白癜风原创突破背后：一部历时六年的 “失败简史”-凯发k8一触即发

撰文 | 赵永新   刘明

责编 | 刘楚   陈晓雪

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翻阅这个课题的实验日志，就像看一部 “失败简史”——

过去六年间，北京生命科学研究所（以下简称 “北生所”）陈婷实验室一直在探寻白癜风等常见自身变异疾病对称分布的调控机制。尽管整个过程中 “90%的实验都以失败告终”，但陈婷团队最终抵达胜利的彼岸，今年1月6日在《自然》杂志发表相关研究工作。

这篇研究白癜风的论文，堪称 “重磅”：研究者找到了白癜风对称发病的 “幕后黑手”，并深入揭示了其中的分子机制。

 《自然》审稿人认为：这一研究成果 “极具吸引力”，“将会对自身免疫学和白癜风领域产生深远影响”。

与白癜风打了近30年交道的北京医院常建民教授认为，这项研究的每一个发现都是世界首次，不仅对白癜风的进一步研究、治疗提供了重要的理论基础，也为其他自身免疫疾病的研究提供了富有启迪的借鉴。

图2 陈婷近影 | 赵永新摄

“没感觉，真的是没什么感觉。” 说到论文发表时的心情，陈婷实言相告，“这个课题花的时间太长了，做实验、改论文都特别折腾。主要的结论在论文发表两年前就做出来了，看到论文发表我已经没有任何新鲜感了。”

说起白癜风，你可能会想到一个人——流行音乐之王迈克尔·杰克逊。由于患有重度白癜风，这位巨星的皮肤由深棕色变为白色，以至于很多人质疑他做了漂白手术。

为帮助世人更好地认识白癜风，2011年，国际皮肤病公益组织向联合国提交申请，将迈克尔·杰克逊去世的6月25日确定为 “6.25世界白癜风日”。

“这个病不痛不痒，但 ‘痛苦指数’ 却很高。” 常建民告诉笔者，白癜风是一种常见皮肤病，在全球的发病率约为0.5%到2%。“它虽然不会危及患者生命，但对他们的成长、社交、择业和婚恋影响很大，由此造成的心理阴影一辈子挥之不去。”

据常建民介绍，白癜风容易复发，到晚期很难根治，目前还没有有效的根治手段或药物。

但是，由于白癜风不会危及生命，而且研究难度大、很难发高影响因子的文章，在国际科学界一直不怎么受待见，是名副其实的 “冷门”。

2015年8月的一天，陈婷把刚投出去一篇论文的三年级博士研究生徐子健叫到办公室：“咱能不能研究一下白癜风？”

自2012年底从美国学成回国、加入北生所，陈婷一直在做皮肤发育、再生方面的研究。白癜风吸引她的，是它和银屑病、红斑狼疮等多种自身免疫皮肤疾病表现出来的一种特殊现象：对称分布。一个数据是，近80%的白癜风患者发病部位，在身体的两侧对称分布。

已有的研究表明，白癜风不是先天的遗传性疾病，是后天免疫细胞——cd8 t细胞攻击皮肤里的黑色素细胞所致；而且，cd8 t细胞多在对称的人体部位针对性地攻击黑色素细胞，导致皮肤出现左右对称的白斑。

“这是一个奇怪又有意思的事情！” 陈婷告诉徐子健，“到底是谁把t细胞招募到这些地方去的，为什么是对称的？”

“从发育生物学的角度观察，一定是有一个机制在调控它！而且这个机制能决定发病部位，肯定很重要！”

徐子健也很兴奋：“如果能把这个调控机制找到，肯定非常酷！”

不过，听上去很酷的研究，实际做起来一点都不酷。

由于这是一个全新的课题，一切都是未知，所以根本没办法 “提前计划”。陈婷介绍说，他们都是a做完了才知道b在哪儿、b做完了才知道c在哪儿。甚至在实验之初，她这个导师也不知道从哪儿入手。

但她知道，研究疾病机制有几个事情必须要做：检测、分析病人的样本，在细胞或分子层面找到白癜风的分布特征；建动物疾病模型，借助动物模型进行功能研究；最后，还要再回到病人身上，验证发现的结果是不是真的与白癜风的发病特征有关联。

