每个癌细胞都隐藏着消灭它所需要的秘密。现在,这个秘密已被揭开,找到了针对它自身的癌症疫苗——
别看只是一小瓶清液,如它的制作者无误的话,该液体就代表着癌症治疗的新纪元。它就是针对个体的癌症疫苗。
康涅狄格大学医学教授P · 斯里瓦斯塔瓦认为,人体本身的免疫系统最后可能竟是战胜癌症的上好武器。这小瓶内是独特的蛋白混合物,用患者本人的肿瘤经数小时即可制得,它可用来引发能摧毁肿瘤的免疫应答。斯里瓦斯塔瓦用它已治愈了有肿瘤的老鼠,人体的初步试验也延长了患肾癌和黑色素瘤患者的生命。如果该结果得到证实,那是斯里瓦斯塔瓦奋斗20年的结果。
当1979年斯里瓦斯塔瓦还是印度海得拉巴细胞和分子生物学中心的研究生时,在等待他的酵母遗传现象课题的设备送达的间隙,发觉自己有自由支配的时间。于是他决定试着做一下与课题无关的癌症疫苗领域的事。研究人员长期以来一直在搜寻一种标志物:肿瘤细胞共有的、而健康细胞却没有的表面分子。如找到这种标志物,他们就能设计出启动免疫系统使之攻击带有这种指示性抗原的肿瘤的疫苗。给鼠注射死亡的肿瘤细胞曾显示出能使其免患癌症,因此人皆确信这种抗原必定是存在的。然而给鼠或人体注射死亡的肿瘤细胞,没有能使其免疫系统增强到足以战胜已形成的恶性肿瘤。因此搜索集中在抗原本身,希望它能产生强烈的应答。
截止1979年,还没有人发现过这种抗原。斯里瓦斯塔瓦着手把取自老鼠的肿瘤细胞加以粉碎,并用柱型色层分离法分离出其中的蛋白和其他化学物质,然后用鼠检验各部分用作癌症疫苗的效能。
不久,他就获得了结果。首先,他找到了一种蛋白,后来又找到了4~5种蛋白。研究工作进行得很顺利,他的学位论文就改为着重研究这个课题。但当他最终找到这些蛋白时,原来的指望全破灭了。他提纯了这些在生物学中最普通的蛋白,却没有找到难以捉摸的肿瘤特有的抗原。他说,“结果使我震惊,原来它们都是热休克蛋白”。
热休克蛋白根本不是肿瘤特有的。它们实际上存在于体内每个细胞中,它们能帮助氨基酸链正确地折叠成工作蛋白。热休克蛋白的另一种功能是援救因感染或高烧等应激反应而损伤了的蛋白,因而得名。
面对这一无望的结果,斯里瓦斯塔瓦中止了这项研究,最终在印度就职,教授酵母遗传学。但他无法完全放弃他的研究生课题。“这件事始终挂在我心上”,他说。提纯的组分中某种物质曾使试验用鼠免患肿瘤,如果这种物质不是热休克蛋白,那又是什么呢?1983年,他克制不住好奇心,就把家搬到美国重新拾起这一课题。
斯里瓦斯塔瓦着手检查蛋白组分中是否还有其他什么物质。可能该蛋白组分终究还不纯净。截止1990年,他依然没有找到任何污染物。
他推测,可能存在着跟热休克蛋白相结合的肽——小的蛋白片段。这种肽对于免疫系统发觉侵入物来说是必不可少的。用于老鼠的疫苗中的热休克蛋白可能有来自肿瘤细胞的肽——为肿瘤所特有——跟它结合在一起。他推断,如免疫系统的T细胞抽查了这些肿瘤肽,并能辨认出它们,T细胞就会攻击一切表面有肿瘤肽展现的细胞——亦即恶性肿瘤本身。
这的确是一个飞跃。人们都了解热休克蛋白与全蛋白相关,但没有想到它们会结合并携带着蛋白片段。当斯里瓦斯塔瓦在1991年发布他的提案时,他的许多同事均视为毫无根据的推断。“大家都认为我缺乏根据”,他回忆道。
他又花了两年时间收集与热休克蛋白相结合的肽的确实证据。他发现可以用酸把热休克蛋白上的肽分离,但单独的肽完全不起疫苗作用。热休克蛋白如不与肽结合,独自也不能使老鼠抗癌。仅当把肿瘤肽与热休克蛋白结合起来,才能起疫苗的作用。但就是在那时(1993年),还没有等到斯里瓦斯塔瓦发表他的研究结果,国家卫生院给他的拨款却用光了。
