认识发炎
扬子晚报
脚趾碰伤或手指扎了刺与患阿尔茨海默氏病(老年痴呆)、心脏病、结肠癌的危险有什么联系呢?远不止可能想象得那样。随着科学家深入研究上述及其他疾病的基本起源时,人们开始发现一种历史悠久的欲称炎症的免疫防御机制(同样的生物过程,导致受伤脚趾周围的组织红肿)如果他们对的话,将会使医生对于什么导致人类患病的概念发生急切转变,同时也会为那些寻找人类健康途径的制药公司带来福祉。
发炎成为研究新热门
大多数情况下,发炎能够帮助我们的身体抵御细菌、病毒和寄生虫。一旦这些潜在的致命细菌潜入身体,发炎机制就会发起一种自卫性的进攻,对入侵者和受感染的组织都发生作用。很快,这个过程停息下来,康复开始了。
然而,偶尔发烧并不会在消灭入侵者后就停止,有时候由于患者的体质在遗传上容易患病,有时候由于吸烟或高血压,发炎机制还会继续进行。不论在哪种情况下,发炎都会是长期而非短期的。一旦发生,人体就开始攻击自己,后果往往是患多种疾病。
突然,发炎成为医学界研究的热门领域。几乎每周都会有文章发表出来,揭示慢性发炎对身体有害。慢性发炎能够动摇胆固醇在冠状动脉中的堆积,从而导致心脏病,或者加重患中风的危险;它能毁坏阿尔茨海默氏病患者的脑部神经细胞;甚至还可能滋养变异细胞的繁殖,促进其转变成为癌症。换句话说,慢性炎症是致使中老年人患有可怕疾病的发动机。
此种说法很容易引起人们的兴趣,因为它暗示了一种更为简单的避开疾病的方法:不用治疗心脏病、阿尔茨海默氏病和结肠癌,只要减少发炎,就可以预防这些疾病。
科学家们之所以对慢性发炎感兴趣,还在于它暗示出:从进化论角度讲,我们的身体会成为自身成功的受害者。“我们作为物种之所以能够进化,在于我们有能力击败微生物侵略者,”美国波士顿的布莱根妇女医院的心脏血管主治医生彼得·利比说:“在从前没有设备处理净化水源,没有下水道保护我们的时候,我们的身体所运用的求生策略是非常重要的。”
但是现在,随着人们寿命的延长,这种发炎的自我保护策略好像要失去控制了。更糟糕的是,由于现代生活方式具有许多不良特性,比如吃含有过量糖分和饱和脂肪酸的食物,同时不运动或很少运动,人们的身体就更容易发炎。
不过上面所说的情况目前还只是理论推测,大多数证据都是间接的(一些研究人员认为慢性发炎有些情况下对身体有好处)。但是,医生们还是开始不断测试那些目前已有的消炎药品,检验它们是否有更广泛的益处,他们的发现令人鼓舞:
2000年,研究者们得出结论:吃过塞来昔布(Celebrex,一种治疗关节炎的药物)的病人患肠息肉的可能性会小一些。现在很多临床实验都在对塞来昔布进行测试,看它是否能够阻止乳腺癌的发生,推迟出现失忆,延缓神经系统退化的进程,即通常所称的神经肌肉侧索硬化症(路·盖里格氏症)。
心脏病专家在开降低胆固醇的药物斯达汀时,发现这种药物能够有效减少心脏病发生的机会。实践证明斯达汀不仅可以减少胆固醇,而且还能抗发炎。现在,人们正在测试斯达汀对阿尔茨海默氏病和镰状细胞贫血症的消炎效果。
一个叫“解码基因”的冰岛生物工艺公司近日宣布,他们正在进行初步研究,测试一种治疗哮喘不是很有效的抗发炎药物能否有效阻止心脏病的发生。
阿司匹林当然是最有声望的抗发炎药物,许多人服用这种药来预防心脏病。但越来越多的证据逐步表明,它通过减少消化道和大脑发炎,甚至能防止结肠癌和阿尔茨海默氏病的发生。
关于发炎的新思维正在改变一些科学家进行医学研究的方式。在世界各地的医学院里,心脏病专家、风湿病专家、肿瘤专家、过敏症专科医师和神经科专门医师突然间有了共同语言,他们发现彼此都在关注同一件事。越来越多的研究者们加入到研究发炎的队伍,其速度快得惊人。
