โรคมะเร็ง คือ โรคของเซลล์ที่มีการเจริญเติบโตอย่างผิดปกติ ที่สามารถบุกรุก ทําลายอวัยวะและเนื้อเยื่อที่ดีซึ่งอยู่บริเวณใกล้เคียงได้ ระบบภูมิคุ้มกันของร่างกายมนุษย์มีหน้าที่กําจัดเชื้อโรคและสิ่งแปลกปลอมในร่างกาย โดยปกติเซลล์ในระบบภูมิคุ้มกันจะไม่ทําลายเซลล์ของร่างกายเนื่องจากมีความสามารถในการจดจําเซลล์ของร่างกายได้ จึงสามารถกําจัดเชื้อแบคทีเรีย ไวรัส และสิ่งแปลกปลอมที่เป็นอันตรายต่อร่างกายได้ โดยมีทีเซลล์ (T-cell) ซึ่งเป็นเซลล์เม็ดเลือดขาวที่มีบทบาทสําคัญในระบบป้องกันของร่างกาย โดยทีเซลล์นั้นจะมีตัวรับ (receptor) เพื่อใช้ในการจับกับโครงสร้างของสิ่งแปลกปลอมในร่างกาย และการจับดังกล่าวนี้จะเป็นการกระตุ้นการทํางานของระบบภูมิคุ้มกันของร่างกายให้อยู่ในภาวะของป้องกันตัว (defence) ทั้งนี้โปรตีนที่อยู่บนผิวของทีเซลล์จะเป็นตัวบอกหรือกระตุ้นการทํางานระบบภูมิคุ้มกันในการจับหรือต่อสู้กับโครงสร้างของสิ่งแปลกปลอมในร่างกาย แต่มีโปรตีนบางชนิดที่ยับยั้งระบบภูมิคุ้มกันนี้เปรียบเสมือนทําหน้าที่เป็นเบรกต่อระบบภูมิคุ้มกัน ส่งสัญญาณให้ทีเซลล์ในระบบภูมิคุ้มกันหยุดการโจมตี ป้องกันไม่ให้เซลล์เม็ดเลือดขาวดังกล่าวไปโจมตีเซลล์ปกติของร่างกาย
หากมองถึงการรักษาโรคมะเร็งในอดีต ได้มีวิธีการรักษาโดยวิธีต่าง ๆ ได้แก่ การผ่าตัด การฉายรังสี เคมีบําบัด (chemotherapy) และการใช้ฮอร์โมน ซึ่งพบว่าวิธีการดังกล่าวข้างต้นไม่สามารถใช้ในการบําบัดรักษามะเร็งบางชนิดอย่างได้ผล นอกจากนี้การวิจัยและพัฒนาการรักษาโรคมะเร็งจะมุ่งเน้นการสังเคราะห์และการค้นหาสารต่าง ๆ เพื่อให้ได้มาซึ่งตัวยาที่มีฤทธิ์ในการทําลายเซลล์มะเร็งอย่างไรก็ตามยาที่วิจัยและค้นพบในอดีตส่วนใหญ่แล้วจะไม่มีความจําเพาะเจาะจง คือจะเข้าทําลายทั้งเซลล์มะเร็งรวมไปถึงเซลล์ปกติด้วยจึงก่อให้เกิดผลข้างเคียงหรืออาการไม่พึงประสงค์จากยานั้น ๆ อย่างมาก จากนั้นการรักษาโรคมะเร็งก็ถูกพัฒนาให้มีความจําเพาะเจาะจงแก่ตัวเซลล์มะเร็งมากขึ้นเพื่อลดผลข้างเคียงต่อเซลล์ปกติที่อาจเกิดขึ้นจากยานั้น ๆ โดยหนึ่งในวิธีการที่มีการวิจัยอย่างแพร่หลาย คือภูมิคุ้มกันบําบัด (Immunotherapy) โดยอาศัยระบบภูมิคุ้มกันต้านทานโรคในร่างกายเองในการทําลายเซลล์มะเร็งแต่ทว่าการรักษาโดยการทําลายเซลล์มะเร็งโดยตรงก็ส่งผลข้างเคียงที่ร้ายแรงเช่นกัน
งานวิจัยของศาสตราจารย์อัลลิสันและศาสตราจารย์ฮอนโจได้นําไปสู่การพัฒนาการรักษาโรคมะเร็งรูปแบบใหม่ซึ่งต่างจากการรักษามะเร็งแบบดั้งเดิม โดยศาสตราจารย์อัลลิสันและศาสตราจารย์ฮอนโจพยายามหาวิธีที่จะช่วยกําจัดตัวที่ยับยั้งระบบภูมิคุ้มกัน แทนที่จะมุ่งกําจัดเซลล์มะเร็งโดยตรง เพื่อให้ระบบภูมิคุ้มกันโจมตีเซลล์มะเร็งได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ทําให้ระบบภูมิคุ้มกันของผู้ป่วยเองได้จัดการกับเซลล์มะเร็งอย่างทันท่วงที
ในปี ค.ศ. 1990 ศาสตราจารย์อัลลิสัน ได้ค้นพบโปรตีน CTLA-4ซึ่งเป็นตัวยับยั้งการทํางานของทีเซลล์ (T-cells)ปกติแล้วทีเซลล์จะถูกควบคุมโดยโปรตีน 2 ชนิดคือตัวยับยั้งและตัวเร่ง ต่อมาในปี ค.ศ. 1997 ศาสตราจารย์อัลลิสัน ได้ค้นพบกลไกที่สามารถปลดปล่อยตัวยับยั้งนี้ได้ โดยพัฒนาแอนติบอดีเข้าไปจับกับโปรตีน CTLA-4 จากการทดลองกลไกนี้ในหนู ชี้ให้เห็นว่าการยับยั้งไม่ให้โปรตีน CTLA-4 เข้าไปจับกับทีเซลล์ทําให้ทีเซลล์สามารถเข้าโจมตีเซลล์มะเร็งได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น
