科學(xué)探索：繞過(guò)人體免疫的深海細(xì)菌


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在微生物真正造成危害前，人體的免疫系統(tǒng)就必須提前識(shí)別出這些具有潛在威脅的對(duì)象。在這個(gè)過(guò)程中，細(xì)胞會(huì)根據(jù)一些常見的分子結(jié)構(gòu)，找出具有特殊識(shí)別功能的受體，以此大范圍地識(shí)別不同微生物的種類。
其中一個(gè)標(biāo)志性結(jié)構(gòu)是脂多糖（LPS），它是眾多類型細(xì)菌的細(xì)胞壁都具有的一種長(zhǎng)鏈糖。許多研究人員認(rèn)為，除了那些極少數(shù)專門演化出規(guī)避免疫檢測(cè)的病原體外，人體可以識(shí)別出任何一種微生物產(chǎn)生的LPS。但一項(xiàng)新的研究表明，一些深海細(xì)菌細(xì)胞壁上的LPS非常特殊，基本上是“透明的”，無(wú)法被人體細(xì)胞的功能識(shí)別受體識(shí)別。
2017年，一個(gè)科學(xué)團(tuán)隊(duì)乘坐施密特海洋研究所（Schmidt Ocean Institute）的“福克”號(hào)研究船前往基里巴斯的菲尼克斯群島保護(hù)區(qū)（PIPA，亦稱為鳳凰群島保護(hù)區(qū)）。這片保護(hù)區(qū)位于太平洋中部，是地球上最大的海洋保護(hù)區(qū)之一。作為基本上未受人類影響的生態(tài)系統(tǒng)之一，研究人員深入研究了在海平面3000米以下收集到的細(xì)菌。他們?cè)诖系膶?shí)驗(yàn)室里培養(yǎng)了50個(gè)菌株，并將每個(gè)菌株暴露在裝有人體免疫細(xì)胞和小鼠免疫細(xì)胞的培養(yǎng)皿中。這些免疫細(xì)胞只能識(shí)別出少數(shù)新菌種的LPS，過(guò)程與識(shí)別常見的大腸桿菌等細(xì)菌相同。但是對(duì)于其他80%的深海細(xì)菌而言，在人和小鼠的LPS檢測(cè)功能識(shí)別受體中，至少有一種無(wú)法將其正常識(shí)別。


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美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)的免疫學(xué)家桑妮·希恩（Sunny Shin，并未參與這項(xiàng)研究）表示：“這篇論文讓人欣喜若狂”。她指出，人們普遍認(rèn)為，這些受體能識(shí)別任何一種外來(lái)分子結(jié)構(gòu)，但是新的發(fā)現(xiàn)刷新了人們的認(rèn)知。相反，新研究表明，這些識(shí)別受體演化為只能檢測(cè)出本地的環(huán)境微生物。
“當(dāng)然，像去咖啡館這樣人類經(jīng)常會(huì)去的地方時(shí)，人體的免疫系統(tǒng)有必要識(shí)別出那里的每一種常見微生物?！泵绹?guó)波士頓兒童醫(yī)院的免疫學(xué)家喬納森·卡根（Jonathan Kagan，這項(xiàng)研究的合作者）表示。但在人類無(wú)法接觸的環(huán)境中，人體免疫系統(tǒng)就不能檢測(cè)出生活在那些環(huán)境中的部分微生物了。
難道這就意味著人類需要擔(dān)心深海微生物會(huì)摧毀人體的免疫系統(tǒng)嗎？或許不用。首先，那些在深海寒冷、黑暗、高鹽度的環(huán)境中繁衍生長(zhǎng)的細(xì)菌，一般無(wú)法在人類溫暖的機(jī)體內(nèi)存活。此外，人體的免疫系統(tǒng)還有很多其他機(jī)制能識(shí)別出入侵細(xì)菌。


深海細(xì)菌
這項(xiàng)研究的結(jié)果可能會(huì)引入到一些有趣的臨床研究中。研究人員一直希望在疫苗中加入脂多糖，以此幫助激活免疫系統(tǒng)。但它可能會(huì)引起非常強(qiáng)烈而危險(xiǎn)的免疫反應(yīng)。盡管菲尼克斯群島的大多數(shù)深海細(xì)菌含有不會(huì)引起任何反應(yīng)的變種LPS，但也有一些引起了一定程度的反應(yīng)?？ǜ硎荆@些新的脂多糖分子可能被用作一個(gè)“調(diào)節(jié)盤”，讓癌癥疫苗研究人員微調(diào)免疫反應(yīng)，而不是直接讓免疫系統(tǒng)面對(duì)從0到10的大轉(zhuǎn)換。
深海并不是免疫學(xué)通常會(huì)關(guān)注的環(huán)境?？ǜ?、安娜·高蒂爾（Anna Gauthier，實(shí)驗(yàn)室成員）和海洋生態(tài)學(xué)家蘭迪·羅特?fù)P（Randi Rotjan，也是PIPA的聯(lián)合首席科學(xué)家）三人通過(guò)一系列獨(dú)特的合作模式共同推進(jìn)了這項(xiàng)研究。羅特?fù)P計(jì)劃了深海探險(xiǎn)，她邀請(qǐng)高蒂爾收集沿途的深海細(xì)菌并鑒別這些細(xì)菌的屬種。
羅特?fù)P提到，研究人員計(jì)劃明年夏天到PIPA開展另一次跨學(xué)科考察，調(diào)查更有針對(duì)性的問(wèn)題，比如珊瑚等本土深海生物會(huì)對(duì)這些細(xì)菌作出什么反應(yīng)。對(duì)于是否會(huì)有驚喜出現(xiàn)，團(tuán)隊(duì)持開放的態(tài)度。她補(bǔ)充說(shuō)：“這就是基礎(chǔ)研究的美妙之處，你永遠(yuǎn)不知道它會(huì)帶你走向哪里?！?br> 撰文：斯蒂芬妮·梅爾喬（Stephanie Melchor）
翻譯：趙歡
引進(jìn)來(lái)源：環(huán)球科學(xué)


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