免疫系统能否帮人类攻克癌症?免疫系统科普书《治愈之美》解读一


免疫系统能否帮人类攻克癌症?免疫系统科普书《治愈之美》解读一


《治愈之美(The Beautiful Cure)》是由科学家兼著名科普作家Daniel M Davis讲述关于疾病与免疫的故事,人类抵抗疾病和治愈疾病的过去以及未来,科普作家的身份是因为作者之前在生物科学的著作被业界一致认可,科学家的身份是因为他也是曼彻斯特大学的教授。《治愈之美》一书于2018年出版,在国内尚未引进,亲爱的数据团队会分几次对该书进行介绍和解读。

一、摸索在我们一直不知道正确答案的领域

第65届奥斯卡金像奖电影《吸血僵尸惊情四百年》中的男主角德古拉伯爵有一句台词,有些神秘的东西是人类只能猜测的,经年历久的努力可以在一定程度上解决这些问题。但是请相信,现在所做的一切只是在接近问题而已。

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对于如何理解科学,作者讲了一个故事作为开头,一位艺术家对他的朋友说“看那朵花,看看它有多漂亮。艺术才能欣赏并称赞这种美,而科学只是把它拆开了。科学使花变得无趣。”这是一个仅从艺术视角观察世界的言论,果然,诺贝尔奖得主、物理学家理查德费曼并不认同,他认为这位艺术家的观点“有点古怪”。费曼带着浓郁的纽约口音反驳,他也能欣赏这朵花的美丽,但作为一名科学家,他知道花的内部结构也很奇妙——它的细胞、化学反应和生物进化的过程,以及它所包含的许多复杂的系统。费曼补充解释说,科学家知道花吸引了昆虫,可能会推断出昆虫觉得花朵在美学上是令人愉悦的,这反过来又引发了关于进化和认知的各种各样的问题。

最后,费曼说:“随着科学对花朵深入了解,只会增加对花朵的惊喜、兴趣和敬畏。

的确,科学界看待事情的眼光和我们普通人有所不同,但是我们一直认为科学界、学术界是人类生存这艘巨轮的眺望者,他们用最密集的知识垫脚,远望人类遥远的未来,做出预测,发出警报,关注危险,也看到希望。

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二、科学如何揭示,否则它可能会被隐藏起来

如今,手机微信中关于如何养生的文章漫天都是,假的信息也惨杂其中,爆炸般的养生信息背后是人们对疾病的焦虑与恐慌。如今没有人会低估免疫学的重要性,这个领域与每个人都有关系。人们在日常交流中会谈到很多关于如何增强免疫系统及和如何养生扯上关系,排山倒海的饮食式和生活方式的建议都包括其中。本书让我们真正了解压力如何影响身体对攻击的反应能力(包括可测量的和消极的),以及运动或笑声如何与我们的免疫力相互作用。答案出人意料——对不起,我们真的不知道正确答案,因为当下大多数科学研究工作都做得不是很好。

发现都是逐步在推进,历史偶尔会创造机缘让我们一窥究竟。

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例如,一项令人眼花缭乱的研究从死亡的阿兹特克人(Aztecs)的牙齿中的DNA,并揭示了他们死亡的可能原因,以及16世纪的1500万人的死亡原因的推测。历史上的1545年,一场巨型灾难袭击了墨西哥的阿兹特克国,突然间人们开始出现高烧、头痛、并从眼睛、口腔和鼻子流出鲜血。患病者通常支持不过三到四天。这场灾难持续五年,多达1500万人丧生,估计约占当时80%的人口。流行病在当地人中被称为“cocoliztli”。这次事件之后,其巨大的影响力让这个词进入了当地的语言体系,代替了阿兹特克纳瓦特尔语中的瘟疫一词。然而,这病从何而来的秘密百年来都没有揭开。

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这页历史在沉痛中被翻过,时间奔流不息,2018年来自德国Tuebingen大学的研究小组Alexander Herbig等人,发表了一篇在科学杂志《自然生态学和进化论》上的研究,结束了对成千万人死因的争论。来自德国科学家发现了一种沙门氏菌,在欧洲人入侵之前,土著美洲人从未接触过这种肠炎。他们的免疫系统没有学会与那个邪恶的杀手对抗,首次作战,溃不成军。科学家着重提到,这种流行病的原因已被历史学家争论了一个多世纪,现在我们能够通过使用古老的DNA来提供直接证据,为长期的历史问题的结论做出贡献。病因是另一个结论,但是我们深刻的观察到,文化和历史自古是被免疫学所塑造。在远古时代,大自然想要毁灭人类,轻而易举。

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进化是由侵略性的力量推动的,在这种力量中,生物体将以牺牲你的利益为代价来实现他们的生计。人类历史上最伟大的杀手的十大名单中,不包括战争、饥荒、枪支或毒品。那些贪婪的野兽狮子,老虎和熊可能会活吞了你但是如此血淋淋的死法甚至都不会勉强进入前20名。

