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免疫治疗已经成为第四大癌症治疗手段

第二章:免疫机制和细胞凋亡

时间: 2021-11-17 15:29 来源: 免疫密码

坏疽和细胞凋亡

把人体可比作小宇宙,维持生命的系统就像宇宙一样复杂、奥秘。一个受精卵,会忠实的按照事先被写入的遗传基因信息无数次分裂,最后成为一个人。人体依然有很多神秘之处,有待医学的发展去揭开谜底。本章我们介绍人体精密的生理机制与癌细胞等异物的关系。

细胞有两种死亡方式,一种是坏疽,另一种是凋亡。平时很少听到这些词,但它们是每天发生的现象。

坏疽是细胞受到伤害后死亡的现象,也可以说是坏死。比如摔倒时擦伤了膝盖的皮肤,被沥青侵入的细胞就会受损死亡。对细胞来说,还没有做好准备就突然死亡了。就像一个正在运转的工厂被突然破坏了,向周围扩散各种各样的废弃物和有害物质,工厂完全崩溃。坏疽即是如此:坏死的细胞向周围扩散老废物质,泄漏细胞内物质,面临死亡。扩散的废弃物会干扰周围的正常细胞,所以会产生炎症。本来正常的细胞,在某种外因或内因的作用下突然死亡,大多数都是痛苦的。

细胞凋亡是细胞的自然死亡或者叫按程序死亡。细胞本身的死亡程序被激活后会自然凋亡。受精卵的细胞分裂成人的内脏、骨骼和神经等,最终发育成人。这个过程中,细胞凋亡发挥了重要的作用。比如人的手指,并不是由手掌延伸成形的,而是先形成一个扇形,手指之间的细胞凋亡后形成了手指。手指之间的细胞,在事先刻录好的遗传基因信息指引下逐渐凋亡。

细胞凋亡在制造优秀的免疫细胞时也发挥着重要作用。免疫具有区分己方和非己方,并排除异己的功能。如果免疫变异,就会发生攻击自体的可怕事件。类风湿性关节炎和胶原病就是这类疾病,治疗也非常棘手。因此,免疫细胞在成长发育的过程中也在不断的接受考验、检查识别自体细胞的能力,不能识别自体细胞的免疫细胞会自然凋亡。其他细胞也同样,机能异常、被病毒感染、老化的细胞也会自然凋亡。

最典型的细胞凋亡实例就是蝌蚪的尾巴。蝌蚪时期尾巴用来游泳,当变成青蛙后不需要尾巴的功能了,尾巴就会进入凋亡程序。落叶也是这个道理,旧的树叶脱落,新的树叶长出,才能维持树木的生命。人类也好,动植物也好,细胞凋亡都是维持生命的生理现象。细胞凋亡,有按遗传基因的程序指令的,也有受到外因诱导而发生的。不管怎样,当细胞的死亡程序被激活,就会发生细胞凋亡。

癌细胞会遵从细胞凋亡的规律消失

具体的说,有两种机制可以促使细胞凋亡,一种是激活细胞表面存在的死亡受体开关,打开凋亡通路;另一种是使DNA受损,激活p53遗传基因,作用于线粒体后引导细胞凋亡。

细胞凋亡程序开始后,首先细胞核和细胞质开始缩小,然后DNA会碎片化,之后机体内的巨噬细胞会无残留地吞噬凋亡细胞的残骸,不发生炎症反应。

那么,癌细胞的死亡方式如何呢?手术、化疗和放疗既诱导癌细胞凋亡,也导致坏疽。化疗和放疗,损伤癌细胞的DNA后,诱导其凋亡。但是,癌细胞增殖过程中自己也会改变遗传基因,以躲避放化疗的伤害,使细胞凋亡机制失效。诱导癌细胞进入凋亡程序的遗传基因p53,有50%以上会变异或受损,也就是说放疗和化疗不起作用。即使p53不发生变异,也避免不了放化疗对正常细胞的伤害,特别是细胞分裂速度较快的骨髓、毛囊、消化道黏膜、生殖器等。

那么有没有不增加身体负担、使癌细胞凋亡的办法呢?我们认为打开这扇大门的钥匙在人体的免疫系统中。NK细胞和CTL细胞等免疫细胞,时刻担负着发现癌细胞、清除癌细胞的任务,这些免疫细胞会引导癌细胞的凋亡。如果能理想地运用人体自身精巧的免疫机制,不但可以清除体内的癌细胞,还不会增加身体的负担(副作用)。

天赐免疫

免疫的意思就是免除疾病,保护身体不患病的机制。各种各样的细菌、病毒侵害人体,可能引起基因突变后发生细胞癌变,免疫系统就是要排除这些异己异物。人类天生具有自身免疫能力,免疫是我们生命自带的防御系统。

在免疫系统中主要发挥作用的是骨髓制造的白细胞,也被称作免疫细胞。免疫细胞,有很多种类,并且互相联络、作用,在人体内循环,监视并清除细菌、病毒和癌细胞。免疫细胞有自己的作用,这些作用分成两大类,一类是“自然免疫”,另一类是“获得免疫”。

自然免疫是无脊椎动物也具备的原始防御系统,在异物侵入时最早起作用,发生免疫反应。相关的免疫细胞主要有粒细胞、巨噬细胞、树状细胞、NK细胞。在发现异物入侵后,这些细胞会直接发挥作用,攻击异物,属于身体的自然反应,故称自然免疫。另外,不特定对方,只要是异物就发起攻击的特性,被称为“非特异性免疫”。

