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11年的無菌隔離,讓他在醫學史上留下傳奇


「泡泡男孩」大衛·維特爾(David Vetter)。圖片來源:elcolombiano.com

「泡泡男孩」大衛·維特爾(David Vetter)。圖片來源:elcolombiano.com


  來源:科研圈


  由於嚴重的免疫缺陷疾病,「泡泡男孩」大衛無法接觸外界環境,在塑膠氣囊中生活了 11 年。作為一個獨特的病例,大衛為醫學的發展提供了難得的研究機會;但是父母和醫生們都會記得,他也是一個活潑好動的小男孩,在這個他無法觸碰的世界上真實地生活過。


  大衛·維特爾(David Vetter)就像一個生活在地球上的宇航員。他剛一出生就被塞進一個無菌氣囊里,透明的塑膠外殼能夠將細菌和病毒抵擋在外,如同他的第二層皮膚。

  那時候,每個人都以為隔離只是暫時的,大衛會很快康復,擺脫泡泡的保護和束縛。


7 歲的大衛。| 圖片來源:Baylor College of Medicine Photo Archives

7 歲的大衛。| 圖片來源:Baylor College of Medicine Photo Archives


  與基因對賭


  大衛的出生便是一場冒險。他的哥哥在七個月大的時候死於 X-連鎖重症聯合免疫缺陷(X-linked severe combined immunodeficiency,SCID)。由於 X 染色體上的 IL2RG 基因發生突變,患者的身體無法正常合成一種關鍵的蛋白質,導致淋巴細胞無法發育成熟,進而影響整個免疫系統的正常運作。因此,患病的孩子免疫力極其低下,健康人能夠輕鬆抵禦的病原體對他們來說就是致命的威脅。


電鏡下的 T 細胞(右),旁邊是紅細胞和血小板。| 圖片來源:Wikipedia

電鏡下的 T 細胞(右),旁邊是紅細胞和血小板。| 圖片來源:Wikipedia


  SCID 大約在 20 世紀 50 年代被首次發現,這種疾病十分罕見,大約每 5 到 10 萬新生兒中才會出現一例。那時候,SCID 患兒往往因為複雜而難以治癒的感染而反覆入院,等確診的時候病情已經難以控制。大多數孩子會在一歲前夭折,醫生也沒有足夠的時間來了解這種疾病的進展。唯一的辦法是儘快進行骨髓移植,用健康親屬的造血幹細胞為他們建立起免疫系統。


  大衛的哥哥去世的時候,醫生告訴父母,由於母親的一條 X 染色體上攜帶著這種致病基因,他們如果生男孩,孩子就有 50% 的幾率患病。


  這對父母是虔誠的天主教徒,已經有了一個健康的女兒,但他們還想要一個孩子。發現第三個孩子是男孩之後,他們拒絕了墮胎的建議,開始尋找一切可能的後備方案。

  當時已有用骨髓移植技術治癒 SCID 的先例,他們的女兒凱瑟琳或許能成為合適的供體。生物學教授拉斐爾·威爾遜(Raphael Wilson)也提出,可以將患有 SCID 的孩子暫時隔離在無菌設備中,等待接受骨髓移植,這項技術已經在小鼠身上取得了喜人的成果。


  經過最周全的準備,這對父母冒險生下了大衛。1971 年 9 月,在得克薩斯州兒童醫院,這場剖腹產在嚴格的無菌條件下進行。大衛一出生就被放進了第一個無菌泡泡,並且在裡面接受了洗禮。隨後,醫生們對他進行密切觀察。如果確認大衛沒有患上 SCID,或者成功接受姐姐的骨髓移植,他就能離開泡泡了。


 10 個月的大衛,1972 年 7 月。| 圖片來源:Baylor College of Medicine Photo Archives

10 個月的大衛,1972 年 7 月。| 圖片來源:Baylor College of Medicine Photo Archives


  很不幸,事情彷彿一路朝著最糟糕的方向發展。大衛也患有 SCID,而且姐姐的骨髓並不匹配。所有人的希望一下子破滅了。


  泡泡里的「楚門秀」


  原本計劃作為暫時隔離設施的泡泡,變成了大衛長期的家。轟鳴的機器將壓縮氣體不斷送進泡泡,使它保持膨脹。大衛直接接觸到的食品、衣物和各種用品,都要事先用環氧乙烷在 60 攝氏度下熏蒸 4 小時,進行徹底消毒,然後才能被送進去。醫生和父母只能通過連接在泡泡上的橡膠手套照顧裡面的大衛。


