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發炎反應的關鍵訊號「細胞激素」和它們的發現者(上) ---- 2020 唐獎生技醫藥獎
2022/09/13 20:10:11瀏覽291|回應0|推薦0
作者/Jaffer Yang
序言:
不同細胞激素有著不同的功能,可分為五大類,以下簡述其功能:
1.腫瘤壞死因子 (tumor necrosis factor, TNF):的主要功能是調節免疫細胞,可以影響白血球的活化與增生、活化細胞毒殺作用等等。當分泌量失調時也會導致像是發炎性疾病、自體免疫疾病以及癌症的發生。
2.介白素 (interleukin, IL):是調節免疫和發炎反應的細胞激素,具有影響白血球的生長和分化等功能。
3.干擾素 (interferon, IFN):調節先天性免疫,可抑制病毒在細胞內複製。
4.趨化因子 (chemokine):為發炎因子,利用濃度變化來趨化白血球的遷移。
5.群落刺激因子 (colony-stimulating factor, CSF):刺激造血幹細胞的分化與增生,可增加白血球的產生。
本文:
2020 年,唐獎生技醫藥獎頒發給三位對細胞激素 (cytokine) 有卓越貢獻的研究者:查爾斯·迪納雷羅 (Charles Dinarello) 教授、馬克·費爾德曼 (Marc Feldmann) 教授及岸本忠三 (Tadamitsu Kishimoto) 教授。
他們分別發現了不同的細胞激素於發炎反應中的關鍵角色,對於許多與發炎反應有關之疾病的臨床治療,有著劃時代的影響。到底什麼是細胞激素?它們在人體內如何運作?從研究到實際運用於治療疾病又是一段怎樣的旅途?
在人體內呼風喚雨的細胞激素
若把我們的身體想像成一棟大樓,那麼造成「紅、腫、熱、痛」這些症狀的發炎反應,好似大樓中的安全警報設備,警報響起時會引起連串後續反應;而發炎反應正是在病原體入侵身體或身體受損時,啟動的一系列防禦機制。「細胞激素」是啟動發炎反應的重要角色,做為啟動的前置訊號,若能了解其調控原理,便能藉此治療多種相關的疾病症狀,如自體免疫性疾病。
細胞激素是一類相對較小的蛋白質 (<40 kDa),可視為細胞彼此進行溝通的訊號傳遞分子,就像大樓警報響起會引來保全人員、或引發消防系統噴水,細胞素能在短時間內召喚大量白血球或啟動發炎反應。但若是這套系統失控,可能導致嚴重的後果:例如「細胞激素風暴」 (cytokine storm) 就是訊號錯亂引發的過度免疫反應,嚴重起來可能造成器官損傷或衰竭,甚至導致死亡。
另外,細胞激素還有兩大特性:「多效性」(pleiotropic) 和「重複性」(redundant)。多效性指的是一種細胞激素,可以作用在不止一個目標上,而發揮多重的生理功能;重複性則是指不同細胞激素,可能會有相似之功能或是功能重疊。細胞激素在身體內,形成了一個非常複雜且交纏的系統。
細胞激素的發現與應用,是眾多研究者的心血。而本次 2020 唐獎生技醫藥獎的三位得主,對於細胞激素的研究有承先啟後的重大意義。他們分別發現了腫瘤壞死因子 (TNF)、介白素-1 (IL-1) 及介白素-6 (IL-6)在發炎反應中的關鍵性,並對相關疾病的臨床治療上貢獻卓著,像是過度發炎造成的發炎性疾病,或是免疫反應不分敵我、攻擊正常細胞的自體免疫疾病。
治療自體免疫疾病「類風濕性關節炎」的重大發現
現任英國牛津大學教授及牛津大學薩默維爾學院 (Somerville College) 資深研究員的馬克·費爾德曼 (Marc Feldmann),在 1980 年代時,就發表了關於自體免疫疾病誘導機制的假說,強調細胞激素的作用。
他從 1984 年開始研究類風濕性關節炎,並率先證明在患者的關節處出現異常多的促發炎細胞激素(以 TNF 為主)。接著他與同事合作,進一步研究造成類風濕性關節炎的疾病機制,提出抑制 TNF 即可治療關節炎的學說,從動物實驗的小鼠模型中亦獲得證據支持,只要利用特定抗體來抑制 TNF 就能減緩發炎症狀。
為了將實驗室內的發現轉換成有效的治療方法,費爾德曼教授與藥廠合作。後續人體臨床試驗的成果也不負眾望,能阻斷 TNF-α 訊號的單株抗體藥物 infliximab,成功獲得批准上市。
如今,抑制 TNF 已成為用於治療類風濕性關節炎、其他自體免疫及發炎性疾病的標準療法,陸續也有不同藥廠推出其他種抑制 TNF 的藥物。這讓苦於過往無效療法的患者,有了新的希望跟途徑以穩定控制疾病。費爾德曼教授一路從提出疾病機制學說、發現藥物,到實際臨床應用,讓自體免疫及發炎性疾病的治療向前大步邁進。
( 知識學習健康 )
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引用
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