細胞素研究看見醫療希望 -科學人雜誌
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預見新科學

細胞素研究看見醫療希望

2021-11-01 林慧珍
自體免疫疾病、慢性發炎、癌症、新冠肺炎,都可在細胞素裡探索新療法。
插畫:余佩珊 SunShan Illustration


新冠肺炎全球大流行已經感染了上億人,但感染者症狀的嚴重程度差異極大,研究人員發現,除了病毒造成的直接傷害,病患自身細胞激素(cytokine)作用失控導致「細胞素風暴」,是肺炎、多重器官衰竭等嚴重併發症的主要原因。那麼,以細胞素的作用為治療目標,能否控制新冠肺炎病情惡化?


細胞素是一群由各種細胞所分泌的小分子蛋白質,參與人體許多生理作用,在免疫反應中負責通報訊息。當人體受到病原體感染時,免疫細胞會釋出細胞素,與目標細胞表面的受體結合後,即啟動一連串免疫及發炎反應以對抗病原體。若細胞素的調控異常,發炎反應無法適時平息,便造成各種生理功能損傷甚至器官衰竭。


1950年代,科學家在研究免疫細胞分泌的因子及作用時發現了細胞素,並揭開其在自體免疫疾病、發炎疾病,甚至大腦、心臟疾病及癌症等慢性疾病中的作用。這些開創性的發現讓醫療診斷、預測及治療方法有更多突破,三位科學家在2020年共同獲得唐獎生技醫藥獎。


美國科羅拉多大學的迪納雷羅(Charles Dinarello)發現了第一個細胞素介白素-1β(IL-1β),並研發IL-1抑制劑以治療類風濕性關節炎與發炎疾病。英國牛津大學的費爾德曼(Marc Feldmann)研究類風濕性關節炎的疾病機制,發現關鍵促發炎因子是腫瘤壞死因子(TNF),並與藥廠合作開發阻斷TNF的抗體藥物。日本大阪大學的岸本忠三專攻IL-6及IL-6受體的基礎研究,更把細胞素推進現代分子醫學,造就許多臨床上的大幅躍進。他協助開發IL-6受體抑制劑tocilizumab,用於治療類風濕性關節炎及兒童特發性關節炎。


「他們促成了以細胞素做為生物製劑作用標的之醫療應用,這些重要發現雖發生於數十年前,衍生的產物至今仍深具影響。」中央研究院副院長劉扶東評論。從細胞素研究進而帶動抑制或調控細胞素作用之藥物陸續上市,讓不少自體免疫或慢性發炎疾病患者有了療效更佳且副作用較小的選擇,例如抗TNF藥物已普遍用於類風濕性關節炎、僵直性脊椎炎、乾癬等自體免疫疾病,是這類藥物中市佔率最高者;後續研究亦證實IL-1在其他慢性疾病的作用,IL-1抑制劑則發展為治療心肌梗塞、糖尿病及癌症的利器。


IL-6及IL-1抑制劑如今是降低新冠肺炎重症死亡的希望,美國食品及藥物管理局(FDA)和世界衛生組織(WHO)已通過tocilizumab在新冠肺炎患者的緊急授權使用,台灣的治療指引也納入了這種藥物。此外,迪納雷羅表示,對於呼吸衰竭的病患,IL-1抑制劑亦可有效降低死亡風險。


細胞素生物學蓬勃發展時,大家想要知道它對免疫系統以及對人體生理其他方面的影響,但經歷早期人體實驗後,細胞素療法發展方向就大幅改變,現在主要著重在「抑制細胞素」。然而並非所有與細胞素有關的慢性疾病都能找到有效的抑制劑療法,例如一些腦部病變及心臟疾病。劉扶東表示:「也許還有其他更適合做為標的之細胞素或受體。」這場風暴之外,細胞素的探索還有很多的未知,以及醫療希望。


本單元與唐獎教育基金會共同企劃,唐獎教育基金會不干涉文稿內容。


# 關鍵字:預見新科學醫學細胞素
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