可转化的知识
作者：郝连杰(译)
单位：同济医科大学附属同济医院
关键词：
德国医学000506Umsetzbare Erkenntnisse
D.Kabelitz
Institut für Immunologie,Klinikum an der Christian-Albrechts-Universität,Brunswiker Straβe 4, D-24105 Kiel, Germany
毫不夸张的可以肯定，免疫学作为一个科学与临床学科在20世纪末有飞跃的发展。虽然免疫防御的基本概念在19世纪末已经确立(例如Metchnikoff的吞噬细胞作用，Behring 和Kitasato对于抗体的描述，Ehrlich的抗体形成侧链学说等)，自20世纪中叶方才认识到免疫系统结构的基础。在过去20～30年对于免疫系统的功能——特别是分子生物学水平的认识突飞猛进，这些进展正如其它生物医学一样，是细胞学、生物技术和分子生物学进展的结果。例如Khler和Milstein?1997年发现和建立的单克隆抗体技术，迄今已经在试验室诊断和医学研究多种领域，引起革命性改变。单克隆抗体对于发现白细胞分化抗原，血清学诊断，例如酶联免疫吸附试验(ELISA)用于体外；免疫扫描用于体内具有不可估量的价值，而且在治疗上的应用范围日趋广泛。其适应证从器官移植发展到自身免疫性疾病，甚至恶性肿瘤。
, 百拇医药
免疫学具有深远意义的另一进展来自分子生物学，例如：DNA序列分析，真核基因在细菌和高等动物细胞的表达，聚合酶链反应扩增极微量DNA，转基因小鼠的基因技术和所谓用重组敲除小鼠(knock-out-Mause)等。应用这些新建立的技术使我们在20世纪末有可能对于免疫学的基础有较深入的理解，但是同时也必须认识到其复杂性。
淋巴细胞-活化的分子机制：细胞受体和可溶性介质
如果简略地回顾我们对于淋巴细胞意义的认识发展过程，我们会发现那些不引人注意的白细胞在40年前方才被认识到是免疫系统的核心细胞。在60年代发现与胸腺有关的T-淋巴细胞和产生抗体的B-淋巴细胞，但是在60年代中Hozumi和Tonegawa才首先阐明难以置信的抗体多样性的遗传基础。但是，直到80年代中叶Tak Mak和Mark Davis的划时代的工作阐明T-细胞受体的结构后，方才可能说明多年不清楚的T-细胞，是细胞免疫防御的载体，以及T-细胞用什么结构识别抗原。
, 百拇医药
此外，令人惊讶的发现使人们认识到B-细胞和T-细胞的抗原受体多样性的遗传分子机制是非常相似的。与抗原受体结构的阐明同时提出了T-淋巴细胞活化和分化调控机制的行行色色的学说。除了发现T-淋巴细胞(与B-淋巴细胞不同)基本上只有在与适合个体移植抗原的协同下才能识别异己抗原(所谓MHC-限制性)外，在免疫防御中起着决定性的还有可溶性介质(细胞因子)和所谓协同刺激信号有重要作用，大量表面分子已经通过相应的单克隆抗体得到确定。
虽然这些分子中少数(例如CD3、CD4、CD8)已经了解很清楚，但是其它的CD抗原仍不太清楚。近10余年来还有一全新的概念：正值免疫学者主要从事淋巴细胞活化、增殖和分化研究的时候，通过特异性受体/配体诱导细胞程序性死亡的发现，提出程序性细胞死亡在细胞免疫应答的调控中起着作用。确实，诱导和预防淋巴细胞及肿瘤细胞凋亡(Apoptose)分子机制的课题在过去数年发展成为与免疫学具高度互补性的领域，发表的文献数在急剧增长。
