第一位在過世後仍獲諾貝爾生理醫學獎的學者——以身試藥的史坦曼

第一位在過世後仍獲諾貝爾生理醫學獎的學者——以身試藥的史坦曼
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我們想讓你知道的是

當史坦曼發現罹患了胰腺癌,便把有關癌症和免疫系統的研究成果應用在自己身上。這個自我治療法讓他多活了幾年,可惜的是,他仍在諾貝爾獎宣佈前三天辭世。

撰文/哈蒙(Katherine Harmon)
翻譯/張薰文

重點提要

  • 史坦曼是第一個描述樹突細胞的人,並以其樹枝狀的外觀來命名。樹突細胞是誘發免疫反應的關鍵角色。
  • 樹突細胞負責「教育」其他免疫細胞哪些是應該消滅的入侵者,如今也是各種癌症以及愛滋病實驗性治療疫苗的研究核心。
  • 當史坦曼在2007年被診斷出罹患胰腺癌,他和全球各地的免疫學家組成的研究網絡,便應用樹突細胞疫苗來治療他的癌症。
  • 史坦曼的同事相信這種疫苗幫助他延長了生命,他於2011年諾貝爾獎揭曉的三天前過世。

「樹突細胞」的發現

透過顯微鏡,史坦曼(Ralph M. Steinman)察覺到培養皿中有一種前所未見的細胞。那是1970年代早期,史坦曼還是美國紐約洛克斐勒大學的研究員,當時科學家正在拼湊免疫系統的基本架構:一種稱為B細胞的白血球可辨識外來的入侵者,而另一種稱為T細胞的白血球則負責消滅入侵者。但讓科學家想不透的是,什麼東西在第一時間引起T細胞和B細胞的反應,並教它們就定工作崗位?史坦曼認為,他所看見的這種奇怪且具有紡錘狀細長手臂的細胞,就是解開謎團的最後一塊拼圖。

他的直覺後來證實是正確的。由史坦曼命名的「樹突細胞」(dendritic cell),如今被認為在偵測體內的外來物和誘發免疫反應上扮演十分重要的角色。樹突細胞用它的手臂攔阻入侵者並加以吞噬,然後帶著這些入侵者的「屍體」去「教導」其他免疫細胞認清並消滅體內的外來物。這是個劃時代的重大發現,史坦曼的理論詳細解釋了疫苗的作用,也把他推向學術生涯的頂峰。

第一位在過世後仍獲諾貝爾生理醫學獎殊榮的學者

從很多方面來看,史坦曼的故事都具有代表性:聰明的科學家做出重大發現,並引領新一代科學家的研究風潮。的確,史坦曼的洞察力不僅影響科學界,對他本人也具有重大意義。

過去幾年來,史坦曼相信,樹突細胞是對抗一些難纏疾病(從癌症到愛滋病)的終極武器,並和他的全球研究合作網努力證實這一點,尤其當史坦曼的故事有了不尋常的變化之後。

2007年他被診斷出罹患了胰腺癌,這是一種致死率極高的疾病,一般來說,五位患者中有四位活不過一年。但是史坦曼在學術生涯早期發現的細胞,和他一路走來所結交的朋友,不僅幫助他抗癌,也讓他多活了好幾年,長到足以得到諾貝爾獎的肯定。史坦曼於2011年9月底過世,三天後他的手機響起,他的家人被通知史坦曼獲得了諾貝爾生醫獎。

機會是給準備好的人

史坦曼在進入加拿大的馬吉爾大學前,並沒有真正接觸過生物學。當他接觸後便醉心於免疫細胞的微小世界,於是他進入洛克斐勒大學寇恩(Zanvil A. Cohn)的實驗室。在寇恩的研究室裡,史坦曼實踐了19世紀著名微生物學家兼疫苗學家巴斯德的名言:「機會是給準備好的人。」史坦曼的多年同事兼好友施萊辛格(Sarah Schlesinger)如此形容樹突細胞的發現:「史坦曼已經為新發現做了非常充份的準備,也因此他可以直覺發現這是重要的。」就是這份直覺和對觀察力的自信,造就了一個開創性的發現,並贏得同事的欽佩。

找到樹突細胞後,史坦曼接下來花了20年說服科學界這種細胞的重要性、確定它們的功能,以及應用方向。「除了『奮戰』,沒有其他字眼可以形容他花了多大的力氣說服別人這是一種特殊的細胞。」施萊辛格說。施萊辛格自1977年還是個高中生時,就在史坦曼的實驗室工作,當時同實驗室的人都不相信樹突細胞真的存在,因為很難大量培養。施萊辛格回憶和史坦曼一起坐在工作檯,用雙筒顯微鏡檢視樹突細胞的往事,「他就是很愛看它們!」施萊辛格微笑著說:「每個小發現都充滿了樂趣。」

1980年代史坦曼完成醫師訓練,並開始尋找可以直接應用樹突細胞來治療疾病的方法。接下來的幾十年,樹突細胞已經廣為學界接受,史坦曼的實驗室也把研究目標拓展到愛滋病和結核病的樹突細胞疫苗,以及癌症治療。流行性感冒和天花可以用疫苗預防,而那些自然感染的倖存者通常會產生終身抵抗力;愛滋病、結核病和癌症則更具挑戰性,因為這些疾病更懂得如何戰勝免疫系統:愛滋病毒甚至會綁架樹突細胞,來替它做不法勾當。「史坦曼總是說:我們得比大自然更聰明才行。」施萊辛格說。這表示科學家必須提供樹突細胞更精確的資訊,幫助它建立免疫系統並消滅病毒或癌細胞。

1990年代,當史坦曼和現在任教於耶魯大學的多達卡(Madhav Dhodapkar)以及現在任教於紐約大學的巴度瓦(Nina Bhardwaj)一起工作時,發明了從血液中抽取樹突細胞,並以警示蛋白片段(來自流行性感冒病毒或破傷風桿菌等)刺激後,再把它們注射回體內的方式來建立更強的免疫力。在2010年取得美國食品及藥物管理局(FDA)核准的攝護腺癌症疫苗Provenge就是以這項技術為基礎,Provenge已證實可延長攝護腺癌末期患者的生命,就算只有幾個月。

本文獲《科學人雜誌》、《科學人》粉絲團授權刊登,原文刊載於此

責任編輯:朱家儀
核稿編輯:楊之瑜


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