“具体我也不知道怎么做，只能是大胆假设、小心验证。你就朝这几个方向慢慢试，碰到什么问题咱们一起商量。” 陈婷对徐子健说。

“没问题。” 徐子健显得很有信心。

信心，源自徐子健之前所做的一个课题。

2013元旦正式加入陈婷实验室后，他从导师那里得到一个课题：研究毛囊干细胞的起源。按照导师设计好的实验方案和准备好的小鼠、材料，徐子健做得顺风顺水，从做实验到写文章用了不到两年。

“自己还挺厉害的嘛！” 文章投出去以后，徐子健有些小得意：“科学研究其实没有传说的那么难啊。师兄师姐们说博士毕业至少需要5年，我博士第三年就有一篇论文在手，可以提前两年毕业了。”

满怀信心地，他投入到白癜风的实验。

然而，麻烦一开始就接二连三：由于缺乏免疫学知识，设计的实验方案被同学耻笑为“不靠谱”；医生提供的白癜风病理标本——无论是病理切片还是包在腊块里的标本，都比自己预想的少得多；而且，一个标本只有一个小指甲盖的四分之一那么大，很难对它进行检测……

“感觉自己一下子被扔进了海里——不，是一下子被扔进了太平洋！”

这时他才意识到，上一个课题之所以做得很顺，是因为前期陈老师已经做了很多工作，把后面的路都铺平了。

“毛囊干细胞起源的实验就像在河里游泳，从河这边游到河对岸。” 说到这里，徐子健笑了，“陈老师给我套了个游泳圈，前面还系了艘快艇——我还以为自己游得有多快！”

对于新课题的出师不利，徐子健没有气馁：失败是成功之母，大不了换个方法。

他鼓起勇气继续摸索，但迎接他的除了失败还是失败——

 转眼两年过去了，徐子健屡败屡战、屡战屡败。

“这可咋办啊！” 他不免有些灰心：自己在太平洋里游了快两年，差不多还在原地打转，更不用说 “希望的彼岸” 了。

“这样吧，你把建模放一放，先去做另外的实验。放一放说不定我们就可能遇到转机。”

当徐子健找陈婷求助时，她给了上面的建议。

 “就这么放着，能有什么转机啊？” 徐子健有些哭笑不得。

没成想，到了2017年，转机真的来了。

这年2月，他使用tsa信号放大技术对免疫荧光染色实验进行了优化，再去检测病理标本，结果发现：在患者皮肤的病变组织和健康组织交界处，有大量免疫细胞cd8 t浸润。

仔细分析cd8 t细胞的分布模式后，陈婷推测：白癜风疾病发生过程中存在一种募集机制，在皮损交界处协调、招募cd8 t细胞，使这类细胞一直处在病变皮肤前沿，驱动脱色区域逐步扩大。

“那到底是谁，通过什么方法招募cd8 t细胞呢？” 徐子健问。

“我也想知道啊。” 陈婷给出了一个建议：尝试北京大学汤富酬实验室发明的一项新技术——单细胞转录基因组测序。这项技术已在北京的一家公司商业化，只需要少量的组织和细胞就能非常精细地分析细胞的特征，可以很好解决标本小、没办法分析的问题。

 “好啊！” 徐子健喜上眉梢。

2017年3月28日，与这家公司合作，他满怀希望地做了第一次单细胞测序实验。

结果是：由于无法分离足够多的细胞进行后续实验，第一次尝试以失败告终。

当时的单细胞测序，做一个标本分析要花3万元。眼看着这么一笔钱打了水漂，徐子健有点懵：“你看我这次又没做好，要不换个人、别让我做了，我害怕再失败。”

“没事儿，这个钱权当是培训费。” 陈婷安慰他说：“反正培训费都交了，换别人去做还得再交一次——你就继续做吧。”

“我再做砸了咋办？” 

“做砸了就继续试。” 陈婷鼓励道：“这个实验总得有人做，你就差这一步了，为什么不继续往下做？闯过了这一关，你不就成功了嘛！”

