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人體免疫系統可以快速追蹤並殺死不屬於自身的細胞。以某些型別的細菌為例：它們表面的分子會將它們標記為外來入侵者，提醒人體的防禦系統注意入侵，並對任何揮舞該分子標誌的物質發動全面攻擊。但有時，該系統會錯誤地攻擊人體自身的細胞。結果就是自身免疫疾病，例如1型糖尿病，其中胰腺中產生胰島素的β細胞受到T細胞的攻擊和破壞。
科學家們一直在努力尋找治療自身免疫疾病的方法，而又不損害整體免疫力。抑制免疫系統的療法存在讓感染甚至腫瘤不受控制的風險。但加拿大的研究人員找到了一種方法，可以透過採取相反的做法——接種疫苗以增強免疫系統——來預防小鼠的1型糖尿病。
這項於4月8日發表在《免疫》雜誌上的研究利用了免疫系統的內建安全機制——一組調節性T細胞，其作用是抑制過度活躍的免疫反應。
“本質上，在想要引起[自身免疫反應]的侵略性T細胞和想要阻止其發生的較弱的T細胞之間存在著一場內在的拉鋸戰，”來自阿爾伯塔省卡爾加里大學朱莉婭·麥克法蘭糖尿病研究中心的該研究資深作者佩雷·桑塔瑪利亞（Pere Santamaria）說。桑塔瑪利亞解釋說，儘管這些不同型別的T細胞具有看似相反的作用，但它們是“同一管絃樂隊中的音樂家”。它們都聽從同一個指揮——抗原呈遞細胞（APC）的指揮。
APC是特化的白細胞，它們會從其他細胞（如入侵者，或者在糖尿病的情況下，是β細胞）表面抓取微小的蛋白質片段，將它們切成碎片（抗原），然後將它們呈遞給T細胞以激發免疫反應。“T細胞需要被餵養，”桑塔瑪利亞說。“如果沒有抗原呈遞細胞，就不會有免疫反應。”
當侵略性的、引起自身免疫疾病的T細胞被呈遞來自垂死的β細胞的抗原時，它們會繼續攻擊並殺死β細胞。但是，當想要阻止疾病的較弱的T細胞被呈遞相同的抗原時，它們會殺死APC。“單個較弱的T細胞可以透過殺死管絃樂隊的指揮者來鈍化這個問題，”桑塔瑪利亞說。與在殺死目標後不久就會死亡的侵略性T細胞不同，較弱的T細胞會增殖。“它們成為試圖調節疾病的長壽細胞，”桑塔瑪利亞說。
桑塔瑪利亞設計了一種“疫苗”來增強較弱T細胞的活性。他使用了奈米顆粒——比單個細胞小几千倍的球體——上面覆蓋著β細胞抗原。透過這樣做，他創造了一個APC的替身，可以重複啟用較弱的T細胞，導致它們增殖並殺死真正的APC。奈米顆粒可以保護抗原免於降解，這意味著它們在系統中停留的時間更長，因此可以以更少的間隔和更低的劑量進行遞送。
這種奈米疫苗在糖尿病前期小鼠模型中預防了糖尿病，並在糖尿病小鼠中恢復了正常的血糖水平。桑塔瑪利亞希望將他令人興奮的發現轉化為人體臨床試驗。“我們知道用於人類的化合物應該是什麼樣子——這不是空中樓閣，”他說。“但是啟動臨床試驗並非易事。它需要我們正確地做好功課。”
根據美國疾病控制中心、美國國立衛生研究院（NIH）和美國糖尿病協會聯合釋出的最新報告，美國有超過2300萬人患有糖尿病，儘管其中只有5%到10%的病例被認為是自身免疫性疾病（1型糖尿病）。1型糖尿病患者必須仔細監測他們的血糖水平並定期注射胰島素以保持血糖穩定。他們患腎衰竭、心臟和眼部疾病以及神經疾病的風險較高。
根據美國國立衛生研究院的資料，自身免疫疾病影響著多達2350萬美國人，並且是64歲以下女性兒童和女性死亡的十大主要原因之一。桑塔瑪利亞計劃在其他自身免疫疾病的模型中測試他的方法，例如多發性硬化症和類風溼性關節炎。“我們正在嘗試擴充套件這個範例，看看它是否也適用於其他自身免疫性疾病。我們認為它會，但這還有待觀察。那是我們的希望和夢想。”