Ralph M.Steinman是一位专注、不畏艰险、有着卓越成就和影响力的免疫学家,他对人类的贡献和对科研的影响远远不止让他获得2011年诺贝尔医学及生理学大奖的那一个成绩。
2011年9月30日,就在宣布因为他发现了树突状细胞(dendritic cell)而获得了今年的诺贝尔医学及生理学大奖的前几天,Ralph M.Steinman在与胰腺癌将近5年的抗癌斗争中败下阵来,永远地离开了我们。虽然有85%的胰腺癌患者在确诊之后都活不过1年,但是Ralph能够坚持这么久还是一点都不让我们这些熟悉他的人感到奇怪,因为Ralph向来就是一个用于向困难发起挑战,并且在很多时候都能成功的这样一个人。
Ralph 1943年出生在加拿大魁北克省的希布洛克(sherbrook,quebec)。他们家是一个来自东欧的犹太移民家庭,和很多其他来自移民家庭的孩子一样,Ralph也没有继承家族的事业去经营一家杂货店,而是选择了医学作为毕生的事业。从加拿大麦克吉尔大学(McGill universitey)毕业之后,Ralph来到美国哈佛大学医学院(Harvard Medical School)继续深造,毕业后留在美国成为了一名实习医生。后来Ralph又对免疫学产生了兴趣。他想知道人体的免疫系统是如何保护人体免受疾病的侵扰。Ralph在美国麻省综合医院(Massachusetts Genearl Hospital)完成了实习医生和住院医生的培训,但之后他却放弃了行医的打算,在1970年选择来到美国洛克菲勒大学(Rockefeller universitey)Zanvil Cohn和James Hirsch的实验室从事基础科学研究。这个实验室在洛克菲勒大学是一间历史悠久并享有盛誉的实验室,最开始是由发现转化原理(transforming principle),即DNA是遗传物质的研究人员Oswald Avery负责领导实验室的研究工作,然后由Cohn和Hirsch的导师,发现了第一个抗生素——短杆菌肽(Gramacidin)的Rene Dubos负责实验室的研究工作。早在“转化科学(translational science)”这个词被人们熟知之前,Avery就是为数不多的那几个能够将基础科学研究与临床病理机制联系在一起的科学家中的一份子。Ralph也继承了实验室这一优良的传统。
当时实验室的工作重点是研究天然免疫系统(innate immune system)细胞,尤其是巨噬细胞(macrophage)以及巨噬细胞对抗感染性疾病致病病原体的作用机制和在炎症反应过程中的作用机制。他们当时应用的研究手段不仅包括免疫学技术,还包括细胞生物学技术和生物化学技术,后两项技术也是帮助Ralph取得成功的关键技术。
在20世纪70年代初期,我们刚刚弄清楚适应性免疫反应(adaptive immune response)是由抗原呈递细胞(antigen-presenting cell)介导的一种免疫反应,这种免疫反应受到主要组织相容性抗原复合体(major histocompatibility complex, MHC)分子的限制。抗原肽段和MHC形成一个复合体,然后一起作为配体激活特异性T细胞。由于巨噬细胞在天然免疫反应中的重要作用以及它们能够捕获并降解外来微生物的强大杀伤能力,所以学界顺理成章地都认为巨噬细胞就应该是抗原呈递细胞。于是Ralph对巨噬细胞的抗原处理机制展开了研究,但是他的研究却没能得到预期的结果。Ralph发现巨噬细胞和其它一些细胞在胞吞过程(endocytosis)中细胞膜会持续内陷(internalized),然后又循环至细胞表面,但是被吞入巨噬细胞内的抗原却都被细胞溶酶体(lysosome)给降解了,似乎并不能与MHC一起形成抗原复合体。
于是Ralph等人提出巨噬细胞可能不是抗原呈递细胞,另一种有着长长树枝状突起和大量MHC分子,但是缺乏溶酶体的细胞才是抗原呈递细胞的假设。通过电镜(Electron microscopy)对淋巴器官进行观察发现了一种非常像巨噬细胞的新型细胞,根据外形将它命名为“树突状细胞(dendritic cell,DC)”。之后,Ralph带领了一群和他一样用于挑战困难的科研人员继续寻找分离、培养树突状细胞的细胞培养技术,并且继续对树突状细胞的性质和功能开展了深入的研究。由于树突状细胞的数量比巨噬细胞少得多,而且当时学界的主流看法都认为Ralph所发现的树突状细胞具有的T细胞刺激活力实际上是由残存的巨噬细胞造成的,所以他们的观点在很长一段时间里都没能被大家所接受。但是这并没有吓倒Ralph,反而激励他继续用更加精细的实验设计和更加敏锐的观察开展研究工作,但这些打击还是给Ralph的事业带来了困难,让他个人也感到非常失望。不过Ralph凭借他那令人难以置信的专注、勇气和坚持不懈的精神,再加上来自家庭和Cohn的巨大支持,终于让树突状细胞得到了大家的承认,并且让树突状细胞成为了组成人体免疫系统军团里最为重要的一个兵种。
Ralph那极富感染力的热情和科学领导能力让他得到了大量的拥趸。这不仅让他的学生和同事们投入到了树突状细胞的研究工作当中,还让世界各地很多从事免疫学研究或者与免疫学相关研究工作的科研人员也都投入到了对树突状细胞的研究工作当中。由于这些人的不懈努力,我们现在知道树突状细胞在启动人体免疫反应的过程中起到了至关重要的决定性作用。它不仅是启动所有后天抗原特异性免疫反应的必需启动因子,还是连接天然免疫反应和后天适应性免疫反应的重要纽带。树突状细胞可以捕获外来的病原微生物,根据病原微生物的组份情况决定识别受体的模式,促进树突状细胞成熟,即将抗原捕获模式下的树突状细胞转变成抗原呈递模式下的树突状细胞,然后分泌细胞因子引导T细胞发生相应的免疫反应。这套根据Ralph的发现和后续研究工作建立起来的理论模型对整个免疫学界的发展都可谓意义重大。
最终,Ralph赢得了大家的承认,他分别在2003年和2007年获得了著名的盖尔德纳奖(Gairdner award)和拉斯克医学奖(Lasker award),今年又获得了诺贝尔奖。但遗憾的是,Ralph不可能亲自接受这份荣誉了。但是无论如何,这些奖项对那些熟悉Ralph的人以及受他科研工作影响的人来说都具有非常重要的意义。
在现代生物医学发展史上极少有一个人能够发现一种新的细胞,更不要说彻底改变某种学说和观点。可Ralph M.Steinman为我们提供了一个榜样。他的一生和他的工作都非常专一,他永远都忠于他的家庭、他的工作、他的朋友和同事们。对于Ralph的逝世我们大家都深感悲痛,但我们也都为曾经与他共同经历过的时光而感到无比的欣慰。