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11年的无菌隔离,让他在医学史上留下传奇

科技资讯  2018年11月1日 11:07  来源:新浪科技
摘要:由于严重的免疫缺陷疾病,“泡泡男孩”大卫无法接触外界环境,在塑胶气囊中生活了11年。作为一个独特的病例,大卫为医学的发展提供了难得的研究机会;但是父母和医生们都会记得,他也是一个活泼好动的小男孩,在这个他无法触碰的世界上真实地生活过。
“泡泡男孩”大卫·维特尔(David Vetter)。图片来源:elcolombiano.com“泡泡男孩”大卫·维特尔(David Vetter)。图片来源:elcolombiano.com

  来源:科研圈

  由于严重的免疫缺陷疾病,“泡泡男孩”大卫无法接触外界环境,在塑胶气囊中生活了 11 年。作为一个独特的病例,大卫为医学的发展提供了难得的研究机会;但是父母和医生们都会记得,他也是一个活泼好动的小男孩,在这个他无法触碰的世界上真实地生活过。

  大卫·维特尔(David Vetter)就像一个生活在地球上的宇航员。他刚一出生就被塞进一个无菌气囊里,透明的塑胶外壳能够将细菌和病毒抵挡在外,如同他的第二层皮肤。

  那时候,每个人都以为隔离只是暂时的,大卫会很快康复,摆脱泡泡的保护和束缚。

7 岁的大卫。| 图片来源:Baylor College of Medicine Photo Archives7 岁的大卫。| 图片来源:Baylor College of Medicine Photo Archives

  与基因对赌

  大卫的出生便是一场冒险。他的哥哥在七个月大的时候死于 X-连锁重症联合免疫缺陷(X-linked severe combined immunodeficiency,SCID)。由于 X 染色体上的 IL2RG 基因发生突变,患者的身体无法正常合成一种关键的蛋白质,导致淋巴细胞无法发育成熟,进而影响整个免疫系统的正常运作。所以,患病的孩子免疫力极其低下,健康人能够轻松抵御的病原体对他们来说就是致命的威胁。

电镜下的 T 细胞(右),旁边是红细胞和血小板。| 图片来源:Wikipedia电镜下的 T 细胞(右),旁边是红细胞和血小板。| 图片来源:Wikipedia

  SCID 大约在 20 世纪 50 年代被首次发现,这种疾病十分罕见,大约每 5 到 10 万新生儿中才会出现一例。那时候,SCID 患儿往往因为复杂而难以治愈的感染而反复入院,等确诊的时候病情已经难以控制。大多数孩子会在一岁前夭折,医生也没有足够的时间来了解这种疾病的进展。唯一的办法是尽快进行骨髓移植,用健康亲属的造血干细胞为他们建立起免疫系统。

  大卫的哥哥去世的时候,医生告诉父母,由于母亲的一条 X 染色体上携带着这种致病基因,他们如果生男孩,孩子就有 50% 的几率患病。

  这对父母是虔诚的天主教徒,已经有了一个健康的女儿,但他们还想要一个孩子。发现第三个孩子是男孩之后,他们拒绝了堕胎的建议,开始寻找一切可能的后备方案。

  当时已有用骨髓移植技术治愈 SCID 的先例,他们的女儿凯瑟琳或许能成为合适的供体。生物学教授拉斐尔·威尔逊(Raphael Wilson)也提出,可以将患有 SCID 的孩子暂时隔离在无菌设备中,等待接受骨髓移植,这项技术已经在小鼠身上取得了喜人的成果。

  经过最周全的准备,这对父母冒险生下了大卫。1971 年 9 月,在得克萨斯州儿童医院,这场剖腹产在严格的无菌条件下进行。大卫一出生就被放进了第一个无菌泡泡,并且在里面接受了洗礼。随后,医生们对他进行密切观察。如果确认大卫没有患上 SCID,或者成功接受姐姐的骨髓移植,他就能离开泡泡了。

 10 个月的大卫,1972 年 7 月。| 图片来源:Baylor College of Medicine Photo Archives 10 个月的大卫,1972 年 7 月。| 图片来源:Baylor College of Medicine Photo Archives

  很不幸,事情仿佛一路朝着最糟糕的方向发展。大卫也患有 SCID,而且姐姐的骨髓并不匹配。所有人的希望一下子破灭了。

  泡泡里的“楚门秀”

