免疫学者们正在讨论,使艾滋病患者减少的原因,是不是免疫细胞群中的转换所致。这次讨论的结果,将会用于指导治疗,并使疫苗增加效力。
过去的一年中,有一个非常简单的学说,对艾滋病患者持续地和最终必然减少的原因,找到了解释。并且获得了巨大的推动力量。因而,也遭到了比以往任何时候,更为激烈的批评。
该学说提出,患者的命运决定于两类命名为Th1和Th2的免疫细胞。在控制免疫反应中,它们占据者优势。其中,Th1细胞是种好的支索,它有助于避开疾病的危害;Th2细胞是不好的支索,它会促使患者衰变。如果正确,则对致力改进艾滋病疫苗和治疗方法,就具有重大意义。也就是说,可以使用药物或者疫苗,增加Th1反应,减少Th2反应。奥萨米 · 卡纳加瓦(Osami Kanagawa)及其在华盛顿大学医学院的同事们,以其最新的成果表明,这种设想是可以办到的——他们的试验结果报告说,小鼠缺乏Th2反应,能够阻止鼠类艾滋病的发展。
但是,并不是所有的人都赞同卡纳加瓦的结论。因为,Th1/Th2学说能否应用于HIV感染,还有许多争论。有讽刺意味的是:持怀疑态度的一位主要人物,竟然是佛罗伦萨大学的免疫学者瑟吉奥 · 罗马格纳尼。1991年,就是他首先指出人类可以区分为Th1和Th2两种群体。他批评道:“许多人都用极为简单的方法去设想Th1/Th2的内容,国家过敏症和传染病研究所所长安东尼 · 福西(Anthony Fauci)对此衷心地赞同。他说,Th1/Th2学说“对于HIV病来说,无疑是一种过于简单的解释。因为还有一大堆需要解决的问题。”
国家癌症研究所(NCI)的免疫学者吉恩 · 希勒(Gene Shearer)和同事马里奥 · 克莱里西(Mario Clerici)由于首先赞同把Th1/Th2和艾滋病相互联系起来,很快地就受到了批评。但是,希勒却一直维护这类资料,包括卡纳加瓦报告中的内容,使该学说越来越有说服力。他说:“很多专业的免疫学者认为这种解释太简单。”“而问题是我们究竟有多少是对的,有多少是错的。我们全都需要等待,看看是不是把话说过了头。”
从鼠到人
蒂姆 · 莫斯曼(Tim Mosman)和罗伯特 · 科夫曼(Robert Coffman)在80年代中期开始研究并首先完成Th1/Th2学说。那个时候,他们都在帕洛阿尔托DNAX研究所工作,和同事从事一种叫做T辅助细胞(或者叫做CD4+)的小鼠免疫细胞分类研究,那是一种破坏人类艾滋病的主细胞类型。DNAX研究组发现,他们能够克隆出两种明显不同的T辅助细胞亚型,并可从两个亚型中,分别抽取出不同的细胞激动素,而加以识别。这些化学信使,它们不仅能激活免疫反应,而且还能在不同的免疫细胞之间,起到调节作用。莫斯曼和科夫曼鉴别出的一种T辅助细胞,最初分泌的细胞激动素是内白细胞杀菌素-2 (IL-2)和γ-干扰素,他们称之为Th1细胞。Th2亚细分泌的则是IL4-的和IL-5。
这项发现使免疫浮者们非常兴奋,因为,它有助于他们了解免疫系统中,两个主要分枝之间的相互作用。当区分不够严格时,Th1细胞分泌的细胞激动素触发了其中的一个分枝,细胞间的反应是:清除被感染的细胞部分。Th2细胞激动素,激活另一个分枝:导致产生抗体,使细胞一开始就能防止感染。这种一个强烈的Th1反应抑制一个强烈的Th2反应,反之亦然的发现,简直冲昏了免疫学者们的头脑。