我还愿进一步简略的举例说明免疫学进展的临床意义，在这方面具有肯定意义的是抗原递呈细胞对于抗原的加工处理。树突细胞存在于机体的不同部位(皮肤的Langerhans细胞、肝脏内的Kupffer细胞等)，是免疫系统的最具有活性的抗原递呈细胞。与此直接有关的是过去数年获得的知识，利用负荷肽的树突细胞做的肿瘤疫苗的临床研究特别突出。确实令人惊讶的是细胞因子领域的进展，1983年首次克隆白介素成功(称为“T-细胞生长因子”，或称IL-2)；那时还未揭示出免疫系统细胞能够产生如此众多不同的细胞因子，以及如何诱导细胞因子的调控作用。根据细胞因子谱确定功能不同的辅助T-细胞亚群，特别是对于感染免疫和变态反应学有极其重要的价值。
, http://www.100md.com
此外，细胞因子对于诊断和临床的作用越来越显得重要，IL-6可以称为败血症的血清标志，又如α-TNF在自身免疫性疾病，例如类风湿性关节炎或Crohn病的促炎症作用。
保护移植物排斥：对于免疫学的挑战
虽然本世纪免疫学有明显的进展，但是仍必须指出：免疫学的一些重大目标和梦想仍然未得到解决。因此，在此对下一世纪作一扼要的展望。我们必须承认虽然经过十余年的努力，现在仍不可能有目标地在器官移植受体诱导出对移植器官的免疫耐受性，无疑应用新的免疫抑制剂，例如环胞酶素A和FK506以及HLA分型等重要知识，使移植的临床有了巨大进展，但是一般仍然不能出现免疫耐受，因而必须长期持续地应用免疫抑制剂，必然导致产生副反应。
然而有充分的理由可以认为，在不久的将来会有划时代的进展应用于移植受体。这一乐观的观点是基于这样的认识，在动物模型发现：如果阻断协同刺激信号，能有效地阻止供体反应性T-细胞(与排异反应有重要关系的细胞)的活化。T-细胞活化除了通过T-细胞受体识别抗原外(第1信号)，还要求第2信号，通过CD80/CD86分子介导给抗原递呈细胞和通过CD28介导给T-细胞。如果用抗体或相应的融合蛋白结合第2信号，T-细胞则不再被激活(乏反应性，anerg)，移植器官在动物模型也将不再被排斥。这概念曾在肾脏移植模型试用获得证实，并开始在临床试用。
, http://www.100md.com
另一类似方案也可能阻止移植物抗宿主反应，在骨髓移植获得成效，也可以在自身免疫性疾病，抑制过度活化的T-细胞。总之，通过阻断协同刺激静止活化的T-细胞，使免疫学基础知识应用到临床具有极其诱人的魅力。
现在探讨的异种器官移植的临床应用，在下一世纪对免疫学提出许多挑战，除了突出的伦理问题和病毒学问题(例如内源性逆转录病毒的作用)外，首先是免疫学问题，如何阻断异种组织的免疫学反应。
新疫苗接种策略
针对细菌和病毒病原体的有效疫苗的开发是本世纪免疫学最有成就的贡献，同时也是医学科学的王牌。尽管如此仍应指出：特别是针对细胞内的细菌，例如结核分支杆菌或者针对寄生虫，例如疟疾的病原体恶性疟原虫仍然没有有效疫苗提供。通过疫苗接种诱导产生抗体在针对肝炎、腮腺炎和破伤风等的病原体的免疫显然是具有成效的，然而对于细胞内细菌，例如结核分支杆菌除抗体外，要求有效地激活T-细胞，这是用常规疫苗所不能达到的。为此，仍寄以极大期望于新的进展，DNA疫苗的应用。DNA疫苗不用灭活或减弱的病原体，而用的是编码DNA插入质粒作为疫苗，注射后宿主的蛋白合成机制受到激发，产生相应的病毒或细菌抗原，诱导免疫系统产生相应免疫应答，除了产生抗体外，还包括有成效的T-细胞活化。