您当前的位置:首页 > 当代文学 > 抗癌大突破

3 黑暗中的一线光明

3 黑暗中的一线光明

血液是一种非常特殊的汁液。

——歌德

回溯过去,我们对自己身体的无知以及这种无知持续的时长,都令人惊讶不已。我们先对太阳系中的行星和月球岩石的成分有了非常清晰的认知,之后才了解了自己血液中发生的一切。

免疫生物学的研究始于显微镜,以及生物学家用陶瓷过滤器从血液中滤出的一堆细胞。其中红色的被认为是“红细胞”,负责在身体中运送氧气。非红色的细胞被称为“白细胞”,就像非红葡萄酒被称为白葡萄酒一样。白色的细胞也被称为leukocytes。(希腊语中,词根leuk意为“白色”,cyt意为“细胞”。)这个词现在仍然指代所有属于免疫系统的细胞。

免疫细胞最初被认为都是相同的。然而,人类血液实际上是由多位“职业玩家”在一个精巧而强大的个人防御体系中构成的奇特生态系统,想要弄清楚这些,只依靠简单的显微镜是无法实现的。

~

19世纪生物学家掌握到的关于免疫反应的第一个方面是个人防御系统,它最古老、最原始并拥有5亿年历史。我们称之为“先天”免疫系统。

先天免疫系统犹如神赐,欺骗性也直截了当。它们恰好有足够大的细胞,可以在显微镜下看到它们摆动和“进食”。这包括类似变形虫的细胞,它们擅长在身体细胞之间挤来挤去并在周边巡逻(从里到外,表面积甚至超过了双打网球场),寻找不应该存在的东西并杀死它。

这些细胞包括看起来像小斑点智能巡逻队的树突细胞(记住这个词,之后还会遇到)和形状类似但更大一些的巨噬细胞(字面意思“大食客”)。除其他工作外,这些细胞主要充当免疫系统的垃圾工。它们吃的大多是退役身体细胞——到达期限并会自我毁灭的正常细胞,也吃“坏蛋”细胞。

巨噬细胞具有识别简单入侵者的先天能力。外来细胞或异己细胞可以被识别出来,因为它们看起来不同。也就是说,它们表面上的蛋白质化学排列“指纹”是不同的。巨噬细胞会寻找它们认为是异物的所有东西,然后抓住并吞噬它。

这些细胞最终也会保存它们杀死的入侵细胞的小片段,为免疫系统的其余部分创造展示和讲述的机会。(近期研究还表明,有些先天免疫细胞不仅是简单的捕食者和杀手,似乎还是更大免疫系统的大脑。)

先天免疫细胞能够识别常见的可疑事物——与人类共同进化的细菌、病毒、真菌和寄生虫,也是最主要的防御对象。

有一个入侵者的地方就可能会有更多入侵者,因此先天免疫系统的细胞也可以请求局部增援。求救以化学方式完成,以一种被称为细胞因子的激素样蛋白质的形式出现。细胞因子像遇险信标一样防止反应过度,它们只有有限的作用范围和寿命。细胞因子有许多不同的种类,传达不同的信息。每个细胞因子都可在人体内启动一串编排复杂的链式防御反应。

它们共同造就了复杂程度惊人的化学通讯,提升供血需求并加快毛细血管渗漏,这样液体和增援部队就会在缝隙(我们称之为炎症)之间泛滥,甚至刺激局部神经发出额外的疼痛信号(提醒你更加关注这个问题,或许让你记住不要再这样做)。

地球上几乎所有生命的免疫系统都是这样。它可以很好地识别和杀死常见的疾病“嫌疑犯”,提供粗略但随时就绪的免疫反应,短短几天就足以清除大多数入侵威胁。

但是,生命之树上进化距今较近的生物——像我们一样有颚的脊椎动物——还有一套额外的免疫系统,能适应新的挑战。这就是“适应性”免疫系统,它能面对、对抗并记住不寻常的可疑物,即身体之前从未遇到过的入侵者。

适应性免疫系统中,主要发挥作用的是两种类型独特的细胞,随血液流遍全身并具备特有的防御功能。它们就是B细胞和T细胞。

疾病会进化和适应。大自然无时无刻不在创造新疾病。B细胞和T细胞是不断适应对抗疾病的系统中的一部分。就攻击癌症而言,人们更关注的是T细胞。但B细胞和T细胞在癌症免疫治疗中都扮演着重要的角色。

~

疫苗是免疫疗法中最成功的一种,人们对它的了解已有数百年。其生物学机制便依赖于适应性免疫系统。

疫苗使用未来将会出现的无害疾病样本对免疫系统细胞进行训练。这样,免疫系统就能够对任何看起来跟样本类似的入侵者建立防御机制。之后,一旦活体病毒出现,免疫大军就会严阵以待。

B细胞和T细胞都参与免疫力的创建。B细胞先被发现,也就先获得了知名度。

免疫细胞在进入血液之前,会先在骨髓干细胞中发育成熟。B细胞有一种独特的方法使我们免受致病因素的侵害。它们不直接杀死疾病细胞,而是制造抗体。抗体是一种黏性“Y”形分子,能够紧紧抓住外来或异己细胞,并给它们画上死亡标记。

抗体最初被称为抗毒素,因为它们被认为是血液中可以中和毒素的物质——为病毒量身定制的小型解毒剂,像钥匙开锁一样将毒素一一消灭。

B细胞(和T细胞)需要做好准备识别任何异己物质,而这种做法之所以有效,是因为异己、外来或病变的细胞看起来与正常人体细胞不同,至少有辨别力的免疫系统可以识别出来。它们表面上就有区别,即细胞的外部结构不同。外来或病变细胞的表面有外来蛋白质。分子标记是一种独特的坏细胞指纹。这些外来蛋白质在异己细胞表面暴露身份的指纹排列被称为抗原。

通过设计精妙的基因随机混合匹配,B细胞能创造出1亿种不同的变异抗体,从而能识别有不可知威胁的抗原指纹。如此多样性足以确保至少有一种能匹配有数百万种蛋白质排列可能的外来抗原。每个B细胞都能产生抗体以适应随机分配的抗原类型,这像是以类似彩票的方式识别随机的陌生人。每个可能的组合都被一个或另一个B细胞覆盖。只需一个抗体识别出一个外来抗原,免疫反应就可以启动。