人类文明发展了几千年,虽然人体抵抗疾病和自我治愈的能力是自然界的一大奥秘和奇迹,但是我们能不能推翻这个被轻而易举毁灭的事实。

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生命世界中最小的东西对人类产生了最大的影响:疟疾、鼠疫、西班牙流感、霍乱、肺结核、艾滋病和天花。这些疾病都是由现代历史上看不见的病毒引起的。从最小到最大,都是由细菌引发的。但是与引起霍乱,鼠疫和肺结核的细菌相比,病毒很实在是小不可见。令人高兴的是,消灭天花应被视为人类最伟大的成就之一。在实施了我们所知道的最有效的医疗方法之后,1980年人类宣布消灭数百万年以来,给人类造成无法估计的疾病的方法已经找到:疫苗。

然而大自然都没有给予人类稍作喘息的机会。令人遗憾的是,气候变化打开了潘多拉的魔盒。这背后真正的威胁是,带有其他很多年前被征服的病原体的尸体,会从永久冻土中解冻出来。我们都应该更加注意理解进化过程中这些曾经被克服的问题,又重新出现在我们面前,卷土重来,所以这场战争是无止境的。

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在如此严峻的背景下,人类也不是完全束手无策,在生物科学中,被研究最多、最深入的细节,是身体对伤口或感染的反应。这也是我们最容易理解的免疫学现象。人们对这些症状最为熟悉——发红、触痛和炎症,掩盖了皮肤下发生的奇迹,成群的不同细胞进入皮肤,人体需要抵抗细菌,修复损伤并处理碎片。这种反抗不是人类有意识控制的,对我们的生存至关重要。

本书告诉我们如何理解身体每次所遭受的攻击和防御。这些基本问题包括:身体如何决定自我?几千年的进化过程中,身体如何知道什么对你有好处,什么会害死你?比如各种食物,有很多是刚刚才吃,有些是吃了几千年。

三、白细胞的两兄弟,T细胞和B细胞

众所周知,这一过程的核心是两种白细胞,分别叫做T细胞和B细胞的。这些白细胞在其表面有一个特别重要的受体分子(receptor),而不是被想象为T细胞受体和B细胞受体。这些受体来自被称为蛋白质的生物分子,它们是一长串的原子,它们折叠成复杂的形状,很好地适应了身体的特定任务。一般来说,结合是蛋白质分子的任务,无论是蛋白质与其他分子结合、或者蛋白质和蛋白质结合,而蛋白质有精确形状,这决定了它能够连接的其他分子类型,就像两个拼图块通过互补的形状相互拼合一样,这里可以比喻成“严丝合缝”。它从免疫细胞的表面延伸到周围的环境中,如果它与之前没有在你体内的东西联系在一起,它就会开启免疫细胞,然后直接杀死细菌或感染细胞,或者召唤其他兄弟免疫细胞来帮忙。

至关重要的是,激活的免疫细胞也会繁殖,用更多的细胞来填充你的身体,这些细胞具有相同形状的受体。其中一些细胞在体内停留很长一段时间,这就是免疫系统对之前遇到的细菌的记忆——当然,这是疫苗接种工作的核心。

疫苗接种是上一篇人类免疫史的胸章,现在的人类无疑面临更大的挑战。

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有些年份在免疫史上格外重要,比如2018年。

这一年诺贝尔生理学或医学奖的颁发,标志着人类对免疫系统的科学探索取得了惊天动地的突破,诺奖表彰他们“发现负性免疫调节治疗癌症的疗法方面的贡献”。两人中,艾利森的团队首先应用抗体封闭T细胞信号通路治疗癌症,研发出世界上第一种用于免疫肿瘤疗法的CTLA-4抗体;本庶佑领导的课题组则最早发现了能抑制免疫系统的PD-1基因,并揭示了PD-1是免疫反应的负调节因子。这些艰深的术语让人很难理解,但是《治愈之美》对普通读者理解这方面的发展和 理解“创立了癌症疗法的一个全新理念” 这项突破非常有帮助。此前的治疗方法集中在肿瘤细胞上,新的研究主要针对免疫系统,这提高了治疗效率。我们可以看到,人类对攻克癌症的战争,改变斗争路线,带来了新的希望。


此时也许就像陶渊明在1600年前所说,“林尽水源,便得一山,山有小口,仿佛若有光。”

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在揭开免疫之谜,抗击癌症的道路上,我们希望是科学一直在助人类一臂之力。

好书都是宝藏,这次的介绍和解读,暂时告一段落,请关注下一篇。

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作者简介:

一个优秀的作家可以使任何主题惊心动魄,丹尼尔戴维斯(Daniel M. Davis)就是这样一位非常优秀的作家,人类对疾病的历史仇恨,对疾病的恐惧,都被他风格谦逊的写作风格所淹没。作为曼彻斯特大学的免疫学教授,他的研究使用超分辨率显微镜(super-resolution microscopy)来研究免疫细胞生物学,在《发现(Discover)》杂志上被列为近年的百强突破之一。他之前的著作《兼容性基因(The Compatibility Gene)》被选为2014年英国皇家学会温顿科学图书奖(Royal Society Winton Science Book Prize),入围“生物图书奖”的候选名单。比尔布莱森(Bill Bryson)在《卫报》年度书中称其为“优雅的、出人意料的扣人心弦”。他同时也是120多篇学术论文的作者,这些论文共被引用了上万次,其中包括自然杂志、科学和科学美国人的文章。本书由University of Chicago Press出版,全书书名,The Beautiful Cure: The Revolution in Immunology and What It Means for Your Health,治愈之美:免疫学的革命和它对你的健康意味着什么。 (完)

亲爱的数据

出品:谭婧

美编:陈泓宇

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