  在當時,患有 SCID 的孩子通常活不過一歲,大衛卻奇蹟般地度過了一個又一個生日。到他三歲的時候,父母和醫生們在他家建起了一個無菌室,讓他能夠盡量生活在家中。


圖片來源:Baylor College of Medicine Photo Archives

圖片來源:Baylor College of Medicine Photo Archives

  父母希望讓大衛儘可能過上普通孩子的生活,盼望他將來能夠康復,最終融入社會。大衛在家接受教育,他喜歡和姐姐凱瑟琳一起玩;萬聖節的時候,他換上節日服裝,隔著泡泡上的橡膠手套給來到他家的小朋友發糖。


  然而,隨著大衛漸漸長大,他開始對自己的與眾不同感到好奇,並渴望了解外面的世界。有一次,他用被遺落在泡泡里的大頭針把泡泡戳出了幾個小洞。醫生們對大衛講解了細菌和疾病的知識,幫助他理解自己的狀況;美國國家航空航天局(National Aeronautics and Space Administration,簡稱 NASA )的科學家還為大衛製作了一套「宇航服」,讓他能夠更加自如地行動(不過大衛並不喜歡)。還有一位心理醫生瑪麗·莫菲(Mary Murphy)長期陪伴著大衛。


大衛在母親懷裡,穿著 NASA 為他設計的防護服。| 圖片來源:https://www.foxnews.com

大衛在母親懷裡,穿著 NASA 為他設計的防護服。| 圖片來源:https://www.foxnews.com


  大衛的案例也引發了媒體的關注,他被稱為「泡泡男孩大衛」(David the bubble boy),被寫進了一代美國人的集體回憶。儘管父母一直避免讓大衛和媒體直接接觸,大衛還是在報紙上看到了自己的照片。母親卡羅爾·安(Carol Ann)回憶:「大衛說自己是個明星,因為前一天的報紙上有他的照片,他還說明星不用收拾玩具。我就對他說,今天的報紙上沒有你了,所以你今天還是得把泡泡裡面收拾乾淨。」


  1976 年,大衛的故事被搬上電影熒幕。在電影里,男主角最終脫下隔離服,騎著摩托載著心愛的女孩絕塵而去。


  如果現實也能如此發展該多好。


  漫長的等待


  每個人都在等待醫學出現突破,讓大衛能夠離開泡泡,但誰也不知道那是什麼時候。


  器官移植面臨的一大難關就是排異反應,醫學上稱為移植物抗宿主病(graft-versus-host disease,簡稱 GVHD)。被移植到體內的器官往往會受到免疫系統的猛烈攻擊,因為這些細胞具備不同的人類白細胞抗原(human leukocyte antigens,簡稱 HLA)。HLA 位於細胞膜表面,它就像 DNA 頒發給細胞的「通行證」,能對體內的免疫細胞證明自己的身份。細菌、病變細胞或來自別人的器官不具備相應的抗原,就會被免疫系統清除。而對於像大衛這樣的免疫缺陷病患者來說,如果移植了 HLA 不匹配的骨髓,新產生的免疫細胞也會對原來的體細胞發起攻擊。

  HLA 取決於 6 號染色體上的四個不同的基因,每個人會攜帶其中一個或兩個基因,而每個基因所對應的突變類型又有 9 到 29 個不等,算下來有大約一億個不同組合。因此,要想在沒有血緣關係的人中間找到一個 HLA 配型完全相同的,概率不亞於中彩票。在當時,只有大約四分之一需要接受骨髓移植的患者能夠在親屬中找到合適的骨髓。如果能找到緩解或消除排異反應的方法,這無疑將為許多患者帶來希望。


決定 HLA 的基因(示意圖)。| 圖片來源:www.nobel.org

決定 HLA 的基因(示意圖)。| 圖片來源:www.nobel.org


  研究 HLA 的三位先驅在 1980 年分享了諾貝爾生理學和醫學獎——這也側面說明在七十年代,相關研究還在發展階段。隨著時間推移,大衛原來的主治醫師也陸續離任,令大衛和父母感到十分不安。


  1978 年,七歲的大衛迎來了新的主治醫生,華盛頓大學的兒科教授威廉·席勒(William Shearer)。席勒回憶,第一次見面時,「大衛馬上把手伸進隔離系統上的橡膠手套,要和我握手」。隨後,大衛連珠炮似地提出了一大堆問題,彷彿要面試這個醫生,看他是否夠格。


