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樹突細胞 人體抗病哨兵 (2011.11)

樹突細胞 人體抗病哨兵 (2011.11)

分類標籤: 免疫疾病  醫療  醫學
當細菌、病毒等微生物入侵,生物體自會啟動其先天免疫系統,抵抗微生物敵軍,讓我們在危機四伏的環境中,不至於連連敗退,甚至無法存活。

這就是免疫反應。但免疫系統如何在第一時間對外來病原菌產生反應,若沒有今年三位諾貝爾醫學獎得主,恐怕還會是個謎。

遺傳學家巴特勒(Bruce A. Beutler)在免疫缺損小鼠身上發現一種蛋白質「TLR」,是某一種先天免疫受體;細胞免疫學家史丹曼(Ralph M. Steinman)則發現「樹突細胞」(dendritic cell,DC),先天免疫受體多數表現在此,最早辨識出外來入侵的病原體「非我族類」。

而昆蟲免疫學家霍夫曼(Jules A. Hoffmann),利用最原始、單純的多細胞動物「果蠅」,闡明免疫系統如何運作。

什麼是樹突細胞?

「這應該不是真的細胞吧!」科學家早先發現樹突細胞時,發現它不像一般細胞呈圓形,而是如海星,伸展長長觸角,所以多數以為它不是真細胞。台灣的陽明大學臨床醫學研究所所長謝世良說,當時顯微鏡功能不佳,樹突細胞相對量少,不少研究者還懷疑搞不好是在染色過程中,不小心「人為」地將細胞加上觸角。

1973年史丹曼再次在小鼠脾臟上發現這些細胞,確認它是免疫系統的一分子,並因其特殊外型,命名為樹突狀。

謝世良說,這些樹突細胞也出現在皮膚表皮層,但稱之為蘭格漢氏細胞(Langerhans),因多年前解剖學者蘭格漢發現這些細胞而被命名。當年樹突細胞沒有被深入研究,後來史丹曼發現,蘭格漢氏細胞與樹突細胞外型相似,應是同類,而皮膚作為第一層抵擋「外敵」的障壁,其內的樹突細胞即可發揮免疫反應。

理論歸理論,要將樹突細胞分離出來繼續研究,相當困難。真正的突破則是應用IL-4、GM-CSF等技術,將人類周邊細胞的「單核球」白血球,培養出樹突細胞。體外大量培養樹突細胞,不僅證實其存在,也可繼續讓學者深入研究,更了解樹突細胞的運作。

樹突細胞有很強的活化免疫細胞功能,類似「哨兵」,散布在體內組織,肺臟、脾臟或皮膚、黏膜中,當入侵者出現,樹突細胞會辨識出異狀,吞入病原並切成碎片,也就是「抗原」,載有抗原的樹突細胞會移動,來到脾臟或淋巴結,活化後天免疫反應,這就是在感染病菌時,身體淋巴會腫脹的原因。

樹突細胞與巨噬細胞皆是第一線防禦部隊,移動的樹突細胞會通知體內淋巴系統的其他免疫細胞,輔助T細胞會學習知道這些抗原是該「對付」的外來物,B細胞會製造抗體,抗體會與抗原結合,並中和抗原,殺手T細胞則會攻擊遭感染的細胞及微生物。某些細胞還會變成記憶細胞,可與未來再度出現的入侵者作戰。

謝世良說,要談到免疫的概念,還有一人的貢獻卓著,那就是7年前因腦癌過世的簡韋(Charles A. Janeway)。他在1989年提出「模式辨識受體」(pattern recognition receptor)的理論,即先天免疫系統,第一時間會「偵測」到病原體,且有反應。

中研院生物醫學研究所研究員嚴仲陽說,過去科學家不知道體內發現的一些蛋白質有何作用,巴特勒(Bruce A. Beutler)在免疫缺損小鼠身上,以傳統遺傳學方法,發現某種先天免疫受體,證實了模式辨識受體理論;這些受體最多存在於樹突細胞,之後其他科學家心循著相同途徑,陸續找到更受體。

治自體免疫疾病可望突破瓶頸

台灣的陽明大學臨床醫學研究所所長謝世良說,新的研究也發現,樹突細胞似也能對付自體免疫疾病;突變的樹突細胞過度反應,呈現自我抗原,病患體內免疫系統製造大量抗體對抗自己,因此,若能抑制樹突細胞呈現自我抗原的能力,便可緩解、控制自體免疫疾病症狀。

李威震說,類似的方法也可用於器官移植,抑制T細胞,使新器官不產生排斥。

在傳染病方面,謝世良說,就如愛滋病、C型肝炎至今都尚未出現有效疫苗,主要因為病毒變異高,利用樹突細胞培養抗原,或可研發各樣抗病毒的疫苗,也能加強疫苗的效果。

目前已知,樹突細胞可加強疫苗佐劑的效用,過去為增加疫苗功效而使用佐劑,得適量注射到體內,才能了解反應,利用樹突細胞體外培養技術,可在實驗室利用佐劑實際刺激樹突細胞,預測在人體上的實際效用。

免疫學的天空無限寬廣,有助人類對抗癌症、傳染病、自體免疫及更多發炎疾病,未來醫學在治療、預防上應能藉此突破現有瓶頸。

免疫療法抗癌量身訂製OK啦

人們發現、了解樹突細胞,不僅解開身體免疫反應如何啟動之謎,也在對抗癌症、自體免疫性疾病、傳染病或加強疫苗效用等領域,開闢了新方向。

在諾貝爾醫學獎得獎名單公布的前幾天,四年前發現罹患胰臟癌的史丹曼不幸過世,這位奠定免疫學基礎的學者,將多年研究成果運用在自己身上,其設計的免疫治療方法,以自己的樹狀細胞攻擊癌細胞,事實證明,這方法的確延長了他的生命,一般發現罹患胰臟癌的患者,平均存活期約一年。

長庚醫院器官移植中心主任李威震說,史丹曼的自我治療方法,與應用在肝癌的免疫治療法相似,先抽取病人體內樹突細胞,與癌細胞一同培養,增強樹突細胞辨識癌細胞的能力,再將強化後的樹突細胞植入病患體內,繼續「殺敵」,人體試驗結果顯示,約15至20%出現反應,腫瘤縮小。

李威震說,免疫抗癌的基本原理,就是癌細胞屬於突變細胞,會製造健康細胞沒有的分子或蛋白質,樹突細胞活化T細胞對抗不正常的抗原,將可殺死腫瘤,而據此原理設計的藥物或疫苗,僅針對癌細胞,不會傷害正常細胞與組織,可提升免疫力,加強患者免疫反應對抗腫瘤,同時不會出現化學或放射治療的副作用。

不過,要找到癌細胞表面特殊抗原,並不容易,目前較有成效的是對抗皮膚黑色素細胞瘤的研究,另外,也陸續有針對B細胞淋巴瘤、前列腺癌、結腸癌、腦癌、肺癌、肝癌等研究。

在免疫抗癌研究方面,李威震說,醫界還有很多努力的空間,因人體臨床試驗有安全性考量,目前多在癌症末期病患身上嘗試,但癌末病患免疫力低下,其免疫細胞活化能力更差,可能有其盲點;免疫治療應走向個人化設計,「量身定做」,不能如其他治療機轉大量生產藥物,相對成本較高。


資料來源:
世界日報 2011年11月21日