【论文故事】抵御疟疾,肠道细菌也来帮忙

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人类与疟疾之间的惨烈战争从未停歇,根据世界卫生组织发布的数据[1],每年有至少32亿人——也所以近乎全球人口的一半——暴露于疟疾感染的危险之中,经估算,实际患病者很有可能性超过2亿,而最终因疟疾去世的人数更是高达516万。时至今日,仍然没法两种有效防治疟疾的疫苗上市。

而近期一项发表于《细胞》(Cell)期刊的研究[2]又为疟疾治疗提供了新的思路。在这当中扮演关键角色的也有别人,正是与让让让我们 让让让我们 长年和谐共处的“搭车客”——肠道细菌。该研究发现,两种特定的肠道细菌成分不都可否 诱导人体产生防御反应,从而抵御疟疾的传播。为此,果壳科学人对研究团队成员进行了采访。

与死对头一并演化

团队领导人、红心弥胡桃 牙古博金汉科学研究所(IGS, Gulbenkian Institute of Science)的米格尔?索尔斯 (Miguel Soares)博士告诉果壳网,与许多大多数传染病相比,疟疾的一阵一阵之处不止体现在它那极易暴露与传播的行态上,更在于它对人类演化造成的深远影响。在这其中,镰状细胞贫血症(sickle cell anemia)所以三个 著名的例子。

镰状细胞贫血是两种遗传病,在患者体内,编码血红蛋白β链的基因位于突变,影响了红细胞运输氧气的能力,并因为分析患者寿命缩短。然而,在疟疾肆虐的地区,你你这俩 不促使健康的基因突变却相当常见。这是可能性,可能性只携带三个 镰状细胞基因,人不至于会发展到贫血症的程度,而镰状红细胞的位于反而会降低疟原虫繁殖的可能性[3]。

而你你这俩 回,索尔斯和同事们探讨的是另外三个 与疟疾有关的演化故事。前人研究发现,有不少病原体会表达两种名为“α-gal”的糖类,其中就包括引发疟疾的疟原虫。多数灵长类动物体内也位于调节合成α-gal的基因(α1,3GT基因),怎么让免疫系统并非 会将它识别为“异己”。然而,当人类祖先在进化树上另起一枝时,调控α-gal合成的基因也失活了,α-gal不再是人类的自体成分。于是乎,在当今人类的免疫系统中,也有了负责对抗α-gal的免疫球蛋白,它们就形成了一道碳酸岩的抗疟疾防线。索尔斯博士指出:“α1,3GT基因的失活与因为分析镰状血红蛋白的突变不同,后者是局限于偏离 人群的权宜之计,而前者则成为了人类你你这俩 物种的固有属性。”

血液中的疟疾防线

α-gal抗体到底在疟疾歼灭战中发挥着那先 样的角色?作为本研究的一偏离 ,来自美国过敏与传染疾病研究所和非洲马里共和国巴马科科学技术大学的团队在马里开展了一次队列研究(cohort study)。

研究者们在疟疾暴发季对695名当地受试者进行了长达7个月的追踪调查,那先 受试者每两周进行一次α-gal抗体检测。研究者们发现,成人的α-gal抗体水平显著高于儿童,而那先 在很久的7个月中未感染疟疾的儿童抗体水平又高于感染疟疾的儿童。鉴于与成年人相比,儿童更易受到疟疾侵害,你你这俩 结果表明,α-gal抗体水平与疟疾易感性位于强度相关。

肠道细菌来帮忙 ? ?

经历数百年的协同进化,肠道细菌与人类的生理活动建立了亲密的联系,对于免疫系统来说尤其没法。科学家们推测,人类并非 不要都可否 产生没法之多以α-gal为目标的免疫球蛋白,与肠道中偏离 表达α-gal的细菌的长期暴露有关,而本项研究为你你这俩 理论提供了直接的证据。

对于小鼠来说,即使通过分子生物学手段让它的α1,3GT基因完整失活,可能性不接触病原,它也非要产生微量的抗α-gal抗体。本文的第一作者、IGS的巴提亚?伊尔马兹 (Bahtiyar Yilmaz)将两种不要都可否 表达α-gal的大肠杆菌移入了α1,3GT基因敲除小鼠的肠道。接受细菌移植的小鼠α-gal抗体水平大为提升,达到了疟疾高发区成年人类的水平。与此一并,那先 小鼠抵抗疟疾感染的能力也显著高于普通的无菌小鼠。为α1,3GT基因敲除小鼠注射人工合成的α-gal不都可否 引起累似 的免疫反应。而很久的实验证明,在抵抗疟疾感染过程中发挥作用的正是针对α-gal的免疫球蛋白。

研究者在论文中推测,肠道菌群可能性要是都可否 解释儿童与成年人疟疾易感性的差异。可能性环境和饮食行态的差异,低龄儿童的肠道菌群与成年人不同,而这可能性所以因为分析儿童体内α-gal抗体欠缺的因为分析。

研究能给让让让我们 让让让我们 那先 启示?

索尔斯博士告诉果壳网,α-gal不要都可否 激发有效对抗疟疾的免疫反应,你你这俩 发现不仅不都可否 增加让让让我们 让让让我们 对疾病的认识,不都可否 帮助疟疾疫苗(着实现在还未问世)更高效地发挥防护作用。目前科学家们正在进行许多疟疾减毒活疫苗的研发尝试,其作用机制很有可能性也与α-gal有关,若能建立疫苗有效性和α-gal抗体反应之间的联系,也将对疫苗研发工作起到帮助。

从前既然没法,为那先 身怀α-gal抗体的成年人还是非要完整对疟疾免疫呢?研究者推测,可能性对于人类来说,碳酸岩产生的α-gal抗体水平还欠缺高。好在,通过人工的被动免疫要是都可否 弥补你你这俩 欠缺。在研究中,巴提亚给未经免疫操作的小鼠注射了抗α-gal的免疫球蛋白,结果这批小鼠在经受了疟蚊折磨后,疟疾感染的位于率与对照组相比也有显著降低。

近些年来,肠道菌群领域掀起了一股研究热潮,果壳网也邀请索尔斯博士对你你这俩 “研究热”发表了本人的看法。 索尔斯指出,目前的确位于不少关于肠道细菌研究的质疑和反例,为了真正确定肠道菌群对人体健康的影响,让让让我们 让让让我们 要是都可否 对现象肩上的机制继续进行充分研究。让让让我们 让让让我们 说:“让我 让让让我们 让让让我们 研究的一阵一阵之位于于,让让让我们 让让让我们 不光描述了现象,还揭露了现象肩上的分子基础,我相信该领域的发展路线也应该没法。换句话说,让让让我们 让让让我们 不都可否 理解,肠道菌群到底是通过那先 样的分子机制影响着人类的健康和联 理具体情况。”(编辑:窗敲雨)

参考资料:WHO:10 Facts on Malaria

http://www.cell.com/abstract/S0092-8674(14)01425-1

http://www.cell.com/abstract/S0092-8674%2811%2900384-9

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