徐子健的干劲又上来了。

他花了几天时间，把第一次实验仔细梳理了一遍。4月13日，他做了第二次单细胞测序，结果还是失败：细胞的纯度和种类达不到要求。

两周之后，徐子健又做了一次。看到结果，他开心地笑了：第三次单细胞测序实验，成功啦！

2017年8月，陈婷和徐子健对单细胞测序样本进行了初步分析，发现干扰素ifn-γ信号通路在白癜风患者的成纤维细胞中被激活。

2018年6月，徐子健完成了第15个——也是最后一个——单细胞样本收集和测序工作。

同年9-12月，陈婷和徐子健对单细胞测序的结果做了深入精细的分析，结果发现：成纤维细胞对ifn-γ信号有明显的的响应特征。

至此可以初步判定：成纤维细胞是白癜风病人中最主要的响应ifn-γ信号的细胞类型。

换言之，成纤维细胞很有可能就是招募cd8 t细胞的 “幕后黑手”！

“这个发现可是颠覆性的！” 陈婷又惊又喜：几乎所有的组织、器官里面都有成纤维细胞，但它之前完全被无视——你去看很多器官的结构图或者示意图，里面的成纤维细胞根本都不被画出来。

陈婷告诉笔者，此前大部分科学家认为，成纤维就是一类结构性细胞，没有什么值得关注的。直到最近四五年，它才开始被科学界所关注，但也被认为没什么大用处。

“当然，成纤维细胞也不是完全没用。” 陈婷补充说，比如在皮肤里，成纤维细胞除了分泌胶原蛋白、细胞外基质，偶尔也会分泌信号分子。除此之外，它就在那儿安静地待着。

 但是，要证明成纤维细胞的调控作用及具体的调控机制，单细胞测序只是第一步。只有在小鼠疾病模型中得到功能验证，才能下明确的结论。

此时，他们尝试两年多而不得的小鼠疾病模型，也迎来了柳暗花明。

正应了那句古话：福无双至今日至。

研究疾病的生理机制，离不开高效的疾病动物模型。因为，没有明确的动物实验结果，研究人员不可能直接拿病人去做实验。

陈婷介绍说，白癜风的研究之所以长期徘徊不前、没有大的进展，也是因为缺乏好的动物模型。所以，从这个课题一开始，她就和徐子健通过各种手段尝试小鼠建模：小鼠自体移植、白癜风异体移植…… 试来试去，折腾了快两年，做出来的小鼠模型特别难诱导，根本没法用。用陈婷的话说，就是 “又难做又烂”。

就在他们无计可施时，幸福来敲门。

2017年4月17日，北京医院常建民团队的傅裕医生，转过来一篇《科学—免疫学》（science immunology）杂志刊发的最新文章，里面提到：黑色素肿瘤患者在采用免疫疗法治病过程中，会出现像白癜风一样的白斑。

“这个有意思！” 读完这篇文章，陈婷的思路一下子打开了：用免疫疗法治疗黑色素瘤患者，不就是要把患者中的调节t细胞“treg细胞”人为地敲掉吗？此前的研究表明，白癜风患者之所以得病，就是因为treg细胞失调。

陈婷马上告诉徐子健：快去查查黑色素瘤小鼠模型的有关论文，看能不能找到有用的线索！

徐子健赶紧检索相关文章，果真看到了希望之光：一些黑色素瘤小鼠模型有伴发毛发变白的特征。

之后，他沿着黑色素瘤免疫治疗的思路，试着建白癜风的小鼠模型。

一百多天后，他终于在2017年7月用黑色素瘤方法诱导出第一个白癜风小鼠模型。

不过，这个小鼠模型的诱导成功率只有30%，根本没办法用它来做后续的功能学实验。

还得继续优化。陈婷调了另外一名研究生陈道明调来帮忙，让他和徐子健一起，继续提升小鼠模型的诱导效率。

他们花了近一年半时间，做了上百只小鼠，终于将白癜风小鼠模型诱导成功率提高到了80%。

整个课题中最关键也是最难攻的关口，就此拿下！

陈婷告诉笔者，建立一个新的疾病模型，是从无到有的摸索，研究人员的实验技术和心理素质都必须非常好才行。

“最后成形的诱导方式可能很简洁有效，但是摸索的过程有许多变量和组合方式需要优化。而且，每个实验周期至少是一个月，这里面需要不同的实验手段和对细节的关注，通常是得到结果后，才能设计下一轮的实验计划。”

