一位年輕的博士生發(fā)現(xiàn)，動(dòng)物可以對(duì)自己的組織產(chǎn)生免疫反應(yīng)，導(dǎo)師不信他，實(shí)驗(yàn)重復(fù)了好幾遍，得到相同的結(jié)果，可是期刊編輯還是不信。6年后，他建立了一個(gè)全新的科學(xué)領(lǐng)域。如今，這位自體免疫之父已經(jīng)92歲了。

文/ 小葉

諾埃爾·羅斯（Noel Rose）

故事要從初出茅廬的年輕博士生諾埃爾·羅斯（Noel Rose）進(jìn)入知名學(xué)術(shù)大佬實(shí)驗(yàn)室，用幾只兔子顛覆了一門學(xué)科根基理論開(kāi)始講起。

四次兔子實(shí)驗(yàn)和一次理論顛覆

那是在1951年，羅斯剛剛獲得自己的微生物學(xué)博士學(xué)位，抵達(dá)紐約州立大學(xué)布法羅分校開(kāi)始研讀醫(yī)學(xué)學(xué)位。這所學(xué)校不乏星光熠熠的學(xué)術(shù)名師，歐內(nèi)斯特·維特布斯基（Ernest Witebsky）便是其中之一，維特布斯基二戰(zhàn)期間為逃離德國(guó)納粹的迫害，于1936年舉家搬至美國(guó)。早在德國(guó)時(shí)，他就是海德堡大學(xué)的知名科學(xué)家，致力于表征能區(qū)分每同血型的細(xì)胞特性，這些細(xì)胞被輸入不同血型的個(gè)體時(shí)會(huì)成為抗原。而在美國(guó)，維特布斯基的興趣轉(zhuǎn)向了甲狀腺球蛋白——這是一種僅僅存在于甲狀腺細(xì)胞中的大型蛋白質(zhì)。

羅斯慕名加入了維特布斯基的實(shí)驗(yàn)室，這位導(dǎo)師交給他的第一項(xiàng)任務(wù)就是鑒定出甲狀腺球蛋白對(duì)于內(nèi)分泌器官的獨(dú)特特性。于是，羅斯從馬、豬和人等各種動(dòng)物體內(nèi)提取出這種物質(zhì)，并進(jìn)行提純，隨后再將提純的蛋白質(zhì)與弗氏佐劑 (Freunds Adjuvant) 混合在一起。弗氏佐劑是20世紀(jì)40年代朱利斯·弗瑞德（Jules Freund）發(fā)明的一種免疫佐劑，是一種溶液，里面包含已死亡的細(xì)菌，能夠激發(fā)免疫響應(yīng)。混合后羅斯將液體注射入兔子體內(nèi)，經(jīng)觀察，他發(fā)現(xiàn)兔子體內(nèi)產(chǎn)生了針對(duì)甲狀腺球蛋白的抗體，這表明兔子的免疫系統(tǒng)對(duì)所有外來(lái)物質(zhì)都做出了響應(yīng)。這讓羅斯相當(dāng)詫異：“兔子是怎么區(qū)分出哪些甲狀腺球蛋白是自己的，哪些是外來(lái)的？”

他決定重復(fù)一下實(shí)驗(yàn)，但是這次用的是兔子的甲狀腺球蛋白。他假設(shè)：所有兔子體內(nèi)的甲狀腺球蛋白應(yīng)該是一樣的，于是他提取了一只兔子的蛋白質(zhì)，混合著弗氏佐劑注射到另一只兔子體內(nèi)。仔細(xì)檢查之后，他發(fā)現(xiàn)接受注射的兔子體內(nèi)產(chǎn)生了抗體，來(lái)對(duì)抗供體兔子提供的外來(lái)蛋白質(zhì)。

羅斯把結(jié)果告訴了自己的導(dǎo)師，維特布斯基一開(kāi)始并不相信。羅斯后來(lái)回憶說(shuō)，當(dāng)時(shí)他的導(dǎo)師認(rèn)為這太不正常了，不會(huì)有人相信這種事情的，并且一度懷疑實(shí)驗(yàn)有誤，比如說(shuō)蛋白質(zhì)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中變性了。年輕的羅斯仔細(xì)思考之后，決定再重復(fù)一次實(shí)驗(yàn)，這次他萬(wàn)分小心，確保蛋白質(zhì)沒(méi)有發(fā)生任何改變，實(shí)驗(yàn)結(jié)果一如既往。