工作原理如下:

约有30亿个B细胞在血液中游荡,每个细胞外层都覆盖着黏性抗体,用来与它可能永远不会遇到甚至可能不存在的疾病抗原相匹配。B细胞短暂生命中的大部分时间都在四处游荡,直到碰巧遇到与其相匹配的病原体(如陌生的细菌、病毒、真菌或寄生虫)的独特抗原。

如果B细胞遇到的抗原恰好与其抗体的独特抗原受体(抗原受体就像圣诞火腿上的丁香那样扎在B细胞表面)完全匹配,那么B细胞就会立即行动,克隆自己,创造出与自己完全一样的“孩子们”——其所有细胞都有相同的“正确”抗体。

仅需12个小时,该B细胞就可以创造出两万个自己的克隆副本,这个过程会持续一周。B细胞克隆大军的每个新成员也会成为新的“工厂”,继续生产针对该疾病细胞的抗体。

到了进攻的时候,B细胞表面的抗体像黏性导弹一样以每秒2000枚的速度飞出。每个抗体导弹都只有一个目标:外来细胞上独特的异己抗原,其他的它们无暇顾及。抗体会发现并黏住这些抗原,像黏在狗身上的毛刺一样,开始不断累积。这不仅能牵制住疾病细胞,更让它像个闪烁的霓虹灯,吸引游荡在周围斑点状的巨噬细胞的注意,让它们来大快朵颐。抗体也会黏在巨噬细胞上,将它们跟自己的晚餐绑在一起。这似乎还能进一步刺激这些“自然的小清洁工”的食欲。(这个过程被称为调理吞噬作用,源于德语的“准备进食”。)外来入侵细胞则会被困在这里,慢慢被吞噬殆尽。

这是一种极其优雅且复杂的防御方式,可在大约一周内增强对新疾病的反应。威胁解除后,B细胞军队的大部分也会消失,只留一个小军团,记住发生过的一切,准备好在威胁再度出现时采取行动。

这就是所谓的免疫。

B细胞和T细胞在光学显微镜下看起来几乎相同。(这也是20世纪的大部分时间人们没有发现T细胞的部分原因。)与B细胞一样,T细胞也会识别外来抗原并制造克隆大军对其发起进攻。但T细胞识别和消灭致病细胞的方式完全不同。

~

最终,生物学家才明白,所有这些在显微镜下看起来如此相似的白细胞其实外观和功能并不完全相同。到20世纪50年代,人们已经观察到一些小淋巴细胞(免疫细胞)在人体中的传播方式也不同。

B细胞源于骨髓,在血液中传播一段时间就会死亡。但其中一些类B细胞会绕个弯路进入位于人类胸骨后侧的神秘蝴蝶状腺体,也就是胸腺。人们观察到这些细胞有很多从胸腺返回到血液中。更奇怪的是,出来的比进去的还多。它们的数量是B细胞总数的4倍还多,然而人体内淋巴细胞的总数似乎保持不变。那这些细胞去哪里了呢?淋巴细胞消失的谜团直到1968年才被解开,一项实验追踪了这些细胞,并发现从胸腺流入血液的奇怪类B细胞与后来通过胸腺循环返回的细胞相同,有一部分细胞还有去无回,就好像它们在这个奇怪的腺体中被制造、回收和改造一样。

实验表明,通过胸腺循环的淋巴细胞实际上与我们熟悉的B细胞非常不同。这些细胞似乎专门负责免疫反应的特定方面,例如外科移植后的器官排斥反应。

认为所有淋巴细胞都像B细胞一样源于骨髓的生物学模型与新观察结果不符。这就引出了一个问题:是否存在一种不同的淋巴细胞,来自胸腺而非骨髓?参与适应性免疫的白细胞有可能不是B细胞?如果是这样,这种源于胸腺的细胞应该叫什么呢?

这是一个极具争议的问题。年轻研究员J.F.A.P.米勒在1968年的免疫学会议上向同事提出假设,也许应该考虑到淋巴细胞有两种不同类型——来自骨髓的B细胞产生抗体,和来自胸腺的T细胞以其他某种方式工作——他得到的公开回应是B和T是“bullshit”(胡说八道)的首尾字母。

但是,米勒当然是正确的。直到1970年人们才普遍认为这些T淋巴细胞不同于制造抗体的B细胞。

5年之后,情况变得更加复杂——或换个角度来看,也可以说是更清晰了——因为后来人们意识到,T细胞也分为很多类型。

免疫学家将两种具有典型特质的主要细胞定义为“CD8”和“CD4”,但它们更广为人知的名字分别是“杀手”和“帮手”。杀手T细胞是免疫团队中专心致志的出击者,而帮手T细胞则担任团队的四分卫,通过传播一系列复杂化学信号或细胞因子来“辅助”协调更广泛的免疫防御计划。

更大的免疫版图终于解释得通了。T细胞是一直缺失的一块,它的发现为人类对病症和疾病反应的大部分观察提供了可行的解释。

解释是这样的。

先天免疫系统的细胞对熟悉的入侵者(常见嫌疑犯)反应迅速。通常它们完全能胜任这项工作。有时它们能在请求增援的同时阻止入侵者,但有时入侵者并非常见疾病,这就需要做出适应性反应。

同时,适应性免疫系统的B细胞和T细胞已经开始制造数十亿个自身副本来增强反应。这是一支碰巧识别了外来抗原的克隆细胞大军。这个过程需要5~7天。

有时,防御就像摔角游戏。B细胞抗体困住细菌和病毒这些通过皮肤和黏膜进入血液的坏家伙,类似于蜘蛛侠用蛛网把坏人困住,便于之后集中处理。它们把入侵细胞打包并标记,等待巨噬细胞来饱餐一顿。