ในช่วงเวลาที่ศาสตราจารย์อัลลิสันค้นพบตัวยับยั้งดังกล่าวนั้น ทางด้านศาสตราจารย์ฮอนโจก็ได้ค้นพบโปรตีน PD-1ในปี ค.ศ. 1992 ซึ่งเป็นตัวยับยั้งการทํางานของทีเซลล์เหมือนกันแต่ทํางานในอีกวิธีที่แตกต่างกัน
หลังจากเกือบสองทศวรรษ ที่นักวิจัยทั้งสองค้นพบตัวยับยั้งทีเซลล์ ก็มีการคิดค้นแอนติบอดีที่ต่อต้านการทํางานของตัวยับยั้งเหล่านั้น และนํามาทดลองและศึกษาทางคลินิกเพื่อรักษาผู้ป่วยมะเร็งบางชนิด ซึ่งปรากฏว่าการยับยั้งการทํางานของโปรตีน CTLA-4 ให้ผลดีอย่างยิ่งในการรักษาโรคมะเร็งผิวหนังชนิดร้ายแรง ในขณะที่การยับยั้งการทํางานของโปรตีน PD-1 มีประสิทธิภาพในการรักษามะเร็งหลายชนิด ทั้งมะเร็งผิวหนังชนิดร้ายแรง มะเร็งต่อมน้ําเหลือง มะเร็งไต และมะเร็งปอดแม้อยู่ในระยะลุกลาม
นายกอร์ดอน ฟรีแมน (Gordon Freeman)นักภูมิคุ้มกันวิทยา จากสถาบันมะเร็งดานา-ฟาร์เบอร์ (Dana-Farber Cancer Institute) บอสตัน สหรัฐอเมริกา ได้ชี้ว่าจากการทดลองและงานวิจัยที่ผ่านมาได้พิสูจน์ว่า การยับยั้งการทํางานของโปรตีน CTLA-4 มีผลต่อการรักษาโรคมะเร็งผิวหนัง ในขณะที่การยับยั้งการทํางานของโปรตีน PD-1 สามารถรักษาโรคมะเร็งได้หลากหลายมากกว่า แต่อย่างไรก็ตามก็มีการทดลองทางคลินิกที่ชี้ให้เห็นว่าการผสมผสานการรักษาที่ยับยั้งการทํางานทั้งโปรตีน CTLA-4 และ PD-1 สามารถรักษาโรคมะเร็งผิวหนังชนิดร้ายแรงได้อย่างมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น ปัจจุบันได้มีการทดลองทางคลินิกเพื่อประเมินประสิทธิภาพของวิธีการรักษาแบบใหม่นี้ในโรคมะเร็งเกือบทุกชนิด อีกทั้งยังศึกษาเพิ่มเติมถึงโปรตีนชนิดอื่น ๆ ที่อาจจะเป็นตัวยับยั้งระบบคุ้มกันของมนุษย์ด้วยเช่นกัน
โดยสรุปการรักษาด้วยวิธีนี้เรียกว่า “Immune Check-point Therapy” ซึ่งแตกต่างจากวิธีรักษามะเร็งด้วยภูมิคุ้มกันแบบดั้งเดิมที่มุ่งโจมตีเซลล์มะเร็งโดยตรง โดยวิธีใหม่นี้จะเข้าจัดการกับ Immune Checkpoint In-hibitors (เช่น โปรตีน CTLA-4 และ PD-1) ซึ่งเป็นตัวยับยั้งการทํางานของระบบภูมิคุ้มกัน โดยวิธีการรักษาแบบใหม่นี้สามารถยืดอายุขอผู้ป่วยโรคมะเร็งได้หลายปี
สํานักงานคณะกรรมการอาหารและยาของสหรัฐอเมริกา (US Food and Drug Administration,FDA) ได้อนุมัติให้ใช้แอนติบอดีต้านโปรตีน CTLA-4 เป็นยารักษามะเร็งผิวหนังเมื่อปี ค.ศ. 2011 ซึ่งมีชื่อทางการค้าที่รู้จักกันทั่วไปว่า “เยอร์วอย” (Yervoy) และอนุมัติให้แอนติบอดีต้านโปรตีน PD-1 เป็นยาเพื่อการทดลองรักษาโรคมะเร็งได้เมื่อปี ค.ศ. 2014
โรคมะเร็งเป็นปัญหาด้านสุขภาพที่ท้าทายมากที่สุดของมนุษยชาติ เป็นเวลามากกว่า 100 ปีที่นักวิทยาศาสตร์ได้มีความพยายามที่จะใช้ประโยชน์จากระบบภูมิคุ้มกันในการต่อสู้กับเซลล์มะเร็ง การค้นพบกลไกในการบําบัดรักษาโรคมะเร็งโดยศาสตราจารย์เจมส์ พี. อัลลิสัน และ ศาสตราจารย์ทาซูกุ ฮอนโจ ถือได้ว่าเป็นการปฏิวัติในวิธีการบําบัดรักษามะเร็งและเป็นการพลิกมุมมองใหม่สําหรับการจัดการกับมะเร็งเลยทีเดียว