即使有了這次結(jié)果，維特布斯基還是讓羅斯再做一遍。這一次他們從兔子的某個(gè)身體部位提取出甲狀腺球蛋白后，經(jīng)處理，再注射回同一只兔子的另一個(gè)部位。分析了組織樣本之后，他們發(fā)現(xiàn)，兔子體內(nèi)仍然產(chǎn)生了針對(duì)自身甲狀腺球蛋白的抗體。

他們之所以對(duì)一開(kāi)始的結(jié)果如此詫異，并且一而再，再而三地重復(fù)實(shí)驗(yàn)，是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)結(jié)果相悖于一個(gè)流行已久的免疫學(xué)理論——恐怖的自體毒性（horror autotoxicus），即，身體不會(huì)制造抗體來(lái)對(duì)付自己。如果實(shí)驗(yàn)沒(méi)有錯(cuò)，結(jié)果也沒(méi)有錯(cuò)，那么唯一的結(jié)論就是：理論可能有誤。

從“恐怖的自體毒性”到自身免疫

“恐怖的自體毒性”這一概念來(lái)自于大名鼎鼎的19世紀(jì)德國(guó)科學(xué)家保羅·埃爾利希（Paul Erhlich）。這位科學(xué)家才華橫溢，他的研究生涯不僅跨越組織學(xué)、有機(jī)化學(xué)、血液學(xué)、免疫學(xué)和藥物學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域，還因其在免疫學(xué)的貢獻(xiàn)獲得了1908年諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。

在免疫學(xué)方面，他除了著名的“側(cè)鏈”學(xué)說(shuō)（即細(xì)胞擁有一類受體，類似于苯環(huán)上的側(cè)鏈，能夠特異性中和毒素，從而保護(hù)細(xì)胞）之外，也提出了“恐怖的自體毒性”這一假設(shè)：在接觸抗原之前，身體已經(jīng)產(chǎn)生很多各種各樣的抗體，而其中某些抗體是可以針對(duì)外來(lái)抗原產(chǎn)生保護(hù)作用的，而那些可能針對(duì)自身抗原的抗體會(huì)傷害個(gè)體自身的細(xì)胞（即產(chǎn)生自毒性），因此身體出于自我毀滅的恐懼，會(huì)用特定的機(jī)制消滅之，阻止免疫系統(tǒng)對(duì)付生物體自身。[1]

這條理論曾被科學(xué)家們奉為圭臬，卻在提出半個(gè)世紀(jì)之后被歐內(nèi)斯特·維特布斯基和諾埃爾·羅斯的實(shí)驗(yàn)結(jié)果推翻：為對(duì)付外來(lái)入侵者而重重戒備的免疫系統(tǒng)也會(huì)調(diào)轉(zhuǎn)槍頭，瞄準(zhǔn)自己人，換言之，自身免疫確實(shí)會(huì)發(fā)生。

面對(duì)這樣的結(jié)果，一老一少兩位科學(xué)家知道自己搞出了大名堂，但是第一本接到他們論文投稿的期刊可不這么認(rèn)為，編輯告訴兩位作者，這樣的發(fā)現(xiàn)是不可能的，他們的實(shí)驗(yàn)肯定有錯(cuò)誤。于是，羅斯、維特布斯基還有其他同事又一次返回實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行更多的實(shí)驗(yàn)。這次，他們將動(dòng)物數(shù)據(jù)和人類疾病——橋本氏?。℉ashimoto’s disease）結(jié)合起來(lái)。橋本氏病是一種罕見(jiàn)病，癥狀是甲狀腺發(fā)炎，當(dāng)時(shí)還沒(méi)有查出具體的病因。研究團(tuán)隊(duì)檢驗(yàn)了來(lái)自橋本氏病患者的血清樣本，并對(duì)人體甲狀腺球蛋白進(jìn)行了檢測(cè)。他們發(fā)現(xiàn)，患者血液中產(chǎn)生了一種和先前兔子實(shí)驗(yàn)中觀察到的一模一樣的抗體。