但B细胞并不能总是及时阻止所有入侵者。有时,病原体会侵入人体,冲破防御系统并感染体内细胞。

病毒将其DNA注入人体细胞。一旦成功,B细胞用抗体阻止就为时已晚。被感染的体细胞最终成为病毒的工厂,制造更多病毒,为疾病增援。为预防这种情况并保护身体,就需要杀死受感染的细胞。

如果病毒成功进入正常的人体细胞并将其感染,那么该人体细胞就会发生变化。它会开始在细胞表面表达出不同的蛋白质,外观变得不同,成为异己细胞。

此时,需要由T细胞识别出受感染的自体细胞产生的新外来抗原,并近距离、一对一地将其消灭。识别病体细胞、锁定外来抗原并杀死病体细胞是T细胞的专长。

击败入侵者后,大部分免疫克隆军队也随之消失,仍旧留下一部分细胞作为记录。如果入侵者再次出现,就不需要再用一周的时间来克隆一支新防御军队。因为身体已经准备好了。

这才是免疫。

关于免疫的版图还并不完整。(它还更复杂、更有趣,人类还在持续探索。可以说免疫系统是一片广袤而奇异的珊瑚礁生态系统,而这里描述的不过是个小金鱼缸罢了。)但对于试图弄清楚免疫系统如何运作的科学家来说,这种B细胞和T细胞的新模型几乎能够匹配目前已观察到的所有疾病,除了一个过度刺眼的可怕特例。

~

癌症就是特例。它是病态的体细胞,已经不再是自体细胞。但这些细胞没有被感染,而是发生了变异。这是一种T细胞似乎无法识别的疾病。

大多数科学家认为,免疫系统无法将其识别为外来细胞的原因是癌细胞与正常的自体细胞太相似。这种观念得到大多数癌症研究人员、肿瘤学家和免疫学家的认同,也与大多数关于癌症的观察结果非常吻合。免疫系统并不会攻击癌细胞。直到癌症不受控制地蔓延挤压到了重要器官,患者才会感到不适。在那之前,没有任何击退入侵病菌的常见症状——没有发烧、炎症,甚至都不流鼻涕。这是规则,没有例外。

这意味着,想要帮助免疫系统完成其本职工作,识别并杀死癌细胞的想法是行不通的。

~

关于这一点的科学共识已经相当完善并难以反驳。癌症疫苗失败了。患者在镜子中发现肿瘤的速度都比免疫系统快。

有些人在理论上相信在突变细胞成为癌症之前,免疫系统已识别并杀死了其中大部分,而即使是他们也承认“对于癌症,几乎没理由乐观”和“免疫监视概念的最大问题是它在动物实验中不能被证明”。

也没有其他数据或证据。

却有各种故事。

古往今来,历史学家和医生都惊叹于这些癌症的“自发缓解”案例,例如13世纪基督徒佩莱格灵的神奇治愈,他后来还被封为癌症守护神。这些故事看似是奇迹或魔法,但对少数有幸亲眼见证它们的科学家来说,这些突然彻底治愈癌症的方法太过诱人,需要科学解释。

1891年,威廉·科利遇到了弗雷德·斯坦。

1968年,史蒂文·罗森伯格则遇到了詹姆斯·德安吉洛。

~

治疗成功的最初希望来自对无辅助的自然完成治疗效率的观察……这些案例虽然罕见,却是我们的希望之光。

——阿尔弗雷德·皮尔斯·古尔德,《布拉德肖癌症演讲》,1910年

1968年的一个夏日,一位63岁的朝鲜战争老兵走进马萨诸塞州西罗克斯伯里的退伍军人医院急诊室,说自己腹部剧痛。史蒂文·罗森伯格医生当时28岁,是外科住院医师,负责处理所有门诊患者。起初在他看来,詹姆斯·德安吉洛只是个满脸胡茬、需要常规胆囊手术的老兵。但在体检过程中,罗森伯格发现患者腹部有个巨大的疤痕,还有令人费解的病史。

11年前,詹姆斯·德安吉洛曾因胃癌在同一家医院接受过治疗。他的外科医生切除了一个橙子大小的肿瘤,却在他的肝脏和腹部发现了像鹿弹一样的小囊肿——这在1957年相当于被判了死刑,在1968年也同样如此。肆虐的术后细菌感染令德安吉洛的预后更加悲观。最后,德安吉洛被送回家时,60%的胃都已被切除。这位一周四瓶酒、一天两包烟的癌症4期患者,活过一年的希望都很渺茫。然而11年后,他出现在罗森伯格的检查台上,生龙活虎。

罗森伯格要求退伍军人医院的病理学家从仓库中取出德安吉洛当时的活检切片。诊断无误,德安吉洛的确患有胃癌——极具侵略性和致命性的癌症。

癌症是不是还在?在不重要的器官中缓慢生长?因为要切除德安吉洛的胆囊,所以年轻的罗森伯格医生可以亲自寻找。他在腹壁上没发现什么,在柔软、充满弹性的肝脏中也没有收获。“用触摸的方法很容易识别肿瘤。它与正常组织的质地不同——坚韧、扎实、没弹性,甚至有些格格不入。”他后来写道。根据详细的手术记录,11年前,肝脏里有几个大而致密的肿瘤。现在一个都没有,也没有藏在其他器官中。罗森伯格于是从零开始复查,但是癌症真的消失了。

“这位男性患有无法治愈的致命癌症,本应很快就会被夺去生命,”他写道,“他没有接受我们或其他任何机构的治疗,但他痊愈了。”德安吉洛战胜了自己的癌症,这只有一种可能——他的免疫系统。

罗森伯格指出,这正是免疫系统的分内工作。免疫细胞将属于身体的细胞(自体细胞)与不属于身体的细胞(外来或异己细胞)区分开来。如果免疫系统反应过度,那就是过敏。如果它误将正常自体细胞识别成外来细胞并开展攻击,那就是自身免疫性疾病。那就糟糕了。癌症因被认为与正常自体细胞太相似而无法被免疫系统识别。这些罗森伯格在攻读医学博士学位期间已经研究过了,但德安吉洛的案例却暗示着别的可能性。他没有自身免疫性疾病,但他的免疫系统以某种方式注意到了癌症并战胜了它。除此之外,没有别的解释。

“假设他的免疫系统摧毁了癌症,”罗森伯格写道,“那其他人的免疫系统是否也可以?”德安吉洛的血液似乎携带着神秘的免疫物质,“不仅是白细胞,还有许多结合起来产生免疫反应的物质”。罗森伯格开始怀疑,是否有可能将这些免疫反应元素转移到另一名患者身上?