虽然在动物模型已经证实DNA疫苗的基本功能，但是转化到人体应用仍然有待继续做许多工作。这是免疫学对于临床意义具有高度现实性的工作领域，例如，必须弄清通过何种途径DNA疫苗应用最有效；或者用哪种佐剂最适宜；此外，我们必须更多地学习DNA疫苗的基础知识，以及可能出现的危险，例如仍不能排除DNA疫苗不仅诱导针对抗原的细胞免疫应答，还有可能诱导出针对机体自身抗原的免疫应答。无疑DNA疫苗为针对迄今不能或不能很好预防的感染性疾病，例如疟疾以及结核等指出一条开发疫苗的新途径。我们期望在下一个世纪这一进展为人类消灭这些灾难奠定基础。
, http://www.100md.com
动员免疫系统对抗肿瘤抗原
当我们试图对下一世纪的免疫学展望时，不应缺少肿瘤免疫。经验指出免疫系统只能对于肿瘤产生很微弱有效的应答。其原因是复杂的，而且因情况而异。除了肿瘤特异性抗原的表达外，HLA抗原和协同刺激分子低表达，以及肿瘤细胞可能产生的免疫抑制性细胞因子和肿瘤细胞表达的死亡信号，譬如Fas-配体起着重要作用。随着肿瘤抗原的确定，例如在黑色素瘤已有了明确的进展，目前在黑色素瘤鉴定出的肽类序列已经用于临床，人们期望黑色素瘤-特异性肽与树突细胞一起成为强有力的抗原递呈细胞，诱导出有效的细胞免疫应答，在外周血可以用四部-技术直接测出肿瘤抗原-反应性-T-淋巴细胞的频率。这些细胞也可从原位分离出，在组织培养中选择性增殖。
此外还有许多策略提高肿瘤微弱的免疫原性，其中有利用基因技术将细胞因子基因，或者协同分子基因转导给肿瘤细胞。随着细胞免疫的继续进展，适应性细胞免疫治疗将会给肿瘤和淋巴瘤患者带来大有希望的前景。细胞免疫治疗在其它领域也有显著的意义，可以设想，同种肝细胞移植后，在免疫抑制状态出现可怕的并发症——巨细胞病毒或EB病毒感染，可以通过输入体外增殖的CMV 或EB-特异性T-淋巴细胞得到避免。还有HIV-感染的进展阶段，可以考虑用体外扩增和在某些病例用基因修饰(耐受HIV)的CD4细胞来重建缺乏的T-细胞储备。表1 免疫学21世纪的展望：除了为临床领域，免疫学将为其它领
, 百拇医药
域，如变态反应和自身免疫性疾病等带来决定性进展 临床领域
目的
可能策略
器官移植
对同种移植耐受
诱导乏反应性
(阻断协同刺激)
对异种移植耐受
供体-器官/
动物基因修饰
感染/疫苗
针对细胞内病原体
, 百拇医药
DNA-疫苗接种
和寄生虫的疫苗
新-抗原的应用
在HIV-感染重建
用基因修饰的耐受
CD4+T-细胞
HIV 的T-细胞
肿瘤治疗
肿瘤和淋巴瘤的免
接种肿瘤抗原/肽
疫治疗
和树突细胞
, http://www.100md.com
诱导-凋亡
用肿瘤特异性T-淋
巴细胞作细胞免疫
治疗，用化疗诱导
Fas-受体
有希望的新免疫治疗干预策略措施来自对免疫系统细胞转导的分子机制的新认识，计算机支持下的“药物设计”可以开发出拮抗性(或对立的)受体-配体，利用这些拮抗性机制可以从功能上调控相应的细胞受体。
总 结
免疫学作为医学的中间学科为下一世纪提出令人向往的展望(表1)，从分子和细胞水平所获得的知识，使免疫系统的作用将在许多领域继续有所进展，我们期望这些知识为促进病人的健康不断得到转化。与此相关的是也期望免疫学治疗方法下一世纪为治疗自身免疫疾病、肿瘤和移植病人做出贡献。, 百拇医药
