五年前,丹尼斯·福斯特曼震驚了生物醫學界——而且似乎不是以好的方式。 她宣稱,她已經治癒了患有糖尿病的小鼠,方法是讓它們重新生長出產生胰島素的β細胞。如果這一發現能夠轉化為人類,將使大約一百萬患有 1 型糖尿病的美國人免於每天扎針和注射胰島素。 自她宣佈以來,學術界幾乎沒有給福斯特曼提供資金,反而給了她很多批評。 研究人員抱怨說,他們無法重複這些實驗,並且這位哈佛醫學院的研究人員殘酷地提高了只會破滅的希望。
然而,福斯特曼的辯解似乎終於要實現了。 3 月份,三個研究小組分別在《科學》雜誌上報道說,他們重複了福斯特曼的實驗方案,並重現了她最重要的結果,阻止了大約一半小鼠的疾病程序,並使這些動物恢復了正常功能。 “這些結果太棒了,來自這些小組,他們每個小組都獲得了 100 萬美元的資助,花了三年時間來證明我是錯的,”她評論道。“我的意思是,他們都由 JDRF 資助。”
青少年糖尿病研究基金會是該領域研究資金的主要非營利來源,但拒絕支援她的工作。 該基金會表示,它無法資助所有收到的研究提案,但福斯特曼說,它屈服於先入為主的觀念的暴政。 她說,直到最近,人們還理所當然地認為,一旦β細胞丟失,就永遠無法再生。 她不得不轉而求助於克萊斯勒公司前董事長李·艾柯卡設立的基金會,他的妻子死於糖尿病併發症。 福斯特曼總共籌集了 1100 萬美元,並正在準備對她的鼠類療法的改良版進行初步人體試驗。
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50 歲的福斯特曼說,她的工作也削弱了糖尿病研究的一個熱門課題——胚胎幹細胞的重要理論基礎。 一直以來的希望是讓這些幹細胞轉化為β細胞,從而為稀缺組織提供充足的供應。 JDRF 和許多糖尿病活動家支援對此類幹細胞的研究,但布什政府在受到一些保守派和宗教團體的壓力後,削減了對此的聯邦資助。
福斯特曼的想法是偶然得到的,當時她將胰島(含有β細胞的胰腺體)從正常小鼠移植到其他患有 1 型或青少年糖尿病的小鼠體內。 在這種形式中,免疫系統錯誤地攻擊自身的胰島,彷彿它們是外來入侵者。 這種自身免疫——或無法容忍“自身”——會損害胰島的功能並最終殺死它們。 患者必須每天多次注射胰島素,以控制血液中葡萄糖水平的波動。
為了抑制自身免疫,福斯特曼給小鼠注射了一種名為弗氏完全佐劑的細菌刺激物混合物,這使它們的身體產生了名為 TNF-α 的訊號化學物質。 這種化合物破壞了活化的免疫細胞,特別是那些針對胰島的免疫細胞,因此當外科醫生將胰島移植到每隻小鼠的腎臟上時,移植可以紮根,產生胰島素並恢復正常的血糖控制。
那時,福斯特曼踏上了意外發現之旅。 “我想為一張圖表獲取資料,顯示取出含有胰島的腎臟後血糖如何再次升高,”她回憶道。 取出了兩隻小鼠的腎臟,“手術後的第二天,小鼠的血糖水平約為 110 [毫克/分升血液——正常讀數],而且這兩隻動物都在籠子裡跑來跑去。” 在 2001 年的一篇論文中,她得出結論,這些小鼠已經長出了新的胰島。
不幸的是,這種治癒並非永久性的:不良的免疫反應又回來了。 為了徹底消除這個問題,福斯特曼借鑑了移植專家的一個想法,他們發現肝臟或脾臟細胞可以“重新教育”移植接受者的免疫系統,使其將移植組織視為自身組織。 在這裡,來自非糖尿病小鼠的脾臟細胞將教會糖尿病免疫系統如何成為非糖尿病免疫系統。
