五年前,丹尼斯·福斯特曼震惊了生物医学界——而且似乎不是以好的方式。 她宣称,她已经治愈了患有糖尿病的小鼠,方法是让它们重新生长出产生胰岛素的β细胞。如果这一发现能够转化为人类,将使大约一百万患有 1 型糖尿病的美国人免于每天扎针和注射胰岛素。 自她宣布以来,学术界几乎没有给福斯特曼提供资金,反而给了她很多批评。 研究人员抱怨说,他们无法重复这些实验,并且这位哈佛医学院的研究人员残酷地提高了只会破灭的希望。
然而,福斯特曼的辩解似乎终于要实现了。 3 月份,三个研究小组分别在《科学》杂志上报道说,他们重复了福斯特曼的实验方案,并重现了她最重要的结果,阻止了大约一半小鼠的疾病进程,并使这些动物恢复了正常功能。 “这些结果太棒了,来自这些小组,他们每个小组都获得了 100 万美元的资助,花了三年时间来证明我是错的,”她评论道。“我的意思是,他们都由 JDRF 资助。”
青少年糖尿病研究基金会是该领域研究资金的主要非营利来源,但拒绝支持她的工作。 该基金会表示,它无法资助所有收到的研究提案,但福斯特曼说,它屈服于先入为主的观念的暴政。 她说,直到最近,人们还理所当然地认为,一旦β细胞丢失,就永远无法再生。 她不得不转而求助于克莱斯勒公司前董事长李·艾柯卡设立的基金会,他的妻子死于糖尿病并发症。 福斯特曼总共筹集了 1100 万美元,并正在准备对她的鼠类疗法的改良版进行初步人体试验。
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50 岁的福斯特曼说,她的工作也削弱了糖尿病研究的一个热门课题——胚胎干细胞的重要理论基础。 一直以来的希望是让这些干细胞转化为β细胞,从而为稀缺组织提供充足的供应。 JDRF 和许多糖尿病活动家支持对此类干细胞的研究,但布什政府在受到一些保守派和宗教团体的压力后,削减了对此的联邦资助。
福斯特曼的想法是偶然得到的,当时她将胰岛(含有β细胞的胰腺体)从正常小鼠移植到其他患有 1 型或青少年糖尿病的小鼠体内。 在这种形式中,免疫系统错误地攻击自身的胰岛,仿佛它们是外来入侵者。 这种自身免疫——或无法容忍“自身”——会损害胰岛的功能并最终杀死它们。 患者必须每天多次注射胰岛素,以控制血液中葡萄糖水平的波动。
为了抑制自身免疫,福斯特曼给小鼠注射了一种名为弗氏完全佐剂的细菌刺激物混合物,这使它们的身体产生了名为 TNF-α 的信号化学物质。 这种化合物破坏了活化的免疫细胞,特别是那些针对胰岛的免疫细胞,因此当外科医生将胰岛移植到每只小鼠的肾脏上时,移植可以扎根,产生胰岛素并恢复正常的血糖控制。
那时,福斯特曼踏上了意外发现之旅。 “我想为一张图表获取数据,显示取出含有胰岛的肾脏后血糖如何再次升高,”她回忆道。 取出了两只小鼠的肾脏,“手术后的第二天,小鼠的血糖水平约为 110 [毫克/分升血液——正常读数],而且这两只动物都在笼子里跑来跑去。” 在 2001 年的一篇论文中,她得出结论,这些小鼠已经长出了新的胰岛。
不幸的是,这种治愈并非永久性的:不良的免疫反应又回来了。 为了彻底消除这个问题,福斯特曼借鉴了移植专家的一个想法,他们发现肝脏或脾脏细胞可以“重新教育”移植接受者的免疫系统,使其将移植组织视为自身组织。 在这里,来自非糖尿病小鼠的脾脏细胞将教会糖尿病免疫系统如何成为非糖尿病免疫系统。
这个策略奏效了,福斯特曼在 2003 年的《科学》杂志上报告了她的结果。 她的断言引起了一些著名研究人员的批评,其中包括两位哈佛大学的同事,黛安·马蒂斯和克里斯托夫·贝诺伊斯特。 他们写信给《纽约时报》,批评该报发表了一篇赞赏福斯特曼的报道,尽管该报拒绝发表这封信,但一个版本在糖尿病界流传。
然而,青少年糖尿病研究基金会的发言人威廉·阿赫恩说,正是 2003 年的论文引起了该基金会的兴趣。 JDRF 对福斯特曼现在所说的次要发现“特别兴奋”:一些脾脏细胞明显转化为β细胞。 脾脏细胞比β细胞更容易获得,如果它们可以完成这项工作,阿赫恩说,JDRF 就想要它们。 这就是它资助三个小组重复福斯特曼工作的原因。
为了彻底消除小鼠的糖尿病,福斯特曼借鉴了移植专家的一个想法。
尽管 3 月份宣布了积极的结果,但来自芝加哥大学、圣路易斯华盛顿大学和乔斯林糖尿病中心(包括马蒂斯和贝诺伊斯特)的三个团队仍然心存疑虑。 他们都发出了三个不和谐的声音:他们只治愈了大约一半的小鼠; 他们不知道这些小鼠是长出了新的胰岛,还是仅仅是复活了休眠的胰岛; 而且他们没有发现脾脏细胞已转化为β细胞的证据。
但今年 6 月宣布的数据可能会消除这些不确定性。 在华盛顿特区举行的美国糖尿病协会年会上,来自庆应义塾大学和大阪大学医学院的研究人员报告说,他们用肿瘤来源的胰岛代替了福斯特曼的脾脏细胞。 因为这些胰岛携带脾脏细胞用于重新教育免疫系统的肽,所以它们既能够控制血糖,又能够结束自身免疫反应。 当肿瘤来源的胰岛死亡并且小鼠保持健康时,就证明了这一点。 它们一定已经长出了自己的β细胞。
第二个小组,由美国国立卫生研究院领导,报告说治愈了八分之七的小鼠,不仅治愈了糖尿病,还治愈了干燥综合征,一种攻击唾液腺的自身免疫性疾病。 研究人员证明了胰岛及其唾液制造等价物的强劲新生,并且通过一项细致的程序,他们证明了福斯特曼的最终主张——脾脏细胞已转化为胰岛和唾液组织。 NIH 的埃娃·梅泽通过两种方式对同一组织切片进行染色来完成这项工作,一次是为了精确定位分泌物(胰岛素或唾液),第二次是为了精确定位雄性或 Y 染色体。 因为脾脏细胞的供体是雄性,而受体是雌性,所以任何带有 Y 染色体的细胞都必须起源于脾脏。
然而,在啮齿动物身上的成功到目前为止尚未转化为人类。 研究人员在以色列对 1 型糖尿病患者尝试了福斯特曼的疗法,使用了 TNF 刺激剂 BCG,它比弗氏完全佐剂温和得多,并且在人类中长期使用。 最初有希望的结果未能在后来的加拿大和美国试验中得到证实,福斯特曼的批评者很快指出了这一失败。
“但是一旦我们知道了机制,”福斯特曼反驳道,“我们回顾了数据,发现以色列的 BCG 剂量比后来的试验高 50 倍”。 她说,获得正确的剂量至关重要,并计划开发一种生物标志物,以显示 BCG 是否对靶向胰岛的免疫细胞产生亚治疗效果。
福斯特曼计划在明年秋天亲自在诊所测试她的疗法版本,她对堆积在她工作上的批评不屑一顾。 “现在有很多团队正在研究这个,”她说。 “如果模仿是最好的恭维形式,那么我感到受宠若惊。”