单位：同济医科大学附属同济医院
关键词：
德国医学000506Umsetzbare Erkenntnisse
D.Kabelitz
Institut für Immunologie,Klinikum an der Christian-Albrechts-Universität,Brunswiker Straβe 4, D-24105 Kiel, Germany
毫不夸张的可以肯定，免疫学作为一个科学与临床学科在20世纪末有飞跃的发展。虽然免疫防御的基本概念在19世纪末已经确立(例如Metchnikoff的吞噬细胞作用，Behring 和Kitasato对于抗体的描述，Ehrlich的抗体形成侧链学说等)，自20世纪中叶方才认识到免疫系统结构的基础。在过去20～30年对于免疫系统的功能——特别是分子生物学水平的认识突飞猛进，这些进展正如其它生物医学一样，是细胞学、生物技术和分子生物学进展的结果。例如Khler和Milstein?1997年发现和建立的单克隆抗体技术，迄今已经在试验室诊断和医学研究多种领域，引起革命性改变。单克隆抗体对于发现白细胞分化抗原，血清学诊断，例如酶联免疫吸附试验(ELISA)用于体外；免疫扫描用于体内具有不可估量的价值，而且在治疗上的应用范围日趋广泛。其适应证从器官移植发展到自身免疫性疾病，甚至恶性肿瘤。
, 百拇医药
免疫学具有深远意义的另一进展来自分子生物学，例如：DNA序列分析，真核基因在细菌和高等动物细胞的表达，聚合酶链反应扩增极微量DNA，转基因小鼠的基因技术和所谓用重组敲除小鼠(knock-out-Mause)等。应用这些新建立的技术使我们在20世纪末有可能对于免疫学的基础有较深入的理解，但是同时也必须认识到其复杂性。
淋巴细胞-活化的分子机制：细胞受体和可溶性介质
如果简略地回顾我们对于淋巴细胞意义的认识发展过程，我们会发现那些不引人注意的白细胞在40年前方才被认识到是免疫系统的核心细胞。在60年代发现与胸腺有关的T-淋巴细胞和产生抗体的B-淋巴细胞，但是在60年代中Hozumi和Tonegawa才首先阐明难以置信的抗体多样性的遗传基础。但是，直到80年代中叶Tak Mak和Mark Davis的划时代的工作阐明T-细胞受体的结构后，方才可能说明多年不清楚的T-细胞，是细胞免疫防御的载体，以及T-细胞用什么结构识别抗原。
, 百拇医药
此外，令人惊讶的发现使人们认识到B-细胞和T-细胞的抗原受体多样性的遗传分子机制是非常相似的。与抗原受体结构的阐明同时提出了T-淋巴细胞活化和分化调控机制的行行色色的学说。除了发现T-淋巴细胞(与B-淋巴细胞不同)基本上只有在与适合个体移植抗原的协同下才能识别异己抗原(所谓MHC-限制性)外，在免疫防御中起着决定性的还有可溶性介质(细胞因子)和所谓协同刺激信号有重要作用，大量表面分子已经通过相应的单克隆抗体得到确定。
虽然这些分子中少数(例如CD3、CD4、CD8)已经了解很清楚，但是其它的CD抗原仍不太清楚。近10余年来还有一全新的概念：正值免疫学者主要从事淋巴细胞活化、增殖和分化研究的时候，通过特异性受体/配体诱导细胞程序性死亡的发现，提出程序性细胞死亡在细胞免疫应答的调控中起着作用。确实，诱导和预防淋巴细胞及肿瘤细胞凋亡(Apoptose)分子机制的课题在过去数年发展成为与免疫学具高度互补性的领域，发表的文献数在急剧增长。