罗森伯格接下来所做的一切放在今天是后果不堪设想的,但参与的两名患者都欣然同意,而且罗森伯格一心只关注治疗结果,而且越快越好。他搜索了医院记录,发现了另一名与德安吉洛血型相同的胃癌患者。罗森伯格记得,当他向德安吉洛解释他的计划时,德安吉洛笑了。“他经历过比这糟糕百倍的事情,而且也没帮到什么人。他很乐意尝试,而且发自肺腑地希望能有效。”胃癌晚期患者的希望不止于此。另一位患者身穿浴袍,气喘吁吁、瘦弱不堪、形容枯槁,曾经是个赌徒。“他苦笑着开玩笑说,他一生都在碰运气,但运气从来没来过,他觉得这次可能是时候了。”罗森伯格回忆道。如果另一个人的血可以治愈他,他愿意再赌这一次。

但没有成功。输入的血液没有任何作用,患者很快死于癌症。罗森伯格的实验失败了。不过,他并不怀疑自己所看到的一切。

“有些东西开始在我心中燃烧,”他写道,“一种从未熄灭的东西。”

1974年7月1日,也就是他结束外科住院医师生涯的第二天,罗森伯格成为马里兰州贝塞斯达国家癌症研究所的外科主任,拥有近100名员工和一个实验室。他将致力于复制1968年亲眼所见的基于免疫的癌症治疗法。

罗森伯格并不是唯一关注基于免疫的癌症疗法的研究人员。但在那些年里,很少有人像罗森伯格那样努力或取得过如此巨大的成就。更重要的是,没有人能从国会获得资金支持,大部分是空头支票,而这对吸引世界各地最为优秀的科学人才大有裨益。在接下来的几十年里,美国国立卫生研究院繁忙的国家癌症研究所实验室里,科学家们兢兢业业地维持着癌症免疫治疗领域的活力,推动其不断向前发展。令首席外科医生保持活力并继续前进的动力来源似乎是强大的内心、烧焦的咖啡和攻克癌症的专注力。生于布朗克斯、在波兰大屠杀中幸存的他,在34岁时雄心勃勃,急于成名并改变世界。他要战胜癌症。这是份没有节假日的工作,只有这一条路可以走。他确信成功的关键是使免疫细胞识别肿瘤抗原。

当时,科学界已达成共识,认为这是误导和徒劳,但也有人相信这种机制存在于人体内并等待被唤醒,罗森伯格就是其中一员。从内科角度看,他知道免疫系统受损的人比免疫系统正常的人患癌症的概率更高。作为移植外科医生,他曾见过癌症——可能只有少数隐形的细胞在捐赠的肾脏上移动——在免疫抑制的器官接受者体内突然大量繁殖,直到免疫系统恢复后才被消灭。他见识过移植物抗宿主病的可怕,即患者的免疫系统认为移植器官是异物而排斥它。虽然这很可怕,但它显示了免疫系统的力量。这种力量如果能被用来对抗癌症,将多么美妙。

世界各地的其他实验室也在试图激发这种美妙的反应。其中几个实验室正在寻求类似科利的方法进行免疫治疗。其中一种是将与结核病相关的名为卡介苗的细菌注射到肿瘤中,引发对外来细菌蛋白质的广泛免疫反应,从而攻击肿瘤本身。这种做法取得了一些成功。

但这种方法对罗森伯格没有太大吸引力。他认为毒素和卡介苗是一种“宽泛”和“生硬”的方法,是一种“几乎没有真正理论原理”的免疫疗法,跟高呼“万福马利亚”以求获得庇佑没什么区别。他的想法是通过基于对T淋巴细胞的最新科学认知的机制,专注于针对肿瘤抗原的治疗方案。

罗森伯格最初从事医学工作时,免疫学教科书甚至没有淋巴细胞这个词。现在,人们已经知道其有两种类型,B细胞产生抗体,T细胞识别供体器官细胞上的陌生蛋白质,也会导致器官排斥和移植物抗宿主病。如果T细胞能区分不同宿主,那它们肯定也能区分健康自体细胞与其癌变的“表亲”。

一些小鼠研究表明,T细胞或许可以识别癌细胞上的抗原,罗森伯格认同该结论。还有研究表明,T细胞可以通过手术转移到另一只植入相同肿瘤的小鼠身上,并杀死其体内的肿瘤,就像杀死原宿主体内的肿瘤一样。罗森伯格也认同该研究结果。

6年前,罗森伯格曾试图在罗克斯伯里退伍军人医院用人类而不是小鼠复制该实验。但实验失败,而且是惨败。尽管如此,他仍然对该原理深信不疑。

罗森伯格认为,德安吉洛的T细胞可以识别他的胃癌抗原,就像免疫系统接种了某种癌症疫苗一样。通过输血将其转移给另一名患者时,这种癌症疫苗显然没有完成同样的工作,但这两名患者的肿瘤也并不完全相同,抗原指纹并不完全一致。但是,如果他能够培养出针对患者肿瘤的T细胞,又会怎么样呢?

