NHRI Communications
健康知識
2011年諾貝爾生理學或醫學獎新聞發布稿譯文
2011 Nobel Prize Winners in Physiology or Medicine
瑞典Karolinska Institute 諾貝爾獎評審團於2011年10月3日的新聞發布：2011生理學或醫學獎由比尤特勒（Bruce Beutler）、霍夫曼（Jules Hoffmann）和斯坦曼（Ralph Steinman）3位學者共同獲得。因為他們提出了人體免疫系統的活化與調控之新見解，對疾病之預防與治療的方法有新發展，例如改善疫苗以對抗感染以及嘗試刺激免疫系統以攻擊腫瘤等，這些發現有助於我們理解何以免疫系統會攻擊自己的組織，因而對治療發炎疾病提供新穎治療的線索。摘要
今年的諾貝爾醫學獎得主因發現免疫系統之活化的關鍵原則，徹底改變了我們對免疫系統的認識。科學家長期以來一直在尋找免疫反應的守門員（gatekeeper），藉由人類和其他動物的自身防禦以抵抗細菌和其他微生物的攻擊。Beutler和Hoffmann發現能識別這些微生物和活化先天免疫系統的受體蛋白，為身體免疫反應的第一步。Steinman發現在身體清除微生物之後免疫反應的階段，免疫系統的樹突狀細胞（dendritic cell）及其獨特的能力以活化與調節適應性免疫。
此3位諾貝爾獎得主的發現顯示如何活化先天免疫和適應性免疫反應的階段，進而提供了對疾病機制的嶄新見解，他們的成果開啟了對感染、癌症與發炎性疾病的預防與治療之新途徑。
免疫系統裡的兩道防線
在我們生活的世界裡，充滿了來自病原微生物（細菌、病毒、真菌和寄生蟲）的威脅，而我們的身體具有強大的防禦機制；先天免疫系統即是第一道防線，可以消滅入侵的微生物並啟動發炎反應，有助於阻斷來自微生物的攻擊。若微生物突破此防線，則適應性免疫開始作用；T細胞和B細胞產生抗體與殺手細胞（killer cells）以破壞已感染的細胞。成功地抵禦感染性的攻擊後，身體的適應性免疫則會維持免疫的記憶，之後若遇相同微生物的攻擊，身體則會迅速地啟動強大的防禦。免疫系統的兩道防禦線提供了抗感染的良好保護，若活化閾值太低，或內源性分子（endogenous molecules）活化免疫系統，則發炎性疾病會隨之而來。
在20世紀已逐步確認了免疫系統的構成要素，慶幸這些發現，讓我們知道身體如何產生抗體且T細胞如何識別外來的物質而加以抵禦。直到Beutler、Hoffmann與Steinman的研究，啟動先天免疫活化的機制、以及先天免疫與適應性免疫之間的傳達機制才得以理解。
先天免疫感應器的發現
Hoffmann與其同事研究果蠅如何抵抗感染時，於1996年有了突破性的發現。他們利用具有不同基因突變的果蠅作研究，這些突變包括Toll基因（1995年諾貝爾醫學獎得主Christiane Nüsslein-Volhard 發現Toll基因是果蠅早期胚胎發育的重要成分）。當Hoffmann利用細菌或真菌感染果蠅時，他發現具有Toll基因突變的果蠅因無法產生有效的防禦而死亡；Hoffmann因此得出結論：偵測病原微生物的過程需要Toll基因產物，Toll被活化才能成功地對抗入侵的感染。
Beutler在尋找結合細菌產品、脂多醣（lipopolysaccharide, LPS）的受體，該受體可能因為免疫系統過度刺激而產生致命性的感染性休克；1998年時，Beutler和他的同事們在老鼠身上發現了相當類似果蠅的Toll基因，這個類Toll的受體（Toll-like receptor, TLR）揭開了LPS受體的神祕面紗。當TLR與LPS結合，啟動信號而引起發炎現象，當LPS過量則產生感染性休克。這些發現顯示哺乳動物和果蠅遇到病原微生物時，則會利用類似的分子以活化先天免疫，也因此發現先天免疫傳感器。
Hoffmann與Beutler的發現帶動了先天免疫研究的重大改變，目前已在人類與老鼠身上確認約12個不同的TLR，TLR的其他遺傳變異與慢性發炎疾病的風險增加有關。他們的研究說明了身體如何啟動先天免疫系統。
控制適應性免疫的新細胞類型
Steinman於1973年提出了名為樹突狀細胞的新型細胞，他認為該細胞對免疫系統很重要，因而測試樹突狀細胞能否活化T細胞，該細胞型態在適應性免疫具關鍵作用，且可發展免疫記憶以對抗不同的物質。他發現細胞培養實驗裡有樹突狀細胞乃是因為T細胞對此類物質的活躍反應。這些發現與Steinman初始的推測相符，而其之後的研究顯示樹突狀細胞具有活化T細胞的獨特能力。
Steinman與其他科學家進一步的研究闡明了適應性免疫系統在遇到不同的物質時如何決定是否活化的問題。自先天免疫反應與樹突狀細胞感應到的信號能控制T細胞活化，免疫系統因而得以反抗病原微生物，並避免攻擊身體自己的內源性分子。
從基礎研究至醫療
今年獲獎的3位科學家為免疫系統的活化與調控提出了新穎的見解，對於疾病的預防與治療可能發展出新的方法，例如改善疫苗得以對抗感染疾病，且嘗試刺激免疫系統以攻擊腫瘤。這些發現還有助於我們理解何以免疫系統會攻擊自體組織，藉以對發炎性疾病的新治療提出線索。由於他們的研究，對於感染、癌症與發炎性疾病之預防與治療能有突破的發展。
3位得主簡介
- 比尤特勒1957年生於美國芝加哥，於1981年取得芝加哥大學醫學博士，曾任職於美國紐約洛克菲勒大學與德州大學（達拉斯），並發現LPS receptor。自2000年起為美國斯克里普斯研究所（The Scripps Research Institute）遺傳與免疫學教授。
- 霍夫曼1941年生於盧森堡艾希特納赫，就讀於法國斯特拉斯堡大學（University of Strasbourg）並於1969年取得博士學位，之後前往德國馬堡大學（University of Marburg）從事博士後研究。之後於1974年返回斯特拉斯堡大學繼續研究工作至2009年，於2007至2008年擔任該校分子細胞生物學主任，且曾為法國國家科學院主席。
- 斯坦曼1943生於加拿大蒙特利爾，於麥基爾大學（McGill University）研習生物與化學；於1968年取得美國哈佛大學醫學博士。自1970年起任教於美國紐約洛克菲勒大學，並自1988年起為免疫學教授，亦為免疫學和免疫疾病中心主任。據諾貝爾基金會的資料，斯坦曼教授於今年9月30日因胰腺癌去世。
《文：編輯中心陳筱蕾譯；圖：取自Nobelprize.org網頁》