“那时候我清楚下一步该做什么”,他说。“似乎胜利在望,但我却没有应有的经费”。那年晚些时候,国家卫生院补充了该项拨款,而且后来斯里瓦斯塔瓦已获得了某种风险投资,并在纽约创办了专以使热休克蛋白的癌症疫苗获得通用为目标的“安蒂金尼克斯”(Antigenics)公司。该公司不久就建立了生产适应某患者的癌症疫苗的程序。技术人员就像斯里瓦斯塔瓦最初做的那样,把组织加以粉碎,用柱型色层分离法提纯热休克蛋白。疫苗用10小时即可制得。
这一方法的妙处在于根本不需要了解肿瘤化学组成的全貌:全在于热休克蛋白起作用。热休克蛋白能从细胞的所有蛋白中找出变异的肽和正常的肽,并把它们送交免疫系统,后者已被培养成无视正常的肽而专注于异常的肽。因此即使没有斯里瓦斯塔瓦早在1979年寻找过的那种难以捉摸的肿瘤特有的抗原,疫苗也能起作用。
但安蒂金尼克斯公司要取得进展,公司的科技人员必须弄清楚热休克蛋白使免疫系统对肿瘤肽保持警觉的机制。他们现有的一切了解均来自实际经验。不弄清确切的生物学机理,就无法精制和培育疫苗。
90年代中期,他们已确定热休克蛋白能引发免疫系统两种应答,一种应答是广泛性的,另一种则是高度专一的。另有研究人员已经证实,细菌的热休克蛋白会激活“天然杀手”细胞,后者不以特定的抗原为目标,但它们会检出并攻击病毒感染的细胞以及某些恶性肿瘤。1997年,斯里瓦斯塔瓦发现,如消灭老鼠的天然杀手细胞会使其对疫苗不敏感。他推断这种非特异的应答对于疫苗的作用是至关重要的。
更特异的应答清楚地出现在去年8月份,斯里瓦斯塔瓦和他的同事们宣布,在一种T细胞激活剂——树突细胞上发现了热休克蛋白受体。他们发现,树突细胞摄取热休克蛋白,并把连接在热休克蛋白上的肽转移到细胞表面。细胞表面上的肽就能启动T细胞消灭一切带有某种外来肽的细胞。
实际上,带有突变肽的肿瘤细胞能直接激活T细胞,然后又被后者所消灭,人的一生里免疫系统在不断地消除着癌细胞。人们看到的恶性肿瘤就是借分泌能抑制T细胞活化的细胞活素而逃过这种质量控制的癌细胞。
安蒂金尼克斯公司的疫苗给树突细胞送去极为重要的抗原,激活T细胞,从而对付掩藏的肿瘤。
就此看来,这种方法似乎是不错的。斯里瓦斯塔瓦的疫苗对大大小小的老鼠均极为有效,用由培养的肉瘤取得的热休克蛋白免疫的老鼠数周后即排斥同种细胞的移植物。1994年以来,不下数十个其他实验室均独立地证实了这些结果。
安蒂金尼克斯公司已于去年完成了癌症疫苗对肾癌和黑色素瘤的初步临床试验。8周的疫苗注射看来能提高存活率,且没有副作用。42名晚期肾癌患者中,在接受了由患者自己的肿瘤制取的疫苗后,有将近一半还存活了两年。一般这样的患者仅有15%可望存活这么长的时间。在黑色素瘤患者的类似试验中,接种疫苗后有95%的患者又存活了14个月,而一般预期存活率仅40~50%。更严密监控的对肾癌的大规模试验目前正在进行,登记的患者达数百名,黑色素瘤的试验可能不久就要开始。
马萨诸塞州坎布里奇的怀特海德研究所的热休克蛋白的权威R · 杨说,“每个人有自己切割下的肿瘤,所以就可以用最确当的抗原来治疗,这是其优点。”
弗吉尼亚大学的癌症免疫学家C.斯林格卢夫持同样的看法:“使用热休克蛋白不失为非常合理的方法。”但他指出,安蒂金尼克斯公司的技术提供的就像是粗制的植物浸膏,而不是提纯的药物。要完善这一疗法,就一定得弄清楚其活性组分。
大多数专家一致认为,实际可用的癌症疫苗有可能在10年内面市,且可能有多种途径制取。不过斯里瓦斯塔瓦有更多的规划。他发现,小剂量的热休克蛋白能启动免疫系统攻击肿瘤,而大得多的剂量则有相反的作用——免疫系统会无视异常的抗原。斯里瓦斯塔瓦尚未谈及细节,不过他着重指出,这一效应可用于治疗类风湿性关节炎、糖尿病等免疫系统攻击人体健康细胞时发生的疾病。他已经治愈了老鼠的糖尿病和多发性硬化症,他期望在一两年内开始进行这方面的人体试验。
[New Scientist,2001年2月24日]