基因决定的超能力:为什么有些人对疾病有天生的免疫力?

先天性免疫者拥有基因赋予的免疫力,他们可能携带人类免疫缺陷病毒或是有害基因突变,却不会发病。只要能找出这些“免疫者”,对他们进行研究,或许就能找到新的疗法。然而,他们为数并不多。

你同事、邻居,甚至你自己……我们每个人都有可能是隐藏在人群中不自知的“免疫者”——即拥有不同寻常的基因型,能够抵御某种几乎所有其他人都无法抵御的疾病。

以艾滋病为例,有些人(不足全球人口的百分之一)即使染上人类免疫缺陷病毒(HIV)也不会受其所害。因为他们的身体对这种病毒天生免疫。

针对其他疾病——无论是传染性疾病、遗传性疾病还是其余,似乎也有类似“免疫力基因”存在。

 

 

2014年3月,由美国人埃里克·斯凯特(Eric Schadt)和斯蒂芬·弗兰德(Stephen Friend)领导的研究小组开始大规模搜寻这些“免疫者”。原因:免疫者的DNA中可能藏有开启新疗法的钥匙!

具体说来,他们的国际性方案“恢复力项目(Resilience Project)”计划在三年内对100万健康志愿者进行基因筛查。首轮目标:寻找携有几乎总是与某种严重的遗传性疾病(先天性黏液稠厚症、进行性肌萎缩……)相关联的基因突变,却未表现出任何相应症状的人。

 

这一研究具有开创性。研究免疫者体内针对某一特定疾病的自然防御机制可算是另辟蹊径,与传统方法正好相反,后者通过研究患者来发现他们体内有缺陷的机制并提出遏制方法。而根据新策略,研究对象直接呈现摆脱疾病的良方,研究人员只需设法人工复制这一良方即可。

这大大降低了药物中毒风险,因而具备巨大的优势。“就像已经做过人体试验。”“恢复力项目”的合作者、制药巨头默克(Merck)肿瘤研究部门前主管斯蒂芬·弗兰德兴奋地表示。根据法国制药企业联合会的统计,依靠传统方法,三分之一研发中的药物终将因不良反应而被弃用。

那么,为什么时至今日,关于“免疫者”的基因研究还如此之少呢?

原因很简单:他们隐藏得很深。在众多健康人口中找出一个具备所有罹患某种疾病的条件却对该病免疫的人确实不容易。这些突变体没有能在夜晚发光的眼睛,他们不会在月圆之夜变身……他们甚至也会生病,因为他们一般只对某一种疾病免疫。

更糟的是,大部分时间他们自己都不知道自己真正的“超能力”。只有在特殊事件发生时,他们中的一些才会觉察到自己的不同。

在极少数情况下,研究员们得以识别一些“免疫者”。最令人瞩目的例子当属艾滋病免疫者的发现。

在艾滋病刚刚开始蔓延时,某些人群(妓女、同性恋)首当其冲。他们中出现少数人,虽接触过HIV却从未染病。HIV免疫者仅占欧洲白人数量的1%,在其他人种中所占比例更低。

锁定患者

1996年,关于HIV免疫者的生物学研究揭示了他们的细胞抵御HIV感染的机制,催生了众多以此为方向的疗法研究。

特别是2007年,同时患有白血病和艾滋病的提莫斯·布朗(Timothy Brown)为治疗白血病而接受了一名HIV免疫者的骨髓捐赠,并由此成为人类历史上第一个也是唯一一个痊愈的艾滋病患者

提莫斯·布朗(Timothy Brown)

这一疗法太伤元气,无法适用于整个艾滋病血清检验呈阳性的人群。然而,一种模仿这一防御机制的药物马拉韦罗(maraviroc)自2007年起被批准用于治疗那些对其他药物产生耐药性的艾滋病患者。

“这是第一种作用于患者体细胞而不是病毒的艾滋病药物。”美国克雷格·文特尔研究所研究员阿玛里奥·采伦齐(Amalio Telenti)强调道。这一分子亦适宜于那些面临HIV感染风险的艾滋病血清检验呈阴性的人群,用于预防HIV。

另一个例子:2004年,一项关于心血管疾病危险因素的研究通过跟踪观察数千名美国人发现,某些人血液中低密度胆固醇(“坏”胆固醇)的浓度天生很低。这一特质将这类人群发生心肌梗塞的机率降至普通人群的十分之一!