如果对使专家们感到兴奋的东西有更多的了解,有助于人们认识一些基础的免疫学反应,这种反应是身体受伤或有外敌入侵时触发的一系列事件。如果有刺进入手指,体内专门化的哨兵细胞就会警告免疫系统,防范任何可能随之而来的细菌。在这些细胞中,有一种肥大细胞能够释放一种被称为组胺的化学物质,它能使附近的毛细管产生裂缝,从而流出一小部分血浆,减慢入侵细菌的速度,让远处的免疫防卫者有时间进入战斗状态。同时,还有一部分称为巨噬细胞的哨兵开始反击,并且释放更多的被称为细胞因子的化学物质,这是增援的信号。不久,一波又一波的免疫细胞涌到现场,把病原体和受损细胞一起摧毁,因为在这场战争中,不可能将受伤者送出战场(古罗马人和中国人将发炎比做着火就不足为奇了)。
医生们将这种对任何侵袭的普遍反应称为先天免疫,甚至像海星等很原始的生物也是这样保卫自己,但更为高级的生物也发展了一种更为精确制导的防卫体系,从而能指引和加强这种先天的反应,制造专门的抗体来瞄准特定种类的细菌和病毒。这种机制被称为习得性免疫,它使医药公司能够研制出像天花、流感之类疾病的疫苗。先天的免疫防卫与习得性免疫一先一后展开了车轮战,直至把所有入侵者全部歼灭。在最后的一阵活动中,最后一波细胞因子被释放出来,发炎过程消退了,康复开始了。
但由于这样或那样的原因,发炎过程会持续下去,变成慢性发炎,于是问题出现了。其最终效果可能有大不相同,并在很大程度上依赖于身体对失控反应的把握。心脏病医生最先认识到这种情况,他们发现发炎是导致心血管疾病的重要原因。
心脏着火了吗?
不久以前,大部分医生都认为心脏病是血管方面的问题。随着年龄的增长,脂肪堆积会慢慢的在冠状动脉内形成,直至他们大到切断输往心脏关键部位的血液供给。有一种被称为低密度胆固醇(LDL)的复杂分子,即所谓坏胆固醇,为这些堆积物提供了原材料。很显然,任何人如果LDL含量较高,就极有可能患心脏病。
这种解释还存在一个问题:有时它甚至是完全错误的。事实上,有一半心脏病患者胆固醇含量正常。不仅如此,随着技术的改进,医生们惊奇地发现,最为危险的斑动脉血管壁内脂肪物质的沉积的危害不一定会很大。有时一种不明物质会导致那些堆积物突然破裂,引发大量的血液凝块,从而切断冠状的血液供给。1990年,里德科尔确认有种发炎反应会导致斑动脉血管壁内脂肪物质的沉积破裂,他还声称将证明这种反应。
为了验证他的预感,里德科尔需要进行一项简单的血液测试,作为慢性炎症的制造者。他决定采用一种肝脏遇到发炎信号时产生的C反应蛋白(CRP)。在严重的细菌感染等急性疾病中,CRP的含量会从每毫升10毫克迅速增长至1000毫克甚至更多。但是,里德科尔对在其他健康人群中发现的少于每毫升10毫克的低含量CRP更感兴趣,它显示只是稍微有些发炎。事实上,正常与稍高区别很小,必须通过专门的高度敏感CRP化验来测试。
到1997年为止,里德科尔及其布莱姆妇女医院的同事们已经证明:CRP含量最高的健康中年人群在随后六年中,患心脏病的机会是CRP含量最低人群的3倍。最后,发炎专家得出结论:每毫升含3.0毫克或更高CRP含量能够使人患心脏病的几率提高三倍。妇女患病几率高于男子。对比而言,CRP含量很低(少于0.5毫克每毫升)的人几乎不会患心脏病。