終于，時(shí)隔6年，1957年7月27日，《美國(guó)醫(yī)學(xué)會(huì)雜志》（JAMA）發(fā)表了他們的上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果[2]，“我們的實(shí)驗(yàn)表明，同樣的自身?yè)p害也適用于人類，你可以在某一器官誘發(fā)某一疾病，方法就是使用來(lái)自同一物種的特異抗原賦予器官免疫性。這就是自身免疫（autoimmunity）?！绷_斯說(shuō)道。[3]

論文一經(jīng)發(fā)表就撼動(dòng)了免疫學(xué)大廈曾經(jīng)堅(jiān)實(shí)的地基，“恐怖的自體毒性”被推翻，而自身免疫和自身免疫性疾病在醫(yī)學(xué)教科書上開(kāi)始書寫全新的篇章。這一研究影響了一大批科研人員，他們開(kāi)始查看各種沒(méi)有明顯病因的其他炎癥，最終的結(jié)果也多次確認(rèn)，自身免疫性疾病確實(shí)存在。如今確認(rèn)的自身免疫性病包括類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、系統(tǒng)性紅斑狼瘡和血管炎。

這項(xiàng)研究也讓羅斯的事業(yè)一飛沖天，就在論文發(fā)表之后不久，他受邀前往歐洲，逗留數(shù)月，在各地學(xué)院機(jī)構(gòu)舉辦講座，講述自己的發(fā)現(xiàn)成果。哈佛醫(yī)學(xué)院的風(fēng)濕病學(xué)教授喬治·索克斯（George Tsokos）評(píng)價(jià)說(shuō)：“從各方面來(lái)看，羅斯都是當(dāng)之無(wú)愧的自身免疫之父。”

羅斯始終謹(jǐn)慎地看待外界的種種贊譽(yù)，他并不認(rèn)為自己推翻了埃爾利希的假設(shè)理論，其實(shí)是這個(gè)理論之前其實(shí)被誤解了。“埃爾利希說(shuō)的是如果身體產(chǎn)生了針對(duì)自身抗原的抗體，將可能會(huì)很危險(xiǎn)。在很多方面，他可能是對(duì)的。”[3]

微生物：一眼定情，終生不棄

1927年出生的諾埃爾·羅斯在美國(guó)康乃狄克州的斯坦福市長(zhǎng)大，第一次看到肉眼無(wú)法觸及的微生物世界，是在他上七年級(jí)的時(shí)候，有一次，一位科學(xué)老師帶來(lái)了自己的顯微鏡，好奇的同學(xué)們都在課余時(shí)間圍著顯微鏡打轉(zhuǎn)，透過(guò)顯微鏡看到的微型生物深深印刻在了羅斯的腦海中。他回憶說(shuō)：“我當(dāng)時(shí)腦子里滿是一個(gè)念頭：原來(lái)還有一個(gè)我們看不見(jiàn)，卻確確實(shí)實(shí)存在于我們身邊的世界?！钡谝淮斡蔑@微鏡窺探微生物世界就激發(fā)了少年的好奇心，而這一份好奇心貫穿了他的科研生涯。

上世紀(jì)40年代中葉，羅斯進(jìn)入耶魯大學(xué)開(kāi)始本科階段的學(xué)習(xí)，他本來(lái)想選擇微生物專業(yè)，但是當(dāng)時(shí)這門學(xué)科在美國(guó)發(fā)展得還不是很成熟，主修課很少。因此他選擇主修動(dòng)物學(xué)，輔修微生物課。微生物學(xué)本科課程由來(lái)自植物學(xué)系的科學(xué)家們授課，因?yàn)楫?dāng)時(shí)大家普遍認(rèn)為，微生物是植物王國(guó)的成員。也正是在這段學(xué)習(xí)期間，羅斯遇見(jiàn)了人生的第一位導(dǎo)師：約書亞·萊德伯格（Joshua Lederberg），這位后來(lái)的諾貝爾獎(jiǎng)得主彼時(shí)還是耶魯大學(xué)的博士生。他讓羅斯和其他學(xué)生去他的實(shí)驗(yàn)室，學(xué)習(xí)他的研究，也是在那樣的環(huán)境中，羅斯學(xué)會(huì)了如何像科學(xué)家一樣思考。