2018年7月，徐子健第一次尝试用遗传学手段，检验ifn-γ信号通路在白癜风进展中的功能。具体来说，就是把干扰素ifn-γ受体的敲除小鼠作为实验组、普通小鼠作为对照组，两组都进行白癜风诱导，然后观察这两组小鼠的不同反应。

苦苦挣扎了快3年的徐子健，终于迎来了自己科研生涯中的尤利卡时刻。

7月27日上午11时许，前期准备工作就绪后，徐子健坐在显微镜旁边，一边拍荧光图像，一边仔细观察看小鼠皮肤中的免疫细胞的反应。如果免疫细胞不再攻击黑色素细胞，就验证了一年前他们获得第一个重要发现：ifn-γ信号通路在白癜风发病过程中具有重要功能。

正常情况下，拍一张荧光图像花一个小时。为了观察得更清楚，徐子健提高了参数、把照片调到最高清的状态。

“那一刻印象非常深！” 徐子健至今依然清楚地记得3年多前的那一幕：因为参数提高了，实验组那张照片整整拍了两个半小时。他又花了两个半小时，再拍对照组的照片……

“从上午11点一直拍到下午4点，整整5个小时，我就坐在显微镜前，一点一点地拍，一边拍一边看，最后拍出来的那张荧光图像特别美！我做了5个小时，陶醉了5个小时。”

为什么如此陶醉？

因为徐子健清楚地看到：小鼠干扰素ifn-γ受体的基因敲除以后，尽管免疫细胞也到达了皮肤里边，但是它们一点也没有攻击里面的黑色素细胞。

也就是说，整个免疫反应完全没有办法进行了——白癜风的进展被终止了！

“这就证明：响应ifn-γ信号的细胞对于白癜风的发生和进展至关重要！”徐子健冲到陈婷办公室，告诉她这个好消息。

“你就继续加油吧！” 高兴之余，陈婷也提醒徐子健：现在才走了一半，后面要干的活多着呢。接下来，还需要用小鼠遗传学实验进一步验证是不是成纤维细胞在白癜风进展中有招募功能，以及具体的招募方法。

徐子健又一头扎进了实验室。

后续的皮肤移植实验进一步表明：之前的研究中被认为很重要的神经，可能不是导致白癜风对称分布的原因——皮肤内的基质细胞才是起决定作用的细胞类型。

正当实验进行到最繁忙的阶段，徐子健感觉不对劲了。

从2018年9月开始，徐子健和陈道明对之前做的所有单细胞测序结果进行精细分析。

经过三个月的数据分析，他们又获得了一个令人兴奋的新发现：白癜风病人的成纤维细胞大量表达ifn-γ信号通路下游的基因。根据以往的研究，干扰素ifn-γ下游基因起关键调节功能的转录因子是磷酸化的stat1转录因子 “pstat1”。

其后，他们又在白癜风病人皮肤中做了pstat1的染色实验，结果发现：在白癜风病人皮肤具有pstat1的细胞中，超过80%都是成纤维细胞。换言之，成纤维细胞是白癜风病人中最主要的响应ifn-γ信号的细胞类型。

之后，徐子健转入到优化小鼠模型的生物学实验。做着做着，他感觉不对劲：之前的兴奋劲儿消失了，怎么也打不起精神。

“这就是所谓的的 ‘由奢入简难’ 啊。” 事后回顾，徐子健笑言。

他说，之前做单细胞测序数据分析要写很多代码，工作状态类似程序员。“做数据分析很像打游戏，每次敲完一个代码就会得到一个正反馈。这样就感觉非常爽，做着做着就到凌晨一两点钟了。第二天很早起来接着做，身体很疲乏，但精神上不觉得累。”

但是，做生物学实验就没这么爽了，一个实验起码要等一周甚至一个月才以后才有结果，而且还常常是负的。

所以，等徐子健结束 “打游戏”、继续做生物学实验后，就觉得很没意思，难以进入正常的工作状态。

陈婷做博后时也有过类似的经历。她若无其事地告诉徐子健：“没事儿，每个研究生或多或少可能都会经历这个过程。”

她建议徐子健先放下手头的工作，好好休息一段时间，等调整好了再回来。现在陈道明做得也很顺手，你就放心吧。”