  原本计划作为暂时隔离设施的泡泡,变成了大卫长期的家。轰鸣的机器将压缩气体不断送进泡泡,使它保持膨胀。大卫直接接触到的食品、衣物和各种用品,都要事先用环氧乙烷在 60 摄氏度下熏蒸 4 小时,进行彻底消毒,然后才能被送进去。医生和父母只能通过连接在泡泡上的橡胶手套照顾里面的大卫。

  在当时,患有 SCID 的孩子通常活不过一岁,大卫却奇迹般地度过了一个又一个生日。到他三岁的时候,父母和医生们在他家建起了一个无菌室,让他能够尽量生活在家中。

图片来源:Baylor College of Medicine Photo Archives图片来源:Baylor College of Medicine Photo Archives

  父母希望让大卫尽可能过上普通孩子的生活,盼望他将来能够康复,最终融入社会。大卫在家接受教育,他喜欢和姐姐凯瑟琳一起玩;万圣节的时候,他换上节日服装,隔着泡泡上的橡胶手套给来到他家的小朋友发糖。

  然而,随着大卫渐渐长大,他开始对自己的与众不同感到好奇,并渴望了解外面的世界。有一次,他用被遗落在泡泡里的大头针把泡泡戳出了几个小洞。医生们对大卫讲解了细菌和疾病的知识,帮助他理解自己的状况;美国国家航空航天局(National Aeronautics and Space Administration,简称 NASA )的科学家还为大卫制作了一套“宇航服”,让他能够更加自如地行动(不过大卫并不喜欢)。还有一位心理医生玛丽·莫菲(Mary Murphy)长期陪伴着大卫。

大卫在母亲怀里,穿着 NASA 为他设计的防护服。| 图片来源:https://www.foxnews.com大卫在母亲怀里,穿着 NASA 为他设计的防护服。| 图片来源:https://www.foxnews.com

  大卫的案例也引发了媒体的关注,他被称为“泡泡男孩大卫”(David the bubble boy),被写进了一代美国人的集体回忆。尽管父母一直避免让大卫和媒体直接接触,大卫还是在报纸上看到了自己的照片。母亲卡罗尔·安(Carol Ann)回忆:“大卫说自己是个明星,因为前一天的报纸上有他的照片,他还说明星不用收拾玩具。我就对他说,今日的报纸上没有你了,所以你今日还是得把泡泡里面收拾干净。”

  1976 年,大卫的故事被搬上电影荧幕。在电影里,男主角最终脱下隔离服,骑着摩托载着心爱的女孩绝尘而去。

  如果现实也能如此发展该多好。

  漫长的等待

  每个人都在等待医学出现突破,让大卫能够离开泡泡,但谁也不知道那是什么时候。

  器官移植面临的一大难关就是排异反应,医学上称为移植物抗宿主病(graft-versus-host disease,简称 GVHD)。被移植到体内的器官往往会受到免疫系统的猛烈攻击,因为这些细胞具备不同的人类白细胞抗原(human leukocyte antigens,简称 HLA)。HLA 位于细胞膜表面,它就像 DNA 颁发给细胞的“通行证”,能对体内的免疫细胞证明自己的身份。细菌、病变细胞或来自别人的器官不具备相应的抗原,就会被免疫系统清除。而对于像大卫这样的免疫缺陷病患者来说,如果移植了 HLA 不匹配的骨髓,新产生的免疫细胞也会对原来的体细胞发起攻击。

  HLA 取决于 6 号染色体上的四个不同的基因,每个人会携带其中一个或两个基因,而每个基因所对应的突变类型又有 9 到 29 个不等,算下来有大约一亿个不同组合。所以,要想在没有血缘关系的人中间找到一个 HLA 配型完全相同的,概率不亚于中彩票。在当时,只有大约四分之一需要接受骨髓移植的患者能够在亲属中找到合适的骨髓。如果能找到缓解或消除排异反应的方法,这无疑将为许多患者带来希望。

决定 HLA 的基因(示意图)。| 图片来源:www.nobel.org决定 HLA 的基因(示意图)。| 图片来源:www.nobel.org

  研究 HLA 的三位先驱在 1980 年分享了诺贝尔生理学和医学奖——这也侧面说明在七十年代,相关研究还在发展阶段。随着时间推移,大卫原来的主治医师也陆续离任,令大卫和父母感到十分不安。