我还愿进一步简略的举例说明免疫学进展的临床意义，在这方面具有肯定意义的是抗原递呈细胞对于抗原的加工处理。树突细胞存在于机体的不同部位(皮肤的Langerhans细胞、肝脏内的Kupffer细胞等)，是免疫系统的最具有活性的抗原递呈细胞。与此直接有关的是过去数年获得的知识，利用负荷肽的树突细胞做的肿瘤疫苗的临床研究特别突出。确实令人惊讶的是细胞因子领域的进展，1983年首次克隆白介素成功(称为“T-细胞生长因子”，或称IL-2)；那时还未揭示出免疫系统细胞能够产生如此众多不同的细胞因子，以及如何诱导细胞因子的调控作用。根据细胞因子谱确定功能不同的辅助T-细胞亚群，特别是对于感染免疫和变态反应学有极其重要的价值。
, http://www.100md.com
此外，细胞因子对于诊断和临床的作用越来越显得重要，IL-6可以称为败血症的血清标志，又如α-TNF在自身免疫性疾病，例如类风湿性关节炎或Crohn病的促炎症作用。
保护移植物排斥：对于免疫学的挑战
虽然本世纪免疫学有明显的进展，但是仍必须指出：免疫学的一些重大目标和梦想仍然未得到解决。因此，在此对下一世纪作一扼要的展望。我们必须承认虽然经过十余年的努力，现在仍不可能有目标地在器官移植受体诱导出对移植器官的免疫耐受性，无疑应用新的免疫抑制剂，例如环胞酶素A和FK506以及HLA分型等重要知识，使移植的临床有了巨大进展，但是一般仍然不能出现免疫耐受，因而必须长期持续地应用免疫抑制剂，必然导致产生副反应。
然而有充分的理由可以认为，在不久的将来会有划时代的进展应用于移植受体。这一乐观的观点是基于这样的认识，在动物模型发现：如果阻断协同刺激信号，能有效地阻止供体反应性T-细胞(与排异反应有重要关系的细胞)的活化。T-细胞活化除了通过T-细胞受体识别抗原外(第1信号)，还要求第2信号，通过CD80/CD86分子介导给抗原递呈细胞和通过CD28介导给T-细胞。如果用抗体或相应的融合蛋白结合第2信号，T-细胞则不再被激活(乏反应性，anerg)，移植器官在动物模型也将不再被排斥。这概念曾在肾脏移植模型试用获得证实，并开始在临床试用。
, http://www.100md.com
另一类似方案也可能阻止移植物抗宿主反应，在骨髓移植获得成效，也可以在自身免疫性疾病，抑制过度活化的T-细胞。总之，通过阻断协同刺激静止活化的T-细胞，使免疫学基础知识应用到临床具有极其诱人的魅力。
现在探讨的异种器官移植的临床应用，在下一世纪对免疫学提出许多挑战，除了突出的伦理问题和病毒学问题(例如内源性逆转录病毒的作用)外，首先是免疫学问题，如何阻断异种组织的免疫学反应。
新疫苗接种策略
针对细菌和病毒病原体的有效疫苗的开发是本世纪免疫学最有成就的贡献，同时也是医学科学的王牌。尽管如此仍应指出：特别是针对细胞内的细菌，例如结核分支杆菌或者针对寄生虫，例如疟疾的病原体恶性疟原虫仍然没有有效疫苗提供。通过疫苗接种诱导产生抗体在针对肝炎、腮腺炎和破伤风等的病原体的免疫显然是具有成效的，然而对于细胞内细菌，例如结核分支杆菌除抗体外，要求有效地激活T-细胞，这是用常规疫苗所不能达到的。为此，仍寄以极大期望于新的进展，DNA疫苗的应用。DNA疫苗不用灭活或减弱的病原体，而用的是编码DNA插入质粒作为疫苗，注射后宿主的蛋白合成机制受到激发，产生相应的病毒或细菌抗原，诱导免疫系统产生相应免疫应答，除了产生抗体外，还包括有成效的T-细胞活化。