就这样，从元旦到春节，徐子健休整了一段时间。在此期间，实验室的同学给了他很多帮助，陪他玩、吃好吃的，度过了那段情绪低落的时期。

春节过完，状态恢复的徐子健又回到实验室。他和陈道明一起，做最后的冲刺——

2019年5月，完成一个关键的小鼠遗传学实验，进一步证实成纤维细胞在白癜风进展中的重要功能；

同年6月，完成系列关键的体外实验transwell（小室细胞迁移实验）和体内实验，结果表明：成纤维细胞通过趋化因子cxcl9、cxcl10，对免疫细胞进行招募；

图9 成纤维细胞通过cxcl9/10调控杀伤性cd8 t细胞的招募 | 陈婷实验室供图

同年8月，完成关键病例统计工作和相关性分析；

同9月，开始撰写论文。

在写论文的过程中，为进一步验证成纤维细胞对cd8 t细胞的招募作用，陈婷实验室又与清华大学应用数学系胡煜成老师合作，建立数学模型模拟白癜风疾病的进展过程。模拟出来的结果，与小鼠实验的结果完全相符。

2020年1月，陈婷将写好的论文投给《细胞》（cell）杂志。

仅过了5天，陈婷就收到《细胞》的回复——拒稿。

编辑给出的理由是：这个研究他们不感兴趣。

她意识到：撰写的论文没能突出重点，把白癜风对称分布的特性，以及实验中最重要、最有意思的发现，清楚、明确地地展现出来。

“这毕竟是一个很冷门的领域，如果论文的亮点不突出，杂志自然不会关注。”

陈婷和徐子健请常健民提供了一批展示白癜风对称性的照片，并对这个问题的重要性和科学价值做了补充。

2020年3月2日，陈婷把修改后的论文投给了《自然》（nature）。

徐子健心想：“这回应该没问题了吧？”

3个月之后，《自然》的回信让他差点崩溃：初审意见提出了19项补充实验和修改意见！

“这么多问题！这下肯定没戏了！” 徐子健心里一沉。

2020年上半年疫情最严重的时候，实验室仅有陈婷、徐子健和另一位博士生上班，其他同学都还没回来。

赶到实验室，徐子健却发现陈老师很兴奋：“这个好！杂志给我们审稿了，审完还提了这么多问题！”

“陈老师，这些问题可都很难回答。”

“不怕，咱们一条一条来！”

随后的几天里，两人把问题认真梳理了一遍，按内在逻辑拉个了清单。然后，在陈婷的指导下，他们一条一条地过：这个问题难点在哪儿，应该补充什么实验……

不过，乐观的陈婷也没有想到，这篇文章前后审了五轮——

2020年11月，二审提出6项补充实验和修改意见；

2021年4月，三审提出9项修改建议；

同年7月，四审提出1项补充实验和3项内容修订；

“为什么审了这么多轮？”

“还是因为之前从没有人像我们如此深入地做这类疾病的机制性研究，得出的结论也太新了。” 陈婷告诉笔者，“因此，从病人的单细胞测序分析结果到小鼠模型的可靠性，再到成纤维细胞的重要性、异质性，评审人都提出了各种质疑。”

当陈婷他们做完前两轮补充实验、把论文完善后交回去，杂志编辑拿不准，又找来一位审稿人。

“这个人又把我们从头到脚批评了一遍，而且话说得特别狠。按他的逻辑，我们的文章不是不能发《自然》，是哪儿都发不了！” 陈婷的倔劲儿上来了：“审稿人要是 ‘软刀子’ 把我给拒了，我也就认了。跟我这么说，那可不行——一定要打回去！”

于是，他们又把这位审稿人提出的问题，一条一条地过。

在所有的问题中，最难的一个，是审稿人认为：陈婷他们自己建的小鼠模型不具备代表性，要用之前国际同行建的一个小鼠模型，把他们的主要发现再重复一遍，看能否得到一样的结果。

其实，陈婷早就知道这个模型，之所以没有采用，是因为她知道：这个模型完全依赖于人为转基因诱导体系，不仅跟病人的发病原因完全无关，而且实验操作及其复杂，不能支持深入的机制探索。