获得免疫是人类后天获得的免疫功能。只有高等级动物才具备这种功能,无脊椎动物没有获得免疫。和获得免疫有关的是T细胞和B细胞,在没有得到树状细胞和辅助T细胞等其他具有指引功能的细胞指令时,是不会发挥作用、攻击病毒等的。只有接收到其他免疫细胞的指令后才会对特定的异物,如细菌、病毒和癌细胞开始攻击,自行选择最好的攻击路径,并学习记忆异物的特性,属于高级别免疫反应。比如,麻疹只会患病一次,不会第二次患麻疹,是因为免疫细胞记忆了麻疹病毒,同样的麻疹病毒再次入侵时,就会被免疫清除。疫苗,就是利用获得免疫的机理预防疾病的。T细胞和B细胞具备各自不同的功能,对特定的敌人进行攻击,这种免疫被称为“特异性免疫”。

作为身体的防御系统,在遇到异物入侵、遭遇癌变细胞时,首先自然免疫开始反应,发起攻击;与此同时,发现敌情的信息会被传送给获得免疫系统,获得免疫系统接收到信息后,攻击躲避了自然免疫的异物或癌细胞。免疫细胞有各自的职责和能力,也互相协作,不间断地清除体内的异物和癌细胞。

人类主要的免疫细胞有:树状细胞(免疫司令塔)、NK细胞、T细胞、B细胞

杀死癌细胞的免疫细胞和机制

我们平常意识不到,体内的免疫细胞一直在守护着我们。免疫细胞协同作战,清除体内异物。实际上,目前我们发现的具有杀死癌细胞能力的是NK细胞、NKT细胞、ΓδT细胞、CTL细胞和B细胞5种免疫细胞。除了B细胞,其他几种细胞都会直接攻击癌细胞。它们识别癌细胞的方法有所不同,但是攻击方法都相同。免疫细胞首先向癌细胞释放一种击穿物质,在癌细胞表面开孔,然后通过开孔向癌细胞注入粒酶。这种粒酶可以诱导癌细胞凋亡,使癌细胞的细胞核和细胞质缩小、DNA片段化,以导致癌细胞死亡。

NK细胞

NK细胞的名称取自英文“自然杀手细胞”的两个开头字母。NK细胞是上世纪70年代初在试验中偶然发现的。当初的试验为了证明没有胸腺就没有T细胞,没有强有力的T细胞就不会对癌细胞有影响。实验者从没有胸腺的大鼠中提取淋巴细胞,将其和癌细胞混合在一起。但是实验结果与设想相反,癌细胞死亡了。这个试验发现淋巴细胞中还有能和T细胞匹敌细胞:NK细胞。

NK细胞是自然免疫细胞,它不用接收其他细胞的指令,有学习进化、记忆癌细胞的能力,独自就能发现异物并发起攻击。NK细胞是天生的杀手,NK细胞攻击癌细胞的代表性方法是先识别自体细胞(正常细胞)和异体细胞(癌细胞和异常细胞),之后立刻攻击异体细胞。在第一章中描述过正常细胞表面有完整的MHCclass1分子,NK细胞利用表面的MHCclass1受体识别没有或MHCclass1分子不完整的异体细胞。

NKT细胞

NKT细胞是千叶大学的谷口克教授团队于1968年发现的。仅次于B细胞、T细胞、NK细胞,NKT细胞是第4种受关注的淋巴细胞。因为它具备NK细胞和T细胞的共同特征,所以被命名为NKT细胞。

NKT细胞攻击癌细胞的代表性方法是,与NK细胞一样识别MHCclass1分子特征后发起攻击,或者像T细胞(实际上是CTL细胞)一样识别癌细胞表面的癌抗原后发起攻击。

有一点要说明,CTL细胞识别癌细胞的蛋白质抗原,NKT细胞识别癌细胞的糖酯抗原。

ΓδT细胞

ΓδT细胞是自然免疫细胞。它表面有丰富多样的受体,对正常细胞的癌变非常敏感,它通过受体识别癌细胞后发起攻击,诱导癌细胞凋亡。与CTL细胞不同,ΓδT细胞不需要接收其它细胞识别癌细胞的指令攻击特定癌细胞,可以像NK细胞那样自主攻击癌细胞。

CTL细胞

CTL细胞(又称“杀手T细胞”)是T细胞的一种,属于获得免疫的细胞(将在第四章说明其生理机制)。它具有可长期持续攻击癌细胞的特性。因此,被称为CTL(细胞杀伤性T细胞)。

CTL细胞还有一个特点,它本身并不存在,需要在树状细胞或巨噬细胞的抗原提示下,由T细胞转化成杀手T细胞。也就是说,得到癌细胞的信息后,它才被激活,攻击癌细胞。癌细胞的信息就是癌细胞表面的癌抗原。杀手T细胞会攻击所有被提示的具有癌抗原的细胞。

B细胞

B细胞与T细胞同样具有高杀伤性,是担当高级别免疫反应的具有获得免疫功能的细胞。它在骨髓中成熟,记忆标识过的癌抗原,并攻击癌细胞。但是B细胞不直接发起攻击,而是制造抗体后利用抗体攻击癌细胞。

巨噬细胞或者树状细胞发现癌细胞后,吞噬消化癌细胞,再释放出来,然后,被称为免疫系统第二指挥塔的“辅助性T细胞”释放出的细胞因子激活B细胞,B细胞分化为记忆抗原的“记忆B细胞”和“浆细胞”,浆细胞制造相对其抗原的抗体,攻击具有同样抗原的癌细胞。从此之后,只要发现相同抗原的癌细胞,记忆B细胞就会转化为浆细胞,制造抗体攻击癌细胞。

第一章 癌症的机制

第二章 免疫机制和细胞凋亡

第三章 癌症的三大标准治疗

第四章 癌症的第四种治疗

第五章 癌症的其他辅助治疗

第六章 生活指导

第七章 理想的癌症治疗

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