這個策略奏效了,福斯特曼在 2003 年的《科學》雜誌上報告了她的結果。 她的斷言引起了一些著名研究人員的批評,其中包括兩位哈佛大學的同事,黛安·馬蒂斯和克里斯托夫·貝諾伊斯特。 他們寫信給《紐約時報》,批評該報發表了一篇讚賞福斯特曼的報道,儘管該報拒絕發表這封信,但一個版本在糖尿病界流傳。
然而,青少年糖尿病研究基金會的發言人威廉·阿赫恩說,正是 2003 年的論文引起了該基金會的興趣。 JDRF 對福斯特曼現在所說的次要發現“特別興奮”:一些脾臟細胞明顯轉化為β細胞。 脾臟細胞比β細胞更容易獲得,如果它們可以完成這項工作,阿赫恩說,JDRF 就想要它們。 這就是它資助三個小組重複福斯特曼工作的原因。
為了徹底消除小鼠的糖尿病,福斯特曼借鑑了移植專家的一個想法。
儘管 3 月份宣佈了積極的結果,但來自芝加哥大學、聖路易斯華盛頓大學和喬斯林糖尿病中心(包括馬蒂斯和貝諾伊斯特)的三個團隊仍然心存疑慮。 他們都發出了三個不和諧的聲音:他們只治癒了大約一半的小鼠; 他們不知道這些小鼠是長出了新的胰島,還是僅僅是復活了休眠的胰島; 而且他們沒有發現脾臟細胞已轉化為β細胞的證據。
但今年 6 月宣佈的資料可能會消除這些不確定性。 在華盛頓特區舉行的美國糖尿病協會年會上,來自慶應義塾大學和大阪大學醫學院的研究人員報告說,他們用腫瘤來源的胰島代替了福斯特曼的脾臟細胞。 因為這些胰島攜帶脾臟細胞用於重新教育免疫系統的肽,所以它們既能夠控制血糖,又能夠結束自身免疫反應。 當腫瘤來源的胰島死亡並且小鼠保持健康時,就證明了這一點。 它們一定已經長出了自己的β細胞。
第二個小組,由美國國立衛生研究院領導,報告說治癒了八分之七的小鼠,不僅治癒了糖尿病,還治癒了乾燥綜合徵,一種攻擊唾液腺的自身免疫性疾病。 研究人員證明了胰島及其唾液製造等價物的強勁新生,並且透過一項細緻的程式,他們證明了福斯特曼的最終主張——脾臟細胞已轉化為胰島和唾液組織。 NIH 的埃娃·梅澤透過兩種方式對同一組織切片進行染色來完成這項工作,一次是為了精確定位分泌物(胰島素或唾液),第二次是為了精確定位雄性或 Y 染色體。 因為脾臟細胞的供體是雄性,而受體是雌性,所以任何帶有 Y 染色體的細胞都必須起源於脾臟。
然而,在齧齒動物身上的成功到目前為止尚未轉化為人類。 研究人員在以色列對 1 型糖尿病患者嘗試了福斯特曼的療法,使用了 TNF 刺激劑 BCG,它比弗氏完全佐劑溫和得多,並且在人類中長期使用。 最初有希望的結果未能在後來的加拿大和美國試驗中得到證實,福斯特曼的批評者很快指出了這一失敗。
“但是一旦我們知道了機制,”福斯特曼反駁道,“我們回顧了資料,發現以色列的 BCG 劑量比後來的試驗高 50 倍”。 她說,獲得正確的劑量至關重要,並計劃開發一種生物標誌物,以顯示 BCG 是否對靶向胰島的免疫細胞產生亞治療效果。
福斯特曼計劃在明年秋天親自在診所測試她的療法版本,她對堆積在她工作上的批評不屑一顧。 “現在有很多團隊正在研究這個,”她說。 “如果模仿是最好的恭維形式,那麼我感到受寵若驚。”