虽然在动物模型已经证实DNA疫苗的基本功能，但是转化到人体应用仍然有待继续做许多工作。这是免疫学对于临床意义具有高度现实性的工作领域，例如，必须弄清通过何种途径DNA疫苗应用最有效；或者用哪种佐剂最适宜；此外，我们必须更多地学习DNA疫苗的基础知识，以及可能出现的危险，例如仍不能排除DNA疫苗不仅诱导针对抗原的细胞免疫应答，还有可能诱导出针对机体自身抗原的免疫应答。无疑DNA疫苗为针对迄今不能或不能很好预防的感染性疾病，例如疟疾以及结核等指出一条开发疫苗的新途径。我们期望在下一个世纪这一进展为人类消灭这些灾难奠定基础。
, http://www.100md.com
动员免疫系统对抗肿瘤抗原
当我们试图对下一世纪的免疫学展望时，不应缺少肿瘤免疫。经验指出免疫系统只能对于肿瘤产生很微弱有效的应答。其原因是复杂的，而且因情况而异。除了肿瘤特异性抗原的表达外，HLA抗原和协同刺激分子低表达，以及肿瘤细胞可能产生的免疫抑制性细胞因子和肿瘤细胞表达的死亡信号，譬如Fas-配体起着重要作用。随着肿瘤抗原的确定，例如在黑色素瘤已有了明确的进展，目前在黑色素瘤鉴定出的肽类序列已经用于临床，人们期望黑色素瘤-特异性肽与树突细胞一起成为强有力的抗原递呈细胞，诱导出有效的细胞免疫应答，在外周血可以用四部-技术直接测出肿瘤抗原-反应性-T-淋巴细胞的频率。这些细胞也可从原位分离出，在组织培养中选择性增殖。
此外还有许多策略提高肿瘤微弱的免疫原性，其中有利用基因技术将细胞因子基因，或者协同分子基因转导给肿瘤细胞。随着细胞免疫的继续进展，适应性细胞免疫治疗将会给肿瘤和淋巴瘤患者带来大有希望的前景。细胞免疫治疗在其它领域也有显著的意义，可以设想，同种肝细胞移植后，在免疫抑制状态出现可怕的并发症——巨细胞病毒或EB病毒感染，可以通过输入体外增殖的CMV 或EB-特异性T-淋巴细胞得到避免。还有HIV-感染的进展阶段，可以考虑用体外扩增和在某些病例用基因修饰(耐受HIV)的CD4细胞来重建缺乏的T-细胞储备。表1 免疫学21世纪的展望：除了为临床领域，免疫学将为其它领
, 百拇医药
域，如变态反应和自身免疫性疾病等带来决定性进展 临床领域
目的
可能策略
器官移植
对同种移植耐受
诱导乏反应性
(阻断协同刺激)
对异种移植耐受
供体-器官/
动物基因修饰
感染/疫苗
针对细胞内病原体
, 百拇医药
DNA-疫苗接种
和寄生虫的疫苗
新-抗原的应用
在HIV-感染重建
用基因修饰的耐受
CD4+T-细胞
HIV 的T-细胞
肿瘤治疗
肿瘤和淋巴瘤的免
接种肿瘤抗原/肽
疫治疗
和树突细胞
, http://www.100md.com
诱导-凋亡
用肿瘤特异性T-淋
巴细胞作细胞免疫
治疗，用化疗诱导
Fas-受体
有希望的新免疫治疗干预策略措施来自对免疫系统细胞转导的分子机制的新认识，计算机支持下的“药物设计”可以开发出拮抗性(或对立的)受体-配体，利用这些拮抗性机制可以从功能上调控相应的细胞受体。
总 结
免疫学作为医学的中间学科为下一世纪提出令人向往的展望(表1)，从分子和细胞水平所获得的知识，使免疫系统的作用将在许多领域继续有所进展，我们期望这些知识为促进病人的健康不断得到转化。与此相关的是也期望免疫学治疗方法下一世纪为治疗自身免疫疾病、肿瘤和移植病人做出贡献。, 百拇医药