如果没有5年时间,有关这种交叉调节系统的研究工作,似乎不可能在人类中进行。有好几个实验室,尽管非常急切地在健康的人群中寻找,却找不到明显的Th1和Th2亚群。以后,罗马格纳尼实验室的工作人员,在各种各样疾病的患者中进行搜寻,才取得成功。这就触发丁一场积极的努力,去搞清Th1和Th2细胞活性,对人类各种不同疾病的疗程,究竟起什么作用?如,利什曼病、结核病、梅毒、麻风病以及艾滋病。
NCI的希勒和克莱里西,从另外几种角度出发,去探究艾滋病患者中T细胞亚群的作用,至今最引起人们兴趣的发现之一,就是感染HIV的患者,从Th1状态转向Th2状态与其患病的进程相符。《临床研究月刊》1993年3月号上,由NCI研究人员发表的一份报告中说,他们对45名HIV感染者,在其健康的15个月之内,测量了血细胞产生细胞激动素的情况,发现当IL-2减少时,IL-4就增加。他们认为,很有可能,一种能降低调控Th1反应的Th2细胞激动素1 L-10,是其转变的原因。希勒说,更为重要的是,3年之内,IL-2反应强烈的感染者,仅有8%继续发展成为艾滋病患者。与之相比,IL-2反应微弱的人,则将近有一半的人继续发展成为艾滋病患者。希勒说:“不论其机理是什么,我们的试验结果可以断言,谁将发展成艾滋病。”
但是,由于T细胞并不是能够产生细胞激动素的唯一的免疫细胞,NCI的研究者们还不能确定,他们看到的细胞激动素类型的转变,就是由Th1和Th2群体本身转变所造成的。阿姆斯特丹大学的弗兰克 · 米德马(Frank Miedema)和同事们,从感染HIV的病人身上寻找性质不同的Th1/Th2进行克隆,用以判断其数量变化是否和艾滋病的进展相符。他们做成了。米德马说:“在第一组的克隆中,我就看到了[Th1/Th2]的转换。真使我惊讶!我实在没有想到会有如此清楚的转换。”
尽管如此,对人类的研究并未透露出T细胞群体中的转换,就是直接导致患者病情恶化的条件。这也正是卡纳加瓦和其同事巴巴拉 · 沃佩尔(Barbara Vaupal),欣约 · 盖亚马(Shinyo Gayama)的研究工作得以展示之处,他们的研究指出,鼠类患有免疫缺乏综合症(MAIDS一种起因和人类艾滋病症状相同的鼠类疾病)之后,从Th1向Th2反应的转变,可能正好说明病情的发展。
德国马克斯普朗克免疫研究所,由乔治斯 · 凯勒(Georges Koehler)和曼弗里德 · 科普福(Manfred Kopf)“推敲出来的”,用MAIDS病毒处理未受感染的对照小鼠和IL-4失效的小鼠,进行比较,推测它们的Th2反应,结果:MAIDS病毒感染20周之后,28只缺少IL-4的小鼠中,仅有3只患有淋巴结肿大或淋巴腺瘤(一种MAIDS和AIDS均有的综合症)。与此相反,在同时期内对照小鼠却有19只患了淋巴腺瘤,另外9只对照小鼠死掉了。实际上,25周之后,所有IL-4失效的小鼠都活着,而所有的对照小鼠都死掉了。反正,缺乏IL-4,小鼠就能抵抗疾病。上述的研究,也有助于卡纳加瓦研究组得出结论。
国家艾滋病研究所的赫伯特 · 莫尔斯(Herbert Morse)是一位坚决支持MAIDS模式的人。他称赞卡纳加瓦研究组的工作是“一项非常惊人的观察他还说这和他们研究所证实,但尚未公布的一种Th1——优势细胞激动素类型极其吻合,能够防避MAIDS。宾夕法尼亚大学研究鼠类利什曼病的菲利浦 · 斯各特(Phillip Scot)也有相同的印象,他说:“我认为这是一篇令人震惊的报告。对于病理学来说,它是首次把MAIDS内容彻底地连结到Th2细胞上。”