2005年,基因组分析表明,这一特质与使同一个基因丧失活性的两个基因突变相关联,2.5%的美国黑人携带这些基因突变(白人携带者的比例仅为0.05%)。

此后,研究人员研发出了使该基因编码的分子丧失活性的抗体。最近的临床试验表明,这些抗体使得患者血液中坏胆固醇的浓度降低了65%。

还有一个例子。“20世纪90年代的新生儿健康普查表明,极少数携带镰刀型红血球基因变异的儿童仍然健康。”波士顿儿童医院的维贾伊·桑卡兰(Vijay Sankaran)说道。

镰刀型细胞贫血症

这种严重的遗传性疾病通常引发贫血和关节疼痛。针对这些免疫者的研究揭示了他们的防御机制,并开辟了“一条大有前途,且已在动物实验中取得成功的治疗途径”,维贾伊·桑卡兰表示。

恢复力项目意欲进一步扩大战果。随着基因组测序成本的下降,科学家可以系统地研究通常会引发不少于697种儿科疾病的基因突变。

这类疾病被称为单基因遗传病。以先天性黏液稠厚症为例,一个基因突变几乎总会引起该症。如果某人携带上述基因突变之一却依然健康,研究员就捡到宝了。他们将深入研究其特征(全基因组测序、干细胞采集……),以便找到令其免受该疾病侵扰的基因突变。

先天性黏液稠厚症患者的手指

但是,如果捡不到宝呢?不会。为了评估其策略的合理性,该小组已经进行了第一次测试,他们在各类实验室因其他研究目的而搜集的数以万计的基因组中寻找基因突变。结果:21名健康个体携带有害突变,其中4例通常与多发性硬化症相关。

根据本次测试,研究人员估计大约每20000人中隐藏着一名“免疫者”。也就是说,为100万个基因组测序即可让50 名左右的免疫者现身。

冰岛deCODE Genetics制药公司总裁卡瑞·斯蒂芬森(Kari Stefansson)对此深信不疑:“对于大多数疾病,70亿地球人中肯定至少有一个携带着对该疾病免疫的遗传变异!”阿玛里奥·采伦齐证实:“每次传染病蔓延时,总有一些人不受侵扰……即使鼠疫也不例外。同时,这也很正常:每个婴儿出生时相对其父母而言平均拥有50个新的基因突变。”

更积极的策略

挑战依然存在。“生病的方式很多,至少和保持健康的方式一样多。”波士顿大学药理学家杰拉德·丹尼斯(Gerald Denis)提醒。不同于涉及成百上千名患者的研究(可借力统计学),在这里,研究人员只能依靠若干特殊案例来进行所有的实验。

但是,“基因改造新技术和对疾病发生机制的认识能帮助我们从中提取相关信息。”斯蒂芬·弗兰德很有信心。

在维贾伊·桑卡兰看来,恢复力项目“只是第一步,尽管它前途无限”。斯蒂芬•弗兰德看得更远:“如果该试点项目成功,我们打算研究如何抵御其他疾病,如乳腺癌、帕金森病、 阿尔茨海默症……”

但届时任务将会复杂得多,因为许多因素(尤其是环境因素)可以对这些所谓的多因素疾病起到防御作用。

时间会告诉我们这一战略是否将催生新的疗法,虽然它令人们更积极地看待健康问题,已然开拓了人们的视野。“要知道人类生物学研究的不只是人类的不足,也包括其强大之处。”卡瑞·斯蒂芬森总结道。而这些强大之处有赖于人类中的一些超级英雄——我们的免疫者们。