换句话说,梅达沃发现,身体在很小的时候就学会了什么是自我,也就是不能攻击的东西。你可以从一只老鼠身上移植皮肤到另一只老鼠身上,只要接受移植的老鼠从很小的时候就经训练不对该皮肤产生反应。多年以后,正是这一见解为梅达沃赢得了诺贝尔奖。大卫·班布里基指出:“尽管我们今天视之为理所当然,但移植和免疫系统的突然结合,是医学上的一个关键点,它告诉我们免疫到底是怎么回事。”
II
1954年圣诞节的前两天,在马萨诸塞州马尔伯勒,年仅23岁的理查德·赫里克[12](RichardHerrick)因肾衰竭濒临死亡,但他成为全世界第一个接受肾脏移植的人,从此重获新生。赫里克非常幸运,因为他有一个同卵双胞胎兄弟罗纳德(Ronald),故此,也就有了一名身体组织完全匹配的捐赠者。
即便如此,此前从来没人尝试过这样的手术,他的医生也根本拿不准结果会是什么样。有一种可能是,两兄弟都会死。多年后,顶尖外科医生约瑟夫·默里(JosephMurray)解释说:“我们从来不曾让一个健康的人,仅仅为了他人而冒这么大的风险。”好在事实证明,结果好过了任何人最大胆的期待,甚至还带有了某种传说的色彩。理查德·赫里克不仅在手术中活了下来,恢复了健康,还娶了照料他的护士,并和她生了两个孩子。他多活了8年,最终因为原本的肾小球肾炎再次发作而去世。他的哥哥罗纳德靠着自己的一个肾继续活了56年。为赫里克操刀的外科医生约瑟夫·默里在1990年获得了诺贝尔生理学或医学奖,不过主要是因为他后来在免疫抑制方面的研究。
然而,排斥反应带来的问题是,其他大多数移植尝试都以失败告终。接下来的10年有211人接受了肾脏移植,但大多数人就算当时活下来了,也多活不了几个星期。只有6例活到了一年以上——大部分都是因为捐赠者同样是自己的双胞胎亲人。直到一种神奇的药物环孢素研制成功,移植才逐渐变成常规治疗手段。在第七章里我们提到过,环孢素提取自研究人员到挪威度假时偶然采集到的土壤样本。
过去的几十年里,移植手术取得了惊人的进展。例如,在美国,如今每年接受器官移植的有3万人,95%以上12个月后仍然活着,80%的人5年后仍然健在。不利的地方是对替代器官的需求远远超过了供给。截至2018年底,美国有11。4万人[13]排在器官移植的等候清单上。每10分钟就有一个新人加入这份名单,每天有20人在找到捐赠器官之前死亡。接受透析治疗的人平均能多活8年[14],但接受移植手术后,平均可多活23年。
大约13的肾脏移植来自活体捐赠者(多为近亲),但其他所有移植器官都来自已故捐赠者,这是一项真正的挑战。需要器官移植的人只能寄望于:捐赠者去世时的身体条件和周围环境,能保留正常大小的健康器官;捐赠者跟自己离得不太远;捐赠者去世时恰好有两支专家外科手术团队候命——一支从捐赠者身上摘除器官,另一支把器官安到受赠人的身体上。目前,美国肾脏移植的平均等待时间为3。6年,高于2004年的2。9年,但很多人等不了那么久。在美国,平均每年有7000人在接受移植前死亡。在英国,这个数字大约是每年1300人(两国使用的衡量标准略有不同,因此数据无法直接比较)。
还有一种方案或许可行,那就是使用动物移植[15]。如果需要移植的器官来自猪,那就可以等它长到合适的大小,需要的时候任意摘取。移植手术可以根据时间进行安排,不再作为紧急情况处理。从原则上看,这是个绝妙的解决办法,但在实践中它提出了两个主要问题:其一是,来自另一动物物种的器官,会引发疯狂的免疫反应,你的免疫系统必然知道,你体内不该存在猪的肝脏;其二是,猪身上存在一种内源性逆转录病毒(简称PERV),一旦引入必然会传染人类。这两个问题有望在不久的将来得到解决,届时定将改变数万人的生命轨迹。
