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人体免疫系统可以快速追踪并杀死不属于自身的细胞。以某些类型的细菌为例：它们表面的分子会将它们标记为外来入侵者，提醒人体的防御系统注意入侵，并对任何挥舞该分子标志的物质发动全面攻击。但有时，该系统会错误地攻击人体自身的细胞。结果就是自身免疫疾病，例如1型糖尿病，其中胰腺中产生胰岛素的β细胞受到T细胞的攻击和破坏。
科学家们一直在努力寻找治疗自身免疫疾病的方法，而又不损害整体免疫力。抑制免疫系统的疗法存在让感染甚至肿瘤不受控制的风险。但加拿大的研究人员找到了一种方法，可以通过采取相反的做法——接种疫苗以增强免疫系统——来预防小鼠的1型糖尿病。
这项于4月8日发表在《免疫》杂志上的研究利用了免疫系统的内置安全机制——一组调节性T细胞，其作用是抑制过度活跃的免疫反应。
“本质上，在想要引起[自身免疫反应]的侵略性T细胞和想要阻止其发生的较弱的T细胞之间存在着一场内在的拉锯战，”来自阿尔伯塔省卡尔加里大学朱莉娅·麦克法兰糖尿病研究中心的该研究资深作者佩雷·桑塔玛利亚（Pere Santamaria）说。桑塔玛利亚解释说，尽管这些不同类型的T细胞具有看似相反的作用，但它们是“同一管弦乐队中的音乐家”。它们都听从同一个指挥——抗原呈递细胞（APC）的指挥。
APC是特化的白细胞，它们会从其他细胞（如入侵者，或者在糖尿病的情况下，是β细胞）表面抓取微小的蛋白质片段，将它们切成碎片（抗原），然后将它们呈递给T细胞以激发免疫反应。“T细胞需要被喂养，”桑塔玛利亚说。“如果没有抗原呈递细胞，就不会有免疫反应。”
当侵略性的、引起自身免疫疾病的T细胞被呈递来自垂死的β细胞的抗原时，它们会继续攻击并杀死β细胞。但是，当想要阻止疾病的较弱的T细胞被呈递相同的抗原时，它们会杀死APC。“单个较弱的T细胞可以通过杀死管弦乐队的指挥者来钝化这个问题，”桑塔玛利亚说。与在杀死目标后不久就会死亡的侵略性T细胞不同，较弱的T细胞会增殖。“它们成为试图调节疾病的长寿细胞，”桑塔玛利亚说。
桑塔玛利亚设计了一种“疫苗”来增强较弱T细胞的活性。他使用了纳米颗粒——比单个细胞小几千倍的球体——上面覆盖着β细胞抗原。通过这样做，他创造了一个APC的替身，可以重复激活较弱的T细胞，导致它们增殖并杀死真正的APC。纳米颗粒可以保护抗原免于降解，这意味着它们在系统中停留的时间更长，因此可以以更少的间隔和更低的剂量进行递送。
这种纳米疫苗在糖尿病前期小鼠模型中预防了糖尿病，并在糖尿病小鼠中恢复了正常的血糖水平。桑塔玛利亚希望将他令人兴奋的发现转化为人体临床试验。“我们知道用于人类的化合物应该是什么样子——这不是空中楼阁，”他说。“但是启动临床试验并非易事。它需要我们正确地做好功课。”
根据美国疾病控制中心、美国国立卫生研究院（NIH）和美国糖尿病协会联合发布的最新报告，美国有超过2300万人患有糖尿病，尽管其中只有5%到10%的病例被认为是自身免疫性疾病（1型糖尿病）。1型糖尿病患者必须仔细监测他们的血糖水平并定期注射胰岛素以保持血糖稳定。他们患肾衰竭、心脏和眼部疾病以及神经疾病的风险较高。
根据美国国立卫生研究院的数据，自身免疫疾病影响着多达2350万美国人，并且是64岁以下女性儿童和女性死亡的十大主要原因之一。桑塔玛利亚计划在其他自身免疫疾病的模型中测试他的方法，例如多发性硬化症和类风湿性关节炎。“我们正在尝试扩展这个范例，看看它是否也适用于其他自身免疫性疾病。我们认为它会，但这还有待观察。那是我们的希望和梦想。”