医生们至今仍无法确定炎症是如何导致脂肪沉积破裂的。但是他们有一种理论:随着血液中LDL胆固醇含量的增多,他们推测胆固醇的一部分渗出冠状动脉的内层,并粘在那里。巨噬细胞对异物很警觉,于是尽力清除这些胆固醇。不管什么原因,如果细胞因子释放信号刺激发炎过程而非进行疏导,脂肪沉积就开始变得不稳定。里德科尔说:“胆固醇堆积,高血压,吸烟———所有这些都有可能导致脂肪沉积的形成。发炎的作用似乎是使沉积破裂和导致心脏病的发生。如果只是发炎,而没有潜在的心脏病,那就没问题了。”
从这一点上看,心脏病专家并没有建议大众检查发炎级别。但有一种共识,有可能患心血管疾病的患者应该检查自己的C反应蛋白(CRP)。至少如果CRP含量过高,就有理由采取更有进攻性的治疗,如服用阿司匹林和斯达汀,这些都是很有效的药物。
糖尿病的新思维
在20世纪20年代弗雷德里克·班廷及其同事分离出胰岛素之前,医生们通常通过大剂量的水杨酸盐和跟阿司匹林相似的化合物来治疗糖尿病。很明显,采用水杨酸盐的治疗方案减少了糖分含量,但是代价很大:副作用包括不断的耳鸣、头痛和头晕眼花。如今通过替换胰岛素、加速其代谢或帮助人体更为有效地利用荷尔蒙,治疗糖尿病的方法更为安全。过去几年,一些研究人员重新检验水杨酸盐治疗法,试图寻找糖尿病发展的新线索。
他们发现发炎、胰岛素和脂肪三者相互影响(事实上,脂肪细胞的行为和免疫细胞很像,特别是人体长胖时,它们释放细胞因子)。发炎作为原因或是结果,在哪里符合这种假定还不是很清楚,但其扮演的中心作用越来越明显。
这就表明在恰当的时间对发炎过程进行干扰,能够颠倒糖尿病的效应。一些已经用于治疗糖尿病的药物,如甲福明二甲双胍,仍旧对糖尿病有疗效,因为这些药物能够减弱糖尿病的反应。除此之外,初步的研究表明,如果CRP含量过高,可能会有患糖尿病的危险。但是如果说降低CRP含量就可以躲避糖尿病,还为时尚早。
癌症:永远无法治愈的创伤
早在1860年,著名的病理学者菲尔绍·鲁道夫曾推测:癌症肿瘤出现于慢性发炎的地方。一个世纪之后,肿瘤学家更关注各种遗传突变在促进肿瘤反常变化并最终发展为恶性肿瘤过程中的作用。现在,研究人员在探索突变和发炎是否有可能相互强化,把正常细胞转化为潜在的致命肿瘤。
这是如何发生的呢?巨噬细胞和其他炎症细胞最有力的武器是所谓“氧自由基”。这些高度活性分子能摧毁任何遇到的东西,特别是DNA。这种间接打击能够造成损害,但是并不能摧毁细胞,于是就导致细胞发生遗传突变。旧金山加利福尼亚大学综合癌症中心肿瘤专家利萨·库桑认为,这种反常的生长还不是肿瘤,但是对于免疫系统来说,它就像一种创伤,需要治疗。“当免疫细胞被召集来的时候,它们带来了生长因素以及大量的蛋白质,这些蛋白质又会召集其他的发炎细胞。”库桑解释说,“这些蛋白质进来对细胞不断地进行治疗,结果不是让变异细胞复原,而是使它们不断壮大。”
有时,最初的炎症循环的原因很明显———慢性的胃灼热,与胃酸一起不断地充斥食道黏膜,使人患食道癌。其他时期原因就不那么明显了。科学家们当前正在探索一种名为环氧化酶2(cox-2)的生化酶在结肠癌形成过程中的作用,cox-2是发炎过程中人体产生的另外一种蛋白质。
众所周知,阿司匹林能够阻滞cox-2。过去几年里,研究人员已经证明:每天服用一定剂量阿司匹林的人不大会长可能癌变的息肉,但也会导致内出血。到了2000年,研究人员发现塞来昔布也能够减少大肠内的息肉数量。塞来昔布是另一种cox-2的抑制剂,但不会像阿司匹林那样容易导致出血。
那么,是不是说服用塞来昔布就能防止结肠癌呢?这样说也为时尚早。很明显,cox-2是结肠癌的一个原因。“但是我认为它不是惟一的答案。”范德比尔特-英格拉姆癌症中心主管雷·迪布瓦说,“还有很多其他要素需要探究。”
阿司匹林治疗老年痴呆?
