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能绕过人体免疫系统的深海细菌

时间: 2021年06月09日 | 作者: Stephanie Melchor | 来源: ob欧宝娱乐app网址-娱乐入口☞ Welcome☜(huanqiukexue.com)
研究表明,一些深海细菌细胞壁上的LPS非常特殊,基本上是“透明的”,无法被人体细胞的功能识别受体识别。


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基里巴斯菲尼克斯群岛保护区里的生物欣欣向荣。


撰文 | 斯蒂芬妮·梅尔乔(Stephanie Melchor)

翻译 | 赵欢


在微生物真正造成危害前,人体的免疫系统就必须提前识别出这些具有潜在威胁的对象。在这个过程中,细胞会根据一些常见的分子结构,找出具有特殊识别功能的受体,以此大范围地识别不同微生物的种类。


其中一个标志性结构是脂多糖(LPS),它是众多类型细菌的细胞壁都具有的一种长链糖。许多研究人员认为,除了那些极少数专门演化出规避免疫检测的病原体外,人体可以识别出任何一种微生物产生的LPS。但一项新的研究表明,一些深海细菌细胞壁上的LPS非常特殊,基本上是“透明的”,无法被人体细胞的功能识别受体识别。


2017年,一个科学团队乘坐施密特海洋研究所(Schmidt Ocean Institute)的“福克”号研究船前往基里巴斯的菲尼克斯群岛保护区(PIPA,亦称为凤凰群岛保护区)。这片保护区位于太平洋中部,是地球上最大的海洋保护区之一。作为基本上未受人类影响的生态系统之一,研究人员深入研究了在海平面3000米以下收集到的细菌。他们在船上的实验室里培养了50个菌株,并将每个菌株暴露在装有人体免疫细胞和小鼠免疫细胞的培养皿中。这些免疫细胞只能识别出少数新菌种的LPS,过程与识别常见的大肠杆菌等细菌相同。但是对于其他80%的深海细菌而言,在人和小鼠的LPS检测功能识别受体中,至少有一种无法将其正常识别。


美国宾夕法尼亚大学的免疫学家桑妮·希恩(Sunny Shin,并未参与这项研究)表示:“这篇论文让人欣喜若狂”。她指出,人们普遍认为,这些受体能识别任何一种外来分子结构,但是新的发现刷新了人们的认知。相反,新研究表明,这些识别受体演化为只能检测出本地的环境微生物。


“当然,像去咖啡馆这样人类经常会去的地方时,人体的免疫系统有必要识别出那里的每一种常见微生物。”美国波士顿儿童医院的免疫学家乔纳森·卡根(Jonathan Kagan,这项研究的合作者)表示。但在人类无法接触的环境中,人体免疫系统就不能检测出生活在那些环境中的部分微生物了。


难道这就意味着人类需要担心深海微生物会摧毁人体的免疫系统吗?或许不用。首先,那些在深海寒冷、黑暗、高盐度的环境中繁衍生长的细菌,一般无法在人类温暖的机体内存活。此外,人体的免疫系统还有很多其他机制能识别出入侵细菌。


这项研究的结果可能会引入到一些有趣的临床研究中。研究人员一直希望在疫苗中加入脂多糖,以此帮助激活免疫系统。但它可能会引起非常强烈而危险的免疫反应。尽管菲尼克斯群岛的大多数深海细菌含有不会引起任何反应的变种LPS,但也有一些引起了一定程度的反应。卡根表示,这些新的脂多糖分子可能被用作一个“调节盘”,让癌症疫苗研究人员微调免疫反应,而不是直接让免疫系统面对从0到10的大转换。


深海并不是免疫学通常会关注的环境。卡根、安娜·高蒂尔(Anna Gauthier,实验室成员)和海洋生态学家兰迪·罗特扬(Randi Rotjan,也是PIPA的联合首席科学家)三人通过一系列独特的合作模式共同推进了这项研究。罗特扬计划了深海探险,她邀请高蒂尔收集沿途的深海细菌并鉴别这些细菌的属种。


罗特扬提到,研究人员计划明年夏天到PIPA开展另一次跨学科考察,调查更有针对性的问题,比如珊瑚等本土深海生物会对这些细菌作出什么反应。对于是否会有惊喜出现,团队持开放的态度。她补充说:“这就是基础研究的美妙之处,你永远不知道它会带你走向哪里。”