另一个同样棘手的问题是免疫抑制药物并不理想,原因很多。首先,它们不光会影响移植部位,还将影响整个免疫系统,因此病人日后始终会更容易受到感染和癌症的侵袭,正常而言,这些感染和癌症都由免疫系统对付。这类药物也可能存在毒副作用。
幸运的是,我们大多数人永远不需要移植,但是免疫系统还能为我们做其他很多的事情。人类总共存在大约50种自身免疫性疾病[16],而且这个数字还在上升。以克罗恩病为例,这是一种越来越常见的肠道炎症性疾病。1932年,纽约内科医生伯里尔·克罗恩(Burrill)在《美国医学会杂志》上发表的一篇论文中描述了病情,在此之前[17],它甚至不是一种公认的病症。[2]当时,每五万人中有一人会患上克罗恩病。接着,这个数字变成了110000,后来到了15000,如今,这一比例是1250,而且仍在提高。为什么会发生这样的情况,谁也说不清。丹尼尔·利伯曼认为,过度使用抗生素[18]和随之而来的微生物储备枯竭,有可能使我们更容易受到各类自身免疫性疾病的影响,但他也承认,“原因仍然难以捉摸”。
同样令人困惑的是,自身免疫性疾病性别歧视严重[19]。女性患多发性硬化症的概率是男性的2倍,患狼疮的概率是男性的10倍,患桥本甲状腺炎的概率是男性的50倍。总的来说,80%的自身免疫性疾病发生在女性身上。既然说激素是罪魁祸首,那么,到底为什么女性的激素会扰乱免疫系统,而男性的激素就并不完全如此,还没人说得清。
最大的、从很多方面来说也最神秘棘手的一类免疫系统疾病是过敏。过敏只是身体对通常无害的入侵者做出的不恰当反应。它是一个新得令人惊讶的概念。这个词第一次出现在英语[20]中(拼写为allergie),是一个多世纪前的《美国医学会杂志》。然而,过敏已经成为现代生活的祸根。大约50%的人声称[21]至少对一种东西过敏,还有很多人声称对很多东西过敏(医学上称为特异性过敏症)。
全球过敏率介于10%~40%之间,而且过敏率与经济表现密切相关。一个国家越富裕,它的国民就越容易过敏。没有人知道为什么富裕对你来说这么难受。也许,城市化国家的富裕民众,接触到了更多的污染物:有证据表明,来自柴油燃料的氮氧化物与过敏发生率较高相关。又也许,富裕国家抗生素的滥用,直接或间接地影响了我们的免疫反应。缺乏锻炼、肥胖率增加,是另一些有可能产生影响的因素。众所周知,过敏并不由基因决定,但你的基因会让你更容易发生特定的过敏问题。如果你的双亲都有某种过敏,那么,你有40%的概率也会染上它。也就是说,概率更大,但并不一定。
大多数过敏仅仅会引起不适,但也有一些会危及生命。在美国,每年大约有700人死于过敏反应(anaphylaxis),这是一种往往会导致呼吸道受限的极端过敏反应的正式名称。过敏反应大多由抗生素、食物、昆虫叮咬和乳胶引起(引发的概率亦按此顺序由高至低)。有些人对某些材料特别敏感。查尔斯·帕斯特内克(CharlesA。Pasternak)医生在《我们体内的分子》(TheMoleculesWithinUs)一书中讲过,飞机上的一名儿童[22]因为两排之外的一名乘客吃了花生,不得不住院两天。1999年,只有0。5%的儿童对花生过敏;20年后的今天,这一比例已经增长了四倍。
2017年,美国国家过敏症和传染病研究所[23]宣布,避免或减少花生过敏的最好办法,不是从小就不让孩子接触花生(这是数十年来的看法),而是让他们小剂量地接触花生,增强他们对花生的“抗性”。另一些权威人士认为,让父母拿自己的孩子做实验不是一个好主意,任何培养习惯的计划都应该在合格且紧密的监督下进行。
过敏率飙升最常见的解释是著名的“卫生假说”[24],1989年在《英国医学杂志》的一篇短文里被首次提出,作者是来自伦敦卫生和热带医学院的流行病学家大卫·斯特朗(DavidStra),不过他自己并未使用“卫生假说”这个提法(它是后来才这么叫的)。文章泛泛地认为,发达国家的儿童生长在更为干净的环境下,而欠发达国家的孩子,从小就跟灰尘、寄生虫亲密接触,故此前者没有抵抗力,后者有。