在美国国立卫生研究院国家癌症研究所,他和他的同事正对此进行尝试,试验的对象是猪。罗森伯格回忆说,这是一项艰苦的工作——程序包括“将猪吊到手术台上,对它们进行麻醉和插管,像进行所有杀菌手术一样彻底消毒”。然后外科医生将取自人类患者的小块肿瘤样本植入猪的肠道内壁。

几周后,猪对外来的人类癌细胞抗原产生了免疫反应,并建立了T细胞克隆大军,数十亿个细胞都能识别肿瘤抗原并杀死这些肿瘤。然后,罗森伯格的团队采集了猪的脾脏和最靠近植入肿瘤的淋巴结——T细胞大军最集中的部位——并将其带回实验室,在过滤器中提取淋巴细胞。第一个接受实验的患者是一位来自宾夕法尼亚州的24岁女性,她患有侵袭性恶性肿瘤并且没有更好的治疗选择,甚至腿部截肢手术也没有阻止癌症扩散。

1977年11月15日,经国家癌症研究所临床研究委员会的批准,罗森伯格团队为她注射了5毫升的T细胞。这些T细胞由医生团队提前使用她的肿瘤切片在猪体内繁殖产生。她对该测试剂量耐受,于是继续加大剂量。最终在1小时内注入了约50亿个细胞。她开始发高烧并出现荨麻疹,但很快就稳定了。研究小组希望这种反应意味着她的身体会产生针对癌症的免疫反应。但当她几周后回来复查时,计算机断层扫描结果显示癌症仍在肆虐,治疗效果不佳。两年的酝酿换回的是毁灭性的失败。

在实验室一直忙于用猪做实验的同时,同属国家癌症研究所的另外三名研究员发表了一篇论文,概述了一项结果出乎意料的实验。这些研究员一直致力于人类血液和骨髓中的癌症——白血病——的研究。他们曾试图在实验室培养这种疾病,但当他们检查培养槽时却发现意外培养出了大量健康的人类T细胞。

后续调查表明,这起幸运的意外是由免疫细胞产生的化学信使——细胞因子——引发的。细胞因子似乎充当了T细胞的生长血清,因此研究人员也称其为“T细胞生长因子”。最终,它会以白细胞介素-2或IL-2闻名。对专注于研究T细胞的人员来说,IL-2似乎正是他们所需要的“肥料”。

如果肿瘤细胞确实具有人类T细胞可以识别的抗原,它们就应该能像其他任何病态细胞或异己细胞一样,成为众矢之的直至被消灭。肯定有什么东西阻止了这一程序的发生。罗森伯格实验室不知道它到底是什么——没人知道——但他们想知道是否可以用海啸般的T细胞来压倒这种抵抗。

每个人都有大约3000亿个T细胞在体内循环,每个T细胞都是一张彩票,随机调整到任一可能的抗原识别组合。虽然听起来是个庞大的数字,但只有那些识别受感染或患病细胞抗原指纹的T细胞才会激活反应。免疫系统无法预测抗原指纹是什么。因此,这3000亿种组合需要负责可能出现的每一种潜在抗原,并具备与之配备的潜力。这意味着面对抗原“彩票”,这3000亿种可能的组合中最多只有几十个T细胞能“中奖”——在抗原碰巧出现的时候,具备识别抗原的正确受体。

但是,如果通过增加T细胞的数量来增加概率呢?3000亿个T细胞中肯定有一个具有与肿瘤抗原相匹配的“中奖”受体。理想情况下,研究人员找出了匹配的那个,并用白细胞介素-2肥料制作10亿份复制品,再将其输回患者体内。至少,如果能诱导这3000亿个T细胞进行复制,那么最终会得到所有可能组合的更多版本——包括恰好与肿瘤抗原匹配的那个版本的更多副本。这就意味着得到了1200万张中奖彩票,而不是12张。

罗森伯格会见了IL-2研究报告的作者。1977年9月26日,他按照借来的用小鼠制造IL-2的配方在自己的实验室中进行了尝试。他的实验室将这种强大的药剂添加到10000个T细胞培养皿中。5天后,他们观察到培养物已经增加到120万个细胞。

多一些固然是好的,但它们还是杀手细胞吗?它们是否还能够识别并消灭癌症?除了在试管中,在活体动物体内,它们仍然能扮演杀手角色吗?最后这个问题是多年来抹杀免疫疗法希望的障碍。另一个终极障碍是:这一切在人类身上适用吗?

对来到过这个国家资助实验室的众多才华横溢的年轻研究员来说,这个问题将耗费掉他们多年的时光。由于难以获得足够量的IL-2,研究进度也大大放缓。这是个耗时的科研项目,相对于研究人员,时间问题对小鼠来说更加严峻。到20世纪80年代初,随着基因工程和分子生物学新技术的出现,状况发生了变化。研究人员第一次可以操纵细菌的DNA蓝图,插入基因使它们变成活的化工厂。许多生物技术公司也加入了利用重组DNA生产特效药的竞赛。IL-2是再之后的想法了,当时的目标是大规模生产叫作“干扰素”的细胞因子。

~

像大多数科学故事一样,干扰素的故事始于一个神秘的观察:被病毒A(裂谷热病毒)感染的猴子后来对病毒B(黄热病病毒)的感染产生了抵抗能力。

接种疫苗的概念早已为人们所熟知,但1937年在这些猴子身上观察到的却是新现象。与接种疫苗并不相同,这两种病毒之间似乎没有关联,像是不同的生物机制在起作用。后续实验表明,这种神秘现象不仅限于这些猴子或这些病毒,在各种细胞、各种动物中都存在。接触一种病毒(通常是一种较弱的、非致命的病毒)会在某种程度上干扰另一种可能致命的病毒感染宿主细胞的能力。

病毒本质上只是存在于微小的透明圆柱体中的遗传物质。它们不能自行繁殖,只能将基因有效载入宿主细胞。病毒的基因蓝图会重新编写该细胞的遗传机制,以停止制造有助于宿主的蛋白质,转而开始生产病毒。实验表明,事先接触病毒总会以某种方式干扰总体规划,就像大型无线电塔挤掉小电台一样,人们把这种现象称为“干扰”。

整个20世纪四五十年代,对病毒干扰本质的探索是生物学中最有趣的事情,吸引了一代年轻科学家进行研究。如果这种“干扰素”以类似激素的液体形式存在,人们希望它拥有战胜疾病的力量。

终于,1957年,研究人员艾力克·伊萨克斯和让·林登曼找到了这种类似激素的液体。他们巧妙地用流感病毒感染了鸡的细胞膜,然后发现了这种液体。由此产生的清澈、强效的糖浆状物质被证明是一种之前没有被观察到的蛋白质,是动物细胞为应对病毒攻击——以及某些情况下的肿瘤——而产生的三大类细胞因子之一。