其它的人则较为谨慎。斯克里普斯研究所的一位艾滋病研究人员唐纳德 · 莫热斯(Donald Mosies),曾经广泛地研究过MAIDS。他说:“MAIDS需要IL-4或者Th2的结论,未免含混不清。”他又说:“IL-4失效会影响所有的Th2反应,并改变有些丁hl反应。”他从研究MAIDS转到研究移植了人血细胞小鼠的HIV,并且审查了MAIDS模式和人的艾滋病是否有足够相同之处,以便提供有用的信息。他说:“我就不相信,只要了解MAIDS中发生了什么,就会了解艾滋病中发生了什么。”
卡纳加瓦自己也承认MAIDS只能有限度地适用于艾滋病。MAIDS终究是由鼠淋巴病毒引起的,并不是由HIV引起的。HIV首先感染CD4+T细胞,而MAIDS病毒是最感染的是会产生抗体的B细胞。然而,他还是在整理致病的机理。卡纳加瓦猜测:在MAIDS中IL-4作为B细胞的一种生长因子,会刺激产生更多的病毒,然后进行危害。另外,由于研究HIV病还没有找到更好的动物模型,他坚持在研究HIV病的发展过程中,可以利用MAIDS提供有关细胞激动素作用的重要见解。
对于许多艾滋病的研究者来说,Th1/Th2的内含有点强人所难。例如,NIAIDS的福西就找出令人不安的矛盾。福西和他的合作者塞西莉亚 · 格拉齐奥西(Cecilia Graziosi)曾经在HIV感染者中寻找从Th1到Th2的变化,却一个也没有找到。他们用HIV感染者作为试验对象,范围从具有相对正常免疫系统者到严重病患者,测量了他们淋巴结中的细胞激动素水平。然后,他们提出质询:“有没有如同希勒/克莱里西报告中提出的那种情况,先是γ-干扰素和IL-2逐渐减少,接着出现IL-4,然后又再出现IL-10?”答案是:“根本没有那回事。”那么,福西找到了什么?只不过是在艾滋病的所有阶段中所形成的一点点IL-4和很多IL-10巨噬细胞。但那却不是由T细胞形成的,而是由其它类型的免疫细胞形成的。福西由此断言:“关于HIV病的许多发现,所造成的从Th1转向Th2的印象。完全可以用CD4细胞不参与或者缺乏免疫性来解释。”
罗马格纳尼曾经用50名症状从中等到严重范围内HIV感染者的外周血细胞,做了相同的试验。他说:“我们没有证实IL-4增加了或者是有些Th2转换。"他还从患者身上挑选出100多个T辅助细胞克隆,期望从患病的进程中,找到向Th2细胞的转换。他又再次一无所获。
希勒承认他并不知道哪种细胞对细胞激动素转换有反应。但是,他争辩说关键在于确实发生了转换。为了避免提Th1和Th2细胞,可简称为I型和Ⅱ型反应。
艾滋病疫苗的研究者们也支持Th1/Th2学说。例如,以小儿麻痹症疫苗而闻名的乔纳斯 · 索尔克(Jonas Salk)就相信,如果有种疫苗能够“锁住”一个未被感染的人,使之处于一种类Th1状态,就可能掌握了成功的关键(刊登在Science,1993年5月号)。目前,正在用猴子做试验,考核该项假说。
治疗方面,研究者们对使用Th1细胞激动素治疗HIV患者,越来越有兴趣。但是,艾伯特 · 爱因斯坦医学院的霍华德 · 休斯医学研究所的学者巴里 · 布卢姆(Barry Bloom),长期从事于细胞激动素对麻风病效果的研究,他警告说,细胞激动素的毒性可能很大。他提出一个较好的办法,对不需要细胞激动素的,就给予抗体,他说:“要淘汰其中之一很容易。”
然而,福西的研究组,目前正在试验IL-2,并且已经在一些患者中取得了令人激动的成功(刊登于Science,1993年6月号)。因为,他没有在其他人中发现Th2反应,不管怎样,他相信IL-2的成功和关闭Th2细胞相比,细胞免疫修复做得更多些。麻萨诸塞州遗传研究所,也希望立即开始试验一种最近才发现的Th1细胞激动素IL-12。
[Science,1993年10月]