然而,“卫生假说”存在一些问题。其一是,过敏病例的大幅增加基本上始于20世纪80年代,我们的生活环境变干净远比这要早,故此,单靠卫生并不能解释过敏率的上升。“卫生假说”的更广泛版本,名叫“老朋友假说”,如今已基本取代了最初的理论。它假定,我们的易感性并不只基于童年时期的接触,而是可追溯到新石器时代的生活方式累积变化导致的结果。
无论哪种情况,最重要的一点都不变:我们根本不知道为什么会存在过敏。毕竟,吃花生致死并不能带来任何明显的进化益处,那么,为什么这种极端的敏感性会保留在一些人身上,始终是个谜(其他的过敏反应也一样)。
破解错综复杂的免疫系统,不仅仅是一项智力练习。找到方法,利用人体自身免疫防御系统对抗疾病(所谓的免疫疗法),有望改变整个医学领域。近年来,有两种方法引起了尤为广泛的关注。一种是免疫检查点疗法。从本质上说,它的基本理念是:免疫系统的内建程序是解决问题(如杀死感染),然后退出。从这个角度看,免疫系统有点像是消防队。只要消防队扑灭了大火,就没有必要再继续朝余烬上冲水了,故此,免疫系统内置了信号,告诉自己该收拾装备,回消防站,等待下一场危机到来了。癌症学会了利用这一点,它们自己发出停止信号,欺骗免疫系统,让它提前退休。检查点疗法很简单,就是重写停止信号。这种疗法对某些癌症的治疗效果出奇地好(一些患有晚期黑色素瘤、濒临死亡的人竟然痊愈了),但出于至今尚未理解的原因,它只是有些时候才管用,而且有严重的副作用。
第二种疗法叫CAR-T细胞疗法。CAR代表嵌合抗原受体,听上去很复杂很专业,但本质上说,它就是从基因上改变癌症患者的T细胞,接着将之送回体内,让它们去攻击、杀死癌细胞。这一过程对一些白血病非常有效,但它会杀死健康的白细胞和癌细胞,病人很容易受到感染。
不过,这种疗法的真正问题大概还在于成本。CAR-T细胞疗法的治疗费用,很可能在每名患者50万美元以上。“我们该怎么做呢?”丹尼尔·戴维斯问,“治疗少数几个富人,然后对其他人说,你们治不起?”当然,这完全是另一个问题了。
[1] 法布利囊(bursaoffabricius)这个名字来自意大利解剖学家西罗尼姆斯·法布利休斯(HieronymusFabricius,1537—1619),他认为法布利囊跟卵子(或鸟蛋)的产生有关。法布利休斯是错的,直到1955年,法布利囊的真实用途才通过一桩愉快的意外事件被解开。当时在俄亥俄州立大学读研究生的布鲁斯·格里克(BruceGlick)希望解开这个谜,他从鸡身上取下法布利囊,看看它对鸡有什么影响。但是摘除了囊并没有明显的效果,所以他放弃了研究这个问题。这些鸡随后被转手给了另一名学生托尼·张(Tonyg),他当时正在研究抗体。张发现,没有囊的鸡产生不了抗体。这两位年轻的研究人员意识到,法布利囊负责产生抗体——这是免疫学上的一项重大发现。他们向《科学》杂志提交了一篇论文,但论文却以“毫无趣味”的理由被拒。最终,他们将其发表在《家禽科学》(PoultrySce)杂志上。据英国免疫学会(BritishSounology)所称,自那以后,它已成为免疫学领域被引用最多的论文之一。顺便提一句,bursa一词来自拉丁语,指袋子或钱包,可以形容各种结构。人类也有bursas,译作滑囊,指的是帮助关节进行缓冲的小囊。
[2] 克罗恩自己并没有使用这个名字,而是更喜欢称之为局部性回肠炎、局部性肠炎或结肠炎。后来人们发现,格拉斯哥外科医生托马斯·肯尼迪·达尔泽尔(ThomasKennedyDalziel)在差不多20年前描述过同一种疾病。他称之为慢性间质性肠炎。