細胞等構成。
NK細胞大約在1970年被發(fā)現(xiàn),是一種大粒狀淋巴細胞。其之所以被稱為“天然殺手”,是因為它們不像毒素細胞T細胞一樣,要經(jīng)過免疫系統(tǒng)的抗原辨識反應才確定目標“出擊”。NK細胞能主動出擊,殺死腫瘤或被病毒感染的壞細胞。在1986年美國夏威夷舉辦的國際免疫學座談會上,這種不需通過抗原辨識即可攻擊“入侵者”的細胞,正式被命名為“天然殺手(NK)”細胞。
與先天免疫不同的適應性免疫,主要由T細胞和B細胞及其他免疫細胞來實施。它們大概要花費數(shù)周時間才能培育出對抗入侵病毒的抗體。
NK細胞是人體的“忠勇衛(wèi)士”,是人體的第一道防線,感染首次發(fā)生時,NK細胞會率先“查殺”。T細胞和B細胞能從上一次病原體入侵中學習經(jīng)驗,提高防御能力,為應對病原體的二次入侵做好準備。
T細胞和B細胞都有“記憶功能”,免疫記憶可保存很長時間,能摧毀數(shù)年甚至數(shù)十年后的相同入侵者。我們使用的各種病毒疫苗,就是利用了適應性免疫細胞的記憶功能,但此前科學家們認為,NK細胞不具有類似記憶功能,因而難以在病毒疫苗研發(fā)中“挑大梁”。
NK細胞其實有記性
加州大學的微生物學家拉尼爾說:“以前我們一直以為NK細胞在獵殺入侵者時是盲目的,對付每一次感染的免疫反應都視如首次,畢竟NK細胞的壽命很短,只有兩三周。但試驗結果讓我們大吃一驚。”拉尼爾的研究小組在老鼠身上注射一種細胞巨化病毒(這類病毒在人類身上很常見,可以導致水痘和性病等),此后,老鼠體內(nèi)的NK細胞立刻產(chǎn)生反應,其表面產(chǎn)生大量受體并鎖定和查殺遭病毒感染的細胞。數(shù)周后,研究人員發(fā)現(xiàn),部分對病毒產(chǎn)生受體的NK細胞隱藏在淋巴組織內(nèi)。
研究人員將這部分NK細胞提取出來,注射到未感染過細胞巨化病毒的第二批試驗老鼠身上,這些老鼠的T細胞和B細胞等已被破壞。結果,在不到一周的時間里,第二批老鼠的體內(nèi)產(chǎn)生了大量具有專殺細胞巨化病毒特性的NK細胞,數(shù)量驚人,在脾和肝中的這種細胞,分別是正常情況的100倍甚至1000倍。拉尼爾表示:“通過實驗我們發(fā)現(xiàn),NK細胞對病原體具有一定的免疫記憶,能有針對性地提供更高效的免疫措施。”
拉尼爾表示,新發(fā)現(xiàn)有助于疫苗的研發(fā)。“既然NK細胞也具有記憶功能,那么,疫苗的研發(fā)也可以把NK細胞的功能發(fā)揮出來。它還可能對艾滋病毒疫苗的研究起到啟發(fā)作用。先前的研究發(fā)現(xiàn),某些人對HIV(艾滋病毒)具有更強的抵抗力,感染后歷經(jīng)更長時間才會發(fā)病。這是否與NK細胞有關?如果能更好的了解NK細胞,我們就能找到控制艾滋病病毒的方法。”
哈佛大學醫(yī)學院免疫學家范?安德瑞安認為:“現(xiàn)行教科書上對NK細胞的解釋也許是錯誤的,越來越多的發(fā)現(xiàn)讓我們了解了NK細胞,對人類免疫系統(tǒng)的認知也進了一步。”范?安德瑞安2006年曾在《自然》雜志上發(fā)表文章指出,實驗顯示,部分NK細胞的壽命有數(shù)月之久。
有望在抗癌上大顯神通
除了對艾滋病研究的期待,今天,NK細胞的研究已經(jīng)體現(xiàn)在抗癌研究上。
據(jù)了解,通常人體每天都會產(chǎn)生數(shù)千個癌細胞,我們的免疫系統(tǒng)通過血液循環(huán)全天候監(jiān)控。NK細胞對癌細胞有極強的查殺作用,一旦發(fā)現(xiàn)癌細胞,會立刻與其結合,5分鐘內(nèi)就會破壞癌細胞將其殺死,是高效的“獵癌專家”。近年來,科學家利用NK細胞的特性,研發(fā)對抗癌癥的藥物和方法。
日本的醫(yī)學家曾把癌癥患者的NK細胞在體外培養(yǎng),達到一定數(shù)量后,再注入患者體內(nèi)。具體來說,首先抽取20~30毫升的病人靜脈血,從中分離出極少量的NK細胞,再用各種增長因子刺激并活化。經(jīng)過兩周的培養(yǎng)后,這些原本極少量且活性不強的NK細胞數(shù)量增加到10~60億個,再通過靜脈用點滴方式注入患者體內(nèi)。一般而言,一個健康人體內(nèi)的NK細胞約有1~5億個,注入體內(nèi)的NK細胞,極大增強了對癌細胞的殺傷能力。NK療法完全采用患者自身的細胞,所以沒有痛苦,也沒有副作用和排斥反應,是一種直接有效的抗癌方法,但目前成本非常高。隨著技術進一步成熟,成本大大降低,就完全可以走進尋常百姓家來對付癌魔。
NK細胞活性不足會致病
NK細胞的活力和數(shù)量是人體健康的重要保證。美國疾病控制中心(CDC)去年的報告顯示,幾乎所有疾病的產(chǎn)生都與NK細胞的活性明顯不足有關。
加州大學微生物學家拉尼爾說,“人們患有疾病時,無論是慢性的、偶發(fā)性的或是急性的,NK細胞的活性都在平均水平以下。讓NK細胞恢復到高水平的活性,是最好的治療疾病方法。”
事實上,NK細胞活性的降低是某些類型的壓力導致的。當身體不能充分適應環(huán)境時,隨之而來的就是身體功能下降。睡眠不足、工作過度、感情不順利、缺少運動、營養(yǎng)不足、暴露在病菌毒素之下等,都會對身體造成壓力。
據(jù)拉尼爾介紹:“在過度壓力下,人體會產(chǎn)生有害的改變,尤其是免疫系統(tǒng)。研究顯示,NK細胞的活性與感情壓力之間有一定的互動關系。無法處理壓力的人和行為舉止失控的人,都有NK細胞活性不足的問題。”
即便是臨時性的壓力,也會導致NK細胞活性急性降低,但加以適當調(diào)整和休息,NK細胞活性就會提升。例如,太疲勞和營養(yǎng)不良時,只要好好休息幾天,吃恰當?shù)氖澄锞涂梢曰謴?。然而,當我們持續(xù)處在壓力和不和諧的生活環(huán)境下時,免疫系統(tǒng)被不斷削弱,就可能導致癌癥或其他慢性病的發(fā)生。