干扰素是第一个被高度评价为对抗疾病(包括癌症)时可以作为万用子弹的细胞因子(也有人认为是炒作),而且不会是最后一个。芬兰血库收集的大量捐献血液通过离心技术分离出白细胞,第一批干扰素就是从这些白细胞中被非常费力地挤压出来的,再被越来越细的陶瓷过滤器捣碎,装在眼药水瓶大小的瓶子里。处理流程虽然繁复,成果却一度是世界上最珍贵的产品。

这种情况随着DNA重组技术的发明而改变。到1980年,科学家们已经可以有效操控酵母细胞的DNA蓝图,像生产啤酒一样抽取干扰素蛋白。最终,研究人员有了充足供应,开始测试干扰素的真实性,直面近40年来的炒作传言。人们对《时代》杂志在1980年3月31日的封面故事《癌症的青霉素》中的承诺寄予厚望。

干扰素永远无法满足人们对其压抑已久的热情。研究呈现了优良的科学知识,并提供了重要的生物化学新见解,甚至一些实际的医学应用。但最终公众记住的是它与“癌症的青霉素”的称号距离有多远。最后,《时代》杂志新一轮的报道令公众对干扰素过高的期望彻底破灭。免疫疗法历经坎坷的历史又多了一次令人失望的、过早出现的“尤里卡”呼喊。

但在1980年,这种失望几乎是无法想象的。干扰素带来的兴奋推动了少数可以设计和生产有价值物质的生物技术公司的投机热潮。这些公司很快就开始寻找其他稀缺的生物化学品进行大规模生产。当时,没有什么比罗森伯格实验室里才华横溢的年轻博士后所要求的东西——IL-2——更稀缺、更重要或更有利可图。

~

IL-2是一种非常强大的细胞因子,即使以1∶400000(一份IL-2比400000份惰性溶液)的比例稀释也仍然有效。IL-2也会快速降解,防止某场激烈免疫战斗的指令在作战结束之后还在体内危险地回响。它的半衰期不到3分钟,根本不够完成罗森伯格和他的同事们计划的工作。为了继续进行为免疫细胞提供生长信号的实验,特别是在肿瘤抗原识别并激活后的关键时期,还需要更多IL-2。这就意味着更长的实验时间和更多的小鼠。最后,1983年6月12日,斯坦福生物技术衍生公司赛特斯生物科技的首席研究员给罗森伯格送去了惊喜。罗森伯格在参加完会议准备登机离开时,收到了一个来自赛特斯的试管,里面是用基因重组技术生产的IL-2。他把这个地球上最珍贵的小瓶放在上衣口袋里。“我试图隐藏我的兴奋。”他回忆道。他小心翼翼登机的样子让这句话没有任何说服力,要知道,他口袋里的IL-2含量让之前所有的供给量都相形见绌。

小瓶在旅途中安然无恙,推动T细胞增长的实验发展到了之前根本无法想象的程度。更重要的是,罗森伯格还得到承诺,很快就会有更大量的IL-2可供他使用。随着产量的增加,试管变成烧瓶,然后是大桶。研究人员保罗·施皮斯后来计算,试管底部未被使用而浪费掉的基因重组IL-2的量相当于之前牺牲9亿只小鼠才能生产出的天然IL-2的量。

“我感觉好像有一台强大的机器可供我使用,引擎已经蓄势待发,但我却找不到它的钥匙,”罗森伯格后来回忆道,“我曾想过IL-2是否就是那把钥匙,现在我要开始寻找答案了。”

正如被承诺的那样,他的实验室有条不紊地开展实验,并以T细胞可以识别人类癌细胞抗原这一尚未被证实的理论为前提。他们有两种主要的方法来使用IL-2培养可能战胜癌症的T细胞军队。一种方法是提取患者的T细胞,用IL-2给它们“施肥”,然后将T细胞的强化部队重新注入患者体内;另一种方法是将IL-2直接注入患者的血液中,以促进和支持免疫系统开始自然启动的反应。

在剂量足够的前提下,这两种方法在小鼠身上都有效。但到1984年11月,实验再次证明,在小鼠模型中起作用的疗法无法转换为人类的治疗方案。

“这也许是第一次,有一部分的我开始怀疑自己选择的这条路。”罗森伯格后来接受了自己的怀疑。这是这位强硬的外科主任对自我怀疑的罕见坦白,也是对人类利益和严峻失败的轻描淡写。国会希望花在抗癌战争上的数亿美元能有成果。罗森伯格在政府实验室,把巨额公款都花在了小鼠和猪的身上,有过连续66次的“失败”记录——66个他渐渐熟识、试图救助,但换了一种又一种方法也未能拯救的患者。

终于在1984年11月29日,他急切地想要成功,于是尝试了两种方法并用的方案,同时将这种强效细胞因子的剂量提高到之前的两倍。

研究小组将一团IL-2强化后的T细胞注射回病患——名为琳达·泰勒的女性——体内,她是前海军士兵和武官,患有恶性黑色素瘤,对其他治疗均无反应。在近1小时的时间里,34亿个细胞通过注射进入她体内。之后她接受了大量IL-2注射以维持免疫作用,每天超4000万单位,持续6天。

泰勒对联合治疗有了反应。几周内,肿瘤开始变小和变软,在显微镜下,可以看到坏死的组织,死亡的肿瘤。到次年3月,泰勒的扫描结果显示她根本没有癌症。“癌症彻底消失了。”罗森伯格在报告中写道。成功了。他有一种全新的紧迫感,想“更极力地”让更多患者接受这种联合疗法。

更大范围的研究结果喜忧参半。治疗仍然对大多数患者没有帮助,而且副作用可能会使人衰弱甚至死亡。罗森伯格对自己和员工的描述是,回访一位有反应的患者会很兴奋,但很快会因隔壁床毫无反应的患者而冷静下来,他们不仅毫无反应,甚至还因副作用而奄奄一息。至于为什么治疗在有些患者身上有效而在其他患者身上完全无效,罗森伯格毫无头绪。因此,虽然治疗提供了一些数据并帮助到了一部分患者,但并没有明确证明任何理论。IL-2治疗法似乎可以清除一些患者的癌症,但对其他患者来说却绝对致命。这个结果不论在情感上还是身体上,都令人筋疲力尽。甚至一些幸存下来的病患,多年后也依旧活在创伤性的痛苦回忆中。