在治疗老年痴呆过程中,医生们仔细观察被这种病痛折磨的患者,他们发现:在已经服用过治疗关节炎或心脏病的抗炎药物的人中,发生神经错乱的时间往往要比没有服用过的人晚。或许免疫系统错误地认为,老年痴呆病患者脑髓中特有的脂肪沉积和缠结是受损组织,需要清除。如果这样的话,继起的发炎反应更应该是有害的,那么用抗发炎药物进行治疗有可能限制或至少延迟其对认知功能的破坏。
这个时候,最可能出错的就是神经胶质细胞了。神经胶质细胞的任务就是滋养神经细胞并与它们沟通。研究人员发现:神经胶质细胞能够扮演皮肤肥大细胞的角色,它们制造发炎的细胞因子,从而召集其他免疫细胞行动。“神经胶质细胞试图让大脑返回到正常状态,”西北大学费因伯格医学院的神经系统生物学家琳达·范·艾尔迪克解释说,“但由于一些原因,在某些神经系统退化疾病如老年痴呆症中,这项过程无法控制。如果有慢性神经胶质活动,就会导致发炎。”
似乎一部分人对脂肪沉积和错乱状态要比另一些人更敏感,或许这些人遗传上有原因,或许是长时间受细菌的感染,比如患齿龈炎,就会使内火燃烧,倾向于患慢性炎症。
阿司匹林和鱼油胶囊可以减少发炎的细胞因子。初步的研究表明小剂量的这两种药物能够减少患老年痴呆病的几率。不幸的是,大多数这样的预防性手段都需要在任何神经性问题显现之前就开始采用。“就我们所学的痴呆知识来说,很难让已经患痴呆的病人发生改观,”药物和营养学教授恩斯特·谢菲尔说,“但是有可能让病情稳定下来和预防这种疾病。”
当身体自我攻击时
没有人比治疗风湿性关节炎、多种硬化症、狼疮和其他的自体免疫混乱疾病的内科医生在慢性发炎方面拥有更多的经验。但是,导致人们自体免疫从内部发生破坏的原因不在于胆固醇的堆积或顽固的细菌感染。在某个命运的奇异转折点,超复杂的习得性免疫防卫会错误指引发炎攻击关节、神经或结缔组织中的健康细胞。
过去几年里,一些有力的药物很好地抵制了风湿性关节炎和其他一些自体免疫混乱。如英利昔单抗(Remicade)和依那西普(Enbrel)就专门攻击特别的发炎细胞因子。但就像医学上常有的事,服用这些药物也会产生一些问题。比如,服用英利昔单抗药物的病人患肺结核的几率会更大一些。这是那种攻击节点的发炎细胞因子同时也可以保护患者不受肺结核的侵犯。
在多样硬化症等早期自体免疫疾病中,发炎可能是一个难题。大量的组织被毁坏,使神经受到永久损害。“人体最初的目标是组织免疫反应,但之后如何鼓励受损细胞的重新生长就成为问题,”美国国家多种硬化症协会副主席斯蒂芬·莱因戈尔德说。解决这个问题还需一定的时间。
没有敏感症的哮喘
在免疫学中,最为有趣的问题是:为什么不是每个人都患哮喘病?毕竟,空气中充满了细菌、病毒和其他的一些刺激物。在美国,一半的哮喘症患者(大约有850万人)对如猫的毛屑或花粉等普通物质过敏。所以,可以说正是他们的敏感反应引起其体内的慢性发炎。成年哮喘病人在工业化国家中也越来越多,但是这些人却通常没有过敏症。医生们还不知道什么引发了他们患病,但是在每个患者的肺部,都有发炎的迹象。
虽然许多针对哮喘的疗法没有能治愈这种疾病,但它们原意是控制发炎的。“这或许意味着发炎的假设并不完全正确,或我们运用的抗发炎药物不完全有效,”加利福尼亚大学的过敏症医生斯蒂芬·瓦瑟曼说,“还有很多的未知领域有待填充。”
医生们每一转头,总能发现发炎对慢性疾病的作用超出想象,但这并不能表明他们知道如何对付发炎。“我们现在处于一种困境中,”休斯敦得克萨斯医学院的免疫学者盖兰·马歇尔说:“我们正在推进提高这种意识,但是我们真的还不能推荐一些具体疗法。”
这种状况不久就会改变。研究人员不把注意力只放到非阿司匹林和其他的多种用途药物上,而开始实验能更精确的阻止发炎的药物。现在,基因泰克公司正期待美国食品与药物管理局对他们的一种治疗结肠癌药物做出决断。这种药物叫阿瓦斯丁(Avastin),其目标就是消灭那些当发炎让位于康复时由身体释放出的生长因素。千年医药公司正在测试一种叫Velcade的药物,据证明,这种药物能够治疗多重骨髓瘤、肺脏癌和其他一些恶性疾病。但是必须知道,在科学家了解如何最好的控制慢性疾病的破坏之前,还是很有必要对炎症性质进行基础性研究的。
同时,我们所有人都能做一些事情来浇灭炎症的火焰。有些忠告是人们所熟知的,但依然有充足的理由去遵循。减肥能够诱发脂肪细胞,使细胞因子制造的更少。每天30分钟的定期的锻炼也可以有一样的效果。刷牙能减少齿龈疾病,这也是一种长期的炎症。水果,蔬菜和鱼类含有丰富的能消解自由基的物质。
所以如果想制止发炎,就别呆在沙发上,去菜市场吧,路上尽量不要碰到脚趾啊。杨巧燕 石志宏编译自3月1日《时代》