本科畢業(yè)之后，羅斯開(kāi)始糾結(jié)接下來(lái)的求學(xué)之路。受父親的影響，他對(duì)醫(yī)學(xué)產(chǎn)生了濃厚的興趣，但年少時(shí)見(jiàn)到的神奇微觀世界始終在心頭揮之不去，誘惑著他去一探究竟。兩者似乎不可兼得，耶魯大學(xué)醫(yī)學(xué)院錄取委員會(huì)的一位老師建議他先拿到微生物博士學(xué)位，然后邊教課邊學(xué)醫(yī)。

于是，1948年，羅斯在賓夕法尼亞大學(xué)開(kāi)始自己的博士階段學(xué)習(xí)，他進(jìn)入了微生物學(xué)家哈里·莫頓（Harry Morton）的實(shí)驗(yàn)室，在那里研究引發(fā)梅毒的梅毒螺旋體（Treponema Pallidum），最終發(fā)現(xiàn)了這種細(xì)菌表面的鞭毛狀結(jié)構(gòu)會(huì)像開(kāi)瓶器一樣進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

與此同時(shí)，他還研習(xí)醫(yī)學(xué)預(yù)科課程，希望能夠順利考入醫(yī)學(xué)院。經(jīng)過(guò)3年的刻苦研究和學(xué)習(xí)，他既收獲了微生物學(xué)博士學(xué)位，也考上了紐約州立大學(xué)布法羅分校醫(yī)學(xué)院，本文開(kāi)頭的傳奇故事也就此展開(kāi)。

雖然在自身免疫領(lǐng)域取得了巨大突破，羅斯堅(jiān)持完成了自己的醫(yī)學(xué)學(xué)業(yè)，從1964年起他留校成為一名醫(yī)師兼科學(xué)家。一次在緬因州杰克遜實(shí)驗(yàn)室舉行的學(xué)術(shù)會(huì)議上，他遇到了幾位使用組織相容性抗原研究小鼠癌癥易感性遺傳差異的科學(xué)家。經(jīng)過(guò)一番交談，他們用到的抗原啟發(fā)了羅斯，他隨后與自己實(shí)驗(yàn)室的博士后阿德里安·弗拉杜丘（Adrian Vladutiu）展開(kāi)實(shí)驗(yàn)，揭示了小鼠對(duì)甲狀腺自身免疫性疾病的易感性由編碼小鼠主要組織相容性復(fù)合物H-2的基因決定。

隨著研究的不斷推進(jìn)，羅斯獲得了韋恩州立大學(xué)的教授職位，一待就待了近10年，直到1981年，他加入了約翰·霍普金斯大學(xué)。在那里，他繼續(xù)研究自身免疫性疾病，不過(guò)改變了自己的研究焦點(diǎn)——他積極尋找觸發(fā)自身免疫性疾病的環(huán)境機(jī)制，而不是遺傳機(jī)制。

這次他的團(tuán)隊(duì)研究盯上了心肌炎，臨床證據(jù)表明，患者早在病情發(fā)展之前就已感染上這一疾病。他們花費(fèi)數(shù)十年不懈地調(diào)查，終于揭示了遺傳和B型克沙奇病毒（coxsackie B）兩者對(duì)于心肌炎的共同致病作用。

幾十年來(lái)，羅斯和他的團(tuán)隊(duì)始終深挖自身免疫這一領(lǐng)域，如今已經(jīng)93歲高齡的羅斯對(duì)使用大數(shù)據(jù)研究自身免疫性疾病一腔熱情。他看到了其中的巨大潛力，檢查患者數(shù)據(jù)庫(kù)，找到原因，解釋為什么人們會(huì)發(fā)展出某些特定的自身免疫性疾病，用哪種最適合的治療方法來(lái)干預(yù)這些病癥的發(fā)展等等。

用羅斯自己的話來(lái)說(shuō)，他的目標(biāo)就是：“我們想要從一開(kāi)始就避免火車脫軌的可能性，我認(rèn)為現(xiàn)在可以開(kāi)始了，我都有些等不及了?！盵3]

參考文獻(xiàn)

[1] https://autoinflammatorydiseases.org/rheumatology-2/horror-autotoxicus-story-self-non-self-lupus/

[2] https://jamanetwork.com/journals/jama/article-abstract/321118

[3] https://www.the-scientist.com/profile/the-father-of-autoimmunity-a-profile-of-noel-rose-67567

[4] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S008525381554591