但罗森伯格坚持认为,这些数据在癌症临床试验中并不少见。试验中的患者都知道,虽然试验药物肯定存在风险,但相对而言,不接受任何治疗的死亡率是100%。尽管如此,国家癌症研究所中的一部分人还是想停止治疗。罗森伯格发誓绝不会停止,“除非他们强迫我终止”。最终,他们的确采取了强制措施。

这对罗森伯格来说是一段黑暗时期,但他仍然坚信要继续测试这种疗法的可能性并公布结果,无论好坏。此外,美国国家癌症研究所主席、化疗先驱文森特·T.德维塔博士还要面对来自国会的巨大压力,被要求提供成功的证据来说明投入数百万美元的抗癌斗争的合理性。那年秋天,《新英格兰医学杂志》接受了罗森伯格等人的一篇论文,该论文谨慎报告了23名患者的结果。论文原定于1985年12月发表,但发表前需提前一周发给卫生记者做准备。罗森伯格后来写道,这是个错误。

罗森伯格的科学论文被《财富》杂志的一篇专题报道抢了先。封面是标有“赛特斯公司抗肿瘤白细胞介素-2”的医用液体试管。

封面大标题写着:抗癌突破。

罗森伯格说他差点儿中风。“抗癌突破”,他大声说道,这正是严肃科学家最想要避免的那种夸张说辞。《财富》杂志的封面不负责任且具有误导性。的确,一小部分患者对治疗产生了完全积极的反应,但无法预测谁会是这些幸运儿,以及为什么治疗对某些患者和某些癌症有效,而在其他患者身上会失败。还有一些应答者的复发是致命性的。“我们还没有治愈癌症,”罗森伯格称,“我们只是在石头表面发现了一条裂缝。”

不论如何,在《财富》封面和《新英格兰医学杂志》“特刊”发布的一周后,名为“突破”的精灵就已经从瓶子里出来了。所有主流电视网都在晚间新闻中报道了这一突破性发现。第二天,这则消息登上了《纽约时报》《洛杉矶时报》《今日美国》《华盛顿邮报》《芝加哥论坛报》,以及世界各地数百家报纸的头版。罗森伯格同意和汤姆·布罗考一起巡视病房,希望能纠正耸人听闻的《财富》封面报道,然而报道已经奠定了“突破”的基调。各新闻周刊紧随其后,《时代》杂志进行了大量报道,《新闻周刊》封面上史蒂文·罗森伯格医生慈祥地微笑着。

国家癌症研究所每天都在被记者的采访请求和世界各地癌症患者的无数电话狂轰滥炸。全国各地癌症中心的电话总机很快就被充满希望又走投无路的患者占领。回顾这段炒作,罗森伯格感到困惑不已。他只是发表了工作成果,但从未宣称取得了突破。也许媒体的狂热是因为他已经是晚间新闻上的一张面孔——不仅是国家癌症研究所的外科主任,还是给罗纳德·里根总统做过手术的外科医生。他还在电视直播中直言不讳地告诉全国人民:“总统患有癌症。”这是新闻秘书都不敢说的实话。那次新闻发布会和公众对他直率诚实的强烈反对让他感到惊讶。而这次还要糟糕得多。

“随着紧迫感的增强,我试图淡化期望。”罗森伯格后来写道。但罗森伯格为他的工作而活,他的几个同事觉得,即使在他浇灭火焰的同时,似乎也至少有些享受报道带来的热度和光芒。这也是情理之中,报道将他的毕生心血放在了聚光灯下并引起了人们的注意。《人物》杂志将罗森伯格评为“年度人物”之一,他曾将他实验室的发现称为“30年来癌症研究的最大进展”。即使他拒绝了“突破”这种说法,但有时也会使用这个词。

一个星期天的早上,罗森伯格和德维塔空出了几个小时,在哥伦比亚广播公司的《面对国家》节目中露面。在节目录制前与工作人员的谈话中,德维塔提到了一个艰难且私人的病患死亡案例。他觉得需要适当缓和一下当前过于神化该疗法的报道。罗森伯格在《新英格兰医学杂志》发表的涉及23名患者的报告没有提及该死亡案例,之前的新闻报道也从未涉及。简言之,这是独家新闻。几分钟后,节目主持人莱斯利·斯塔尔突然进来打招呼,随口问是否真的发生过与IL-2相关的死亡事件。

罗森伯格从未公开过这个名叫加里·福克的患者。他认为“向媒体公开病患的记分卡”是很冒犯的,他也并不相信媒体能真正理解癌症治疗——任何一种癌症治疗,尤其是实验性治疗——的危险性。日间电视节目当然不是发布科学信息的地方。尽管如此,他也确实没有在任何报道中谈及死亡或可怕的副作用。

罗森伯格说,他决定在斯塔尔提问之前就先发制人,主动讲述福克先生在临床试验中的死亡。但伤害已经造成。关于罗森伯格实验结果的轰动一时的头条新闻让世界上的大多数人第一次接触到了癌症免疫疗法。尽管公众对那次曝光寄予厚望,但它现在突然报复式地重回地球。

“科学家们在公开讨论科学发展时需要寻求一种平衡——在公众的知情权和科学家担心因公众缺乏专业知识而导致误解或不切实际的期望之间取得平衡,”罗森伯格后来反思道,“但在那种情况下,我没能实现这样的平衡。”