“这下歇菜了。” 徐子健心想，如果按审稿人的要求做，就相当于把过去几年主要的实验重来一遍。

而且，审稿人提的这个小鼠模型非常难搞，不知道猴年马月才能建好。

纳履踵决之际，与陈婷团队合作的李春英伸出援手：她们实验室在白癜风领域有长期的研究经验，之前做过审稿人说的那个小鼠模型。随后，李春英团队把有所需的试剂、耗材寄给陈婷实验室，并把积累的经验倾囊相授。

这下解决了燃眉之急。徐子健和陈道明他们只用了一个月时间，就把审稿人提出的模型建了起来。之后，他们又花了小半年，把关键实验重复了一遍，得出的结论与之前的完全一致！

2021年11月15日，陈婷终于收到《自然》杂志的接收通知。

回顾这场耗时超过六年、反复折腾的马拉松，陈婷不但没有抱怨，反而觉得 “很幸运”。

她告诉笔者，一方面，是北生所提供了可以 “十年磨一剑” 的环境：每个实验室都有稳定的经费支持，不用为钱操心；所里既没有 “年终考核”，也没有论文指标要求；同事们看重的是 “国际一流” 的原创成果，大家对 “帽子”、职称、职务都不太当回事……

另一方面，是她遇到了很好的合作者。

“这个课题是我们实验室与所内外的多个团队合作完成的，北京医院常建民教授，北京大学第三医院王文慧医生和张龙医生，西京医院的李舒丽医生和李春英教授，中国医学科学院皮肤病研究所杨勇教授，都给了很大的帮助。”

“碰到常医生他们这样的合作者，我们很幸运——他从来没有催过我：论文什么时候发啊？” 陈婷认为，“这一点很重要。”

2016年初，经北医三院王文慧介绍，陈婷联系到常建民，自此开始了长达数年的合作。

“我在看病的同时也搞研究，也不喜欢急功近利，所以对陈婷团队遇到的沟沟坎坎感同身受。” 常建民告诉笔者：“我知道做科研必须得静下心来，不能着急。科研本身就是一个失败多、成功少的过程，科研人员也是痛苦多于快乐——可以说整个过程大部分时间是非常痛苦的。”

在与陈婷实验室合作的过程中，常建民一直的态度是：让他们放手去做，需要自己帮忙的时候，会尽力提供帮助。他和同事除了及时提供研究所用的样品，还经常与陈婷实验室交流、探讨。对于后者遇到的临床上的问题，常建民团队有求必应：讲解白癜风的临床表现，解释临床医生认为的发病机制、发病原因……

“实验研究主要是陈婷团队做的，我们主要是提供样品、解疑释惑。” 常建民说，“这一点我们还做得比较好，从来没有要求过他们一定要做出什么研究、发什么样文章，也没有要求过多长时间就得做完。”

“陈婷团队是纯粹做科学的，能够耐得住科研的寂寞。这种品质非常难得。”常建民认为，“如果太急功近利的话，就容易掺杂主观臆断，甚至造假。所以，我也从来没催过他们。”

“你们下一步打算做什么？” 笔者问。

“主要是上、下游两个方向。” 陈婷说，“上游是白癜风的发病机制，下游是开发治疗白癜风的药物。”

“尽管我们阐明了白癜风的疾病特征和调控机制，但究竟这个疾病是如何发生的，我们还不知道。” 她说，白癜风虽然不是先天的遗传病，但存在遗传倾向，而且病因非常复杂——外在因素很多，内因也极其复杂。

“直到现在大家也不知道，究竟是什么原因让病人的cd8 t细胞异常地攻击身体里正常的细胞。”

目前临床上普遍认为，白癜风的发生与压力有关。比如，中考、高考前后的学生，都是白癜风的重点发病人群。

陈婷说，她和学生正在尝试利用小鼠模型，研究压力对白癜风的发病到底有没有作用。

“目前还没有什么结果。因为小鼠和人的压力不是一回事，我们拿到了好多的负结果。”

说到这里，陈婷忍不住笑，“我们实验室90%的实验都是失败的，或者是负结果。这并不是因为我们笨，而是真正的科研就是这个样子。”

治疗白癜风的药物开发，也在摸索之中。

“开发药物远比单纯的实验室研究更复杂、更艰难，需要的时间也更长。总之，后面的研究更难。”

“但难才有意思。” 陈婷补充道。