1979 年,席勒和大衛在一起。| 圖片來源:Baylor College of Medicine Photo Archives

1979 年,席勒和大衛在一起。| 圖片來源:Baylor College of Medicine Photo Archives


  在周圍的人看來,大衛活潑,聰明,甚至很少生病。但席勒很快注意到,大衛越來越頻繁地感到恐懼和做噩夢,開始害怕這種與世隔絕的生活。大衛的心理醫生莫菲也觀察到,儘管屏幕上的大衛總是很開朗,鏡頭之外的他卻會表現出無法抑制的狂怒。


  隔離雖然是有效的,但正如席勒所說,總要有人發問「這什麼時候才是個頭」。席勒提議讓大衛離開泡泡,嘗試其他形式的治療;大衛的父母卻表示反對,他們認為離開了泡泡,大衛一定活不久。大衛也加入了這場討論。最後大家終於達成一致:大衛可以離開泡泡,但還不是時候。


  最後的致意

  進入八十年代,席勒和大衛一家終於等來了好消息:對抗排異反應的技術出現曙光。1981 年,抗胸腺細胞球蛋白(antithymocyte globulin,簡稱 ATG)首次被用於器官移植手術,它能去除捐獻者提供的造血幹細胞中的 T 淋巴細胞,從而大大緩解患者的排異反應。還有人發現單克隆抗體也能發揮相似的作用。


  雖然這項技術還不太成熟,但是大衛已經等不下去了。1983 年 10 月,他接受了姐姐的骨髓移植,席勒主持了手術。


 席勒醫生(左)在照顧大衛,他身旁是大衛的心理醫生瑪麗·莫菲。| 圖片來源:Baylor College of Medicine

席勒醫生(左)在照顧大衛,他身旁是大衛的心理醫生瑪麗·莫菲。| 圖片來源:Baylor College of Medicine


  手術最初看起來很成功,然而到新年的時候,大衛出現了高燒、內出血和腹瀉。隨著病情不斷惡化,席勒醫生不得不將他轉移到無菌病房,以便進行護理。


  這是大衛第一次離開泡泡,第一次享受母親的親吻和撫摸,但是與此同時,他的情況每況愈下。兩周後,大衛彷彿接受了現實,他對席勒說:「這裡有那麼多管子,那麼多測試,但它們都沒用,而且我也累了。要不還是拔掉所有的管子,讓我回家吧?」


  呼吸變得越發困難了。大衛對席勒眨了眨一隻眼睛,作為最後的致意。


  大衛死於接受骨髓移植後的第 124 天。經過進一步分析,席勒和同事們才發現,由於技術限制,術前篩查沒有發現骨髓裡面潛伏的一種皰疹病毒,EB 病毒(Epstein-Barr virus)。這種病毒十分狡猾,它通過體液傳播,感染了 90% 以上的成年人,能在健康人身上潛伏很長時間而不引發任何癥狀。而在大衛身上,由於 T 淋巴細胞的缺席,病毒導致 B 淋巴細胞異常增殖,最終發展成伯基特淋巴瘤(Burkitt『s lymphoma)。這也是科學家第一次證明病毒能夠引發癌症。


3D 渲染的 B 淋巴細胞。| 圖片來源:Wikipedia

3D 渲染的 B 淋巴細胞。| 圖片來源:Wikipedia


  在這之後,席勒醫生繼續和遺傳學家合作,識別出與免疫缺陷有關的基因,並據此開發出針對新生兒的 SCID 篩查方法。到 2015 年,新生兒 SCID 篩查已經在美國的大部分州實施,讓患病的孩子能夠受到及時的保護和治療。有 SCID 家族史的母親可以在懷孕早期進行篩查,患上 SCID 的孩子甚至能在子宮裡接受骨髓移植。1996 年,《新英格蘭醫學期刊》(the New England Journal of Medicine)率先報道了一例這樣的手術,孩子出生後十分健康。


  如今,根據得克薩斯州兒童醫院提供的數據,如果使用來自親屬的完全匹配的幹細胞,SCID 的治癒率能達到百分之百;即使用不完全匹配的幹細胞,患者生存率也能達到 70-85%。


  作為一個特殊病例,大衛短暫的一生為免疫學留下了不可估量的科學遺產。他的墓碑上寫道:「他從未觸碰世界,世界卻被他觸動。」


  在大衛之後,幾乎再也沒有人使用過那種泡泡。


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