  1978 年,七岁的大卫迎来了新的主治医生,华盛顿大学的儿科教授威廉·席勒(William Shearer)。席勒回忆,第一次见面时,“大卫马上把手伸进隔离系统上的橡胶手套,要和我握手”。随后,大卫连珠炮似地提出了一大堆问题,仿佛要面试这个医生,看他是否够格。

1979 年,席勒和大卫在一起。| 图片来源:Baylor College of Medicine Photo Archives1979 年,席勒和大卫在一起。| 图片来源:Baylor College of Medicine Photo Archives

  在周围的人看来,大卫活泼,聪明,甚至很少生病。但席勒很快注意到,大卫越来越频繁地感到恐惧和做噩梦,开始害怕这种与世隔绝的生活。大卫的心理医生莫菲也观察到,尽管屏幕上的大卫总是很开朗,镜头之外的他却会表现出无法抑制的狂怒。

  隔离虽然是有效的,但正如席勒所说,总要有人发问“这什么时候才是个头”。席勒提议让大卫离开泡泡,尝试其他形式的治疗;大卫的父母却表示反对,他们认为离开了泡泡,大卫一定活不久。大卫也加入了这场讨论。最后大家终于达成一致:大卫可以离开泡泡,但还不是时候。

  最后的致意

  进入八十年代,席勒和大卫一家终于等来了好消息:对抗排异反应的技术出现曙光。1981 年,抗胸腺细胞球蛋白(antithymocyte globulin,简称 ATG)首次被用于器官移植手术,它能去除捐献者提供的造血干细胞中的 T 淋巴细胞,从而大大缓解患者的排异反应。还有人发现单克隆抗体也能发挥相似的作用。

  虽然这项技术还不太成熟,但是大卫已经等不下去了。1983 年 10 月,他接受了姐姐的骨髓移植,席勒主持了手术。

 席勒医生(左)在照顾大卫,他身旁是大卫的心理医生玛丽·莫菲。| 图片来源:Baylor College of Medicine 席勒医生(左)在照顾大卫,他身旁是大卫的心理医生玛丽·莫菲。| 图片来源:Baylor College of Medicine

  手术最初看起来很成功,然而到新年的时候,大卫出现了高烧、内出血和腹泻。随着病情不断恶化,席勒医生不得不将他转移到无菌病房,以便进行护理。

  这是大卫第一次离开泡泡,第一次享受母亲的亲吻和抚摸,但是与此同时,他的情况每况愈下。两周后,大卫仿佛接受了现实,他对席勒说:“这里有那么多管子,那么多测试,但它们都没用,而且我也累了。要不还是拔掉所有的管子,让我回家吧?”

  呼吸变得越发困难了。大卫对席勒眨了眨一只眼睛,作为最后的致意。

  大卫死于接受骨髓移植后的第 124 天。经过进一步分析,席勒和同事们才发现,由于技术限制,术前筛查没有发现骨髓里面潜伏的一种疱疹病毒,EB 病毒(Epstein-Barr virus)。这种病毒十分狡猾,它通过体液传播,感染了 90% 以上的成年人,能在健康人身上潜伏很长时间而不引发任何症状。而在大卫身上,由于 T 淋巴细胞的缺席,病毒导致 B 淋巴细胞异常增殖,最终发展成伯基特淋巴瘤(Burkitt‘s lymphoma)。这也是科学家第一次证明病毒能够引发癌症。

3D 渲染的 B 淋巴细胞。| 图片来源:Wikipedia3D 渲染的 B 淋巴细胞。| 图片来源:Wikipedia

  在这之后,席勒医生继续和遗传学家合作,识别出与免疫缺陷有关的基因,并据此开发出针对新生儿的 SCID 筛查方法。到 2015 年,新生儿 SCID 筛查已经在美国的大部分州实施,让患病的孩子能够受到及时的保护和治疗。有 SCID 家族史的母亲可以在怀孕早期进行筛查,患上 SCID 的孩子甚至能在子宫里接受骨髓移植。1996 年,《新英格兰医学期刊》(the New England Journal of Medicine)率先报道了一例这样的手术,孩子出生后十分健康。

  如今,根据得克萨斯州儿童医院提供的数据,如果使用来自亲属的完全匹配的干细胞,SCID 的治愈率能达到百分之百;即使用不完全匹配的干细胞,患者生存率也能达到 70-85%。

  作为一个特殊病例,大卫短暂的一生为免疫学留下了不可估量的科学遗产。他的墓碑上写道:“他从未触碰世界,世界却被他触动。”

  在大卫之后,几乎再也没有人使用过那种泡泡。