但是新闻报道的高峰和低谷并没有改变数据,罗森伯格的实验室从癌症患者身上得出的结果也从未改变。因此,尽管对其确切的生物学机制尚不确定,1992年1月16日,美国食品药品监督管理局还是批准IL-2为晚期肾癌患者的治疗药物。这不是治愈方法,甚至不是首选方法。但罗森伯格自豪地指出,这是美国首次批准仅通过刺激患者免疫系统而起作用的癌症治疗方法。许多研究人员现在认为,结合最新的癌症免疫学进展,例如检查点抑制剂,或许可以证明IL-2比罗森伯格当时意识到的更重要。但也许最重要的是国家癌症研究所实验室的证据带给世界的一线希望。癌症免疫疗法或许有效,事实上也确实起了作用,但人们对治疗之下的基础科学仍然知之甚少。事实证明,罗森伯格的方法和成功率难以复制,而且大量基础免疫学研究仍尚未开展。尽管如此,癌症免疫治疗就在眼前,在白纸黑字的数据中,也存在于活体患者中。罗森伯格在评估IL-2研究的影响时化用了温斯顿·丘吉尔的话,这既不是结束,也不是开始,而是癌症免疫治疗故事开端的结束。

这一线希望吸引了少数才华横溢的年轻研究员进入该领域,也成功留住了这些少数派。在接下来的几十年里,在国家癌症研究所实验室任职过(或还在任职)的科学家们将在癌症免疫学研究领域成为名震四方的领军人物。

但是对其他所有人——那些“科利”还是一个肮脏词语的时期接受医学训练的肿瘤学家;对不可重复的结果持怀疑态度的研究人员;尤其是面对罗森伯格作为“代言人”、白细胞介素-2的承诺而把它们作为绝症救赎的公众——而言,这是一场灾难。癌症免疫学成为一门太过经常在《时代》封面上高呼“突破”的科学。免疫疗法的高光时刻来了又去,对它的关注也随之而去。

20世纪90年代,基因操作成为潜在癌症治疗最显而易见的未来。致癌基因,即突变时会增加细胞变为癌症可能性的基因,已被识别。抑制基因也已被识别,它们对破坏稳定的突变起作用。研究人员试图将其作为研究目标。很快,又有了靶向治疗和“途径抑制”等尝试。后者是指一种小分子抑制肿瘤血液供应或为生长和分裂提供养分的新陈代谢途径。这些癌症疗法和放疗、化疗以及手术一样,直接针对疾病而不是作用于免疫系统。这很好理解,而且在一定程度上也确实有效。新科学技术的发展使这些药物的制造比以前更容易、更便宜,也更成功,使癌症患者的生命延长数周或数月。这些药物还登上了头条新闻,使免疫疗法研究黯然失色,所获研发资金也远远超越免疫疗法。“突破”之后,“胸部”成了免疫疗法的下一个故事主线。

“我们总寻向有光的地方。”歌德曾说过。癌症免疫疗法的希望仍然只是黑暗中偶尔闪现的光芒。对最优秀、最聪明的年轻科学家来说,癌症免疫治疗显然是职业选择的禁区。大多数20世纪80年代末和90年代毕业的人都被吸引到资金更充足、更有希望的科学领域。一些人开始研发新的化疗或放疗方法。许多人加入了“途径抑制学”的研究。癌症医生坚持着传统的切、烧、毒疗法,这是他们唯一真正信任的武器。

只有少数真正的信徒在坚持基本但必不可少的免疫疗法研究,像罗伊德·欧德、拉尔夫·斯坦曼等研究者。与此同时,罗森伯格在菲尔·格林伯格医生的领导下,已经从IL-2转移到新的靶点和技术上,寻找更好更新的方法来培养和移植可以识别和杀死肿瘤的T细胞大军。虽然年复一年,全国癌症会议上的免疫疗法报告寥寥无几,出席的也都是熟悉的面孔,这些人通常来自资金不足的实验室,但令人想不到的是,还是有很多成功进行癌症免疫治疗的新途径值得一试。这些途径的大致共同点是癌症免疫学家仍然认为T细胞可以识别肿瘤抗原并杀死癌症。

这便引出了我们已经非常熟悉的问题:如果T细胞能够识别癌症抗原(它们的确可以),如果格林伯格和其他人能够培养并刺激T细胞大军,使其识别肿瘤抗原并攻击癌症(他们也确实做到了),为什么癌症患者在没有这种干预的情况下不会对癌症产生免疫反应?如果免疫系统可以看到并杀死肿瘤,为什么不采取行动?我们为什么还会得癌症呢?

有两种可能:要么免疫治疗的结论是错的,要么这个等式中还缺少什么。

问题都很有趣,而罗森伯格更感兴趣的是尽快将实验理论投入临床实践,即使这意味着超越有确切结果的基础免疫学研究。但很明显,这中间缺失了一些环节,有一些未被发现的东西,像是拼图丢了一块。这种东西阻止T细胞被“激活”以对抗癌症,或者在它们完成工作之前就将其关闭。这不是对免疫系统或一般疾病的观察。这种神秘现象似乎只发生在免疫系统与癌细胞相互作用时。

接受过化疗教育的肿瘤学家或分子生物学家会认为这种难以捉摸的某种东西听起来很古怪且不科学。这也就意味着癌症免疫疗法根本称不上是科学。信或者不信都取决于你的选择和解读方式。

免疫疗法的怀疑论者(大部分是从事癌症或免疫系统工作的人)认为,阻止免疫疗法起作用的难以捉摸的“某种东西”叫“现实”:癌症和免疫系统没有相互作用,彼此无话可说,也无法强迫这种交流发生。干扰素、IL-2或卡介苗有抗癌效果只是因为T细胞识别到了病毒抗原,而该病毒抗原感染了自体细胞并导致了癌症。没人认为T细胞无法识别被病毒感染的细胞——它们可以。而且的确有些癌症在被病毒(如人乳头状瘤病毒)感染后更容易出现。这符合事实,符合奥卡姆剃刀定律。他们坚持认为,罗森伯格只是对自己的观察进行了错误解读。癌细胞的抗原还不足以被T细胞识别为异物。如果能识别,人们早就可以成功研制出癌症疫苗。然而,这样的疫苗并不存在。

癌症免疫学家可以为此争论不休,也可以指出那一线希望。但归根结底,没有生物学证据来支撑论点。事实上也只有一个能成功的反驳:找到可以解释癌症免疫疗法,使T细胞能可靠识别、定位和杀死癌细胞的某种东西。在这场“找东西”大赛中,最成功的将是那些并没有参赛的人。

上一章 封面 书架 下一章