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抗击血癌新途径

2011年10月,年仅7岁的美国女孩艾米丽·怀特海德被送往费城儿童医院,这是她身上的癌症第一次复发。从5岁开始,怀特海德就一直在和一种特殊的血癌——“急性淋巴细胞性白血病”不懈地斗争着。这种血癌常见于儿童,有85%的概率可以通过普通化疗来治愈,但即便如此,仍有15%的儿童经过化疗后会复发。复发后,该病的治疗手段就乏善可陈了,致死率接近100%。

面对这种情况,费城儿童医院(全美排名第一的儿童医院)计划给怀特海德进行骨髓移植,并继续辅以高剂量的化疗,看看能否缓解她的病情。然而,仅仅四个月之后,怀特海德的癌症第二次复发,她呼吸困难,生命垂危。这一回,费城儿童医院也无计可施。无奈之下,医院向怀特海德的父母介绍了一种从未被儿童尝试过的实验性治疗方法——嵌合抗原受体T细胞免疫疗法,简称CAR-T疗法。

摸索出全新血癌疗法

CAR-T疗法由费城宾夕法尼亚大学的医学教授、美国科学院院士卡尔·朱恩发明,这种方法是专门针对血癌设计的。医学研究表明,人体的血液循环中有几种主要的血液细胞,包括红细胞、白细胞、淋巴细胞。淋巴细胞主要有两种,B细胞和T细胞。这两种细胞是重要的免疫细胞,可以帮助人体对抗各种外来的病原微生物。B细胞在骨膜中形成,成熟后释放到血液循环中,但在某种特殊情况下,骨膜中B细胞的生产失去控制,产生大量不合格的B细胞,也就是肿瘤细胞,这种细胞一般需要T细胞来杀灭。由于这些肿瘤细胞不是外来病原,而是人体自己产生的,T细胞很难精准地识别并杀死它们。那么,随着肿瘤细胞源源不断地输出,不仅占据了健康细胞的空间,而且侵犯到其他器官,就产生了“急性淋巴细胞性白血病”这样一种病症。

如果人体的T细胞能够有效地识别肿瘤细胞,给后者打上标记,就能有针对性地杀死肿瘤细胞——这就是细胞免疫疗法的基本原理。卡尔·朱恩探索了多年,终于想出了一个办法。他把血癌患者血液中的T细胞通过抽血分离出来,根据患者肿瘤细胞的基因表达情况,在患者体外通过基因工程技术给这些T细胞表面附上一种特殊的蛋白质,这些特殊的蛋白质是针对肿瘤细胞的嵌合抗原受体,可以帮助T细胞找到肿瘤细胞。

这些通过基因改造的T细胞在经过实验室培养后大量繁殖,拥有强大的特异性免疫能力,不但能识别患者体内的肿瘤细胞,而且还拥有加强的免疫能力,相当于是给患者在体外培养了一批有超强识别力和杀伤力的“特种部队”。然后,医务人员再将“特种部队”输回到患者血液中,就可以治疗癌症了。由于嵌合抗原受体的英文简写为CAR(Chimeric Antigen Receptors),因此这种新的治疗称为CAR-T疗法。

死亡与希望并存的治疗之路

不过,CAR-T疗法尚不成熟,可能会给患者带来“细胞因子释放综合症”。细胞因子是人体细胞经刺激而合成、分泌的一类具有广泛生物学活性的蛋白质,它可以刺激细胞生长、调节免疫功能。当T细胞在攻击细菌、病毒、癌细胞的时候,常常会释放很多细胞因子,以激活更多的免疫细胞来一起对抗病原体。但由于CAR-T型杀伤癌细胞实在是太快太有效了,会在瞬间产生超大量的细胞因子,引起人体难以承受的免疫反应。

在怀特海德之前,卡尔·朱恩已经在6位成年癌症患者身上试验过CAR-T疗法了,其中只有3人活下来,另外3人死亡,可见CAR-T疗法的临床风险还是非常大的。然而,怀特海德已经进入白血病晚期,拖不起了。她的父母再三考虑后,同意怀特海德成为首位接受CAR-T疗法的儿童患者。医生随即将怀特海德的血液抽出来,然后卡尔·朱恩利用修改后的艾滋病毒对其中的T细胞进行基因重组,使它们具备攻击怀特海德体内癌细胞的功能,最后将这些T细胞输回怀特海德体内。

不出所料,怀特海德出现了发热、低血压、缺氧等免疫反应,她在费城儿童医院的加护病房中昏迷了两个星期,医生们想尽了各种办法来挽救她的生命。当时,卡尔·朱恩认为怀特海德是挺不过来的,他甚至已经给宾夕法尼亚大学的校长起草了一封准备善后的电子邮件。在邮件里,卡尔·朱恩这样写道:“我很遗憾地告诉您,我们CAR-T实验中的第一位儿童患者可能活不下来了。我们现在已经束手无策,只能祈祷奇迹能够发生。我希望能够启动调查程序。”幸运的是,医生们及时发现,怀特海德体内大量的T细胞分泌了超量的叫做“白介素6”的细胞因子,这是令怀特海德处于险境的原因,于是,卡尔·朱恩立即给她使用了“白介素6”的抑制剂。又过了几天,怀特海德苏醒并逐渐康复,一周后接受骨髓检查,奇迹终于出现——怀特海德的骨髓正常,肿瘤消失了。

怀特海德从死亡线上被拉了回来,她也终于可以像别的女孩那样生活了。6年来,怀特海德每天上学、踢足球或者和她的狗玩耍,她的癌症再也没有复发过。怀特海德的成功治愈不仅给了科学界巨大的激励,也让她本人成为美国人心目中的英雄。怀特海德登上了《纽约时报》的头版头条,在白宫受到奥巴马的接见,和各界名流一起出席慈善集会,为抗癌者代言。

2017年7月,在美国食品和药物管理局的会议上,怀特海德挽着父亲走上讲台,请求美国食品和药物管理局批准CAR-T疗法的商业研发,专家组被她的经历感动,全票通过了这项史无前例的治疗儿童“急性淋巴细胞性白血病”的疗法。因此,2017年年末,怀特海德被《自然》杂志评选为当年对科学产生重大影响的十大人物之一。她是榜单中唯一的未成年者,而她的故事也是最让人为之动容的一个。

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