各司其职的细菌 不管是细胞数量,还是拥有的基因数量,寄生在人体表面和内部的细菌都远超人体本身。十年之后,布雷泽发表的另一项研究成果表明,幽门螺旋杆菌不仅能够调节胃酸的分泌,还有其他作用。
科学家发现,一些线索指向一种非常新颖的观点:经过20万年的进化,人体内的细菌群落和免疫细胞已经达成了和平共处,也就是一种平衡。在过去的亿万年中,经过不断磨合,免疫系统已经进化得既不会具有过强的攻击性(进攻自己人),也不过于放松(放过敌人)。例如,T细胞会在识别和反击入侵人体的病原体时扮演重要角色,同时还会引发一系列炎症反应(肿胀、变红、发热等)。但是,人体在产生大量T细胞后,又会很快产生调控性T细胞,抵消促炎T细胞产生的效应,缓解炎症。
正常情况下,调控性T细胞会在促炎T细胞肆虐之前迅速发挥作用。美国加州理工学院的马兹曼尼安称,“问题是,这些促炎T细胞抵御外敌时采取的措施,比如释放毒性化合物,会破坏我们自己的组织。”幸运的是,调控性T细胞会产生一种蛋白质来抑制促炎T细胞。最终使得炎症反应减弱,免疫系统不再攻击人体自己的细胞和组织。一旦好斗的促炎T细胞与平和的调控性T细胞之间达成平衡,人体就会保持良好的健康状况。
多年来,研究人员都认为这种自我平衡的系统,完全是由免疫系统生成的。但是,马兹曼尼安和同事发现,一个免疫系统是否健康、成熟,取决于有益细菌是否一直与其发生作用。这个事实再一次说明,我们并不是自己命运的主宰者。“细菌可以使我们的免疫系统运转得更好,这可能是一个颠覆传统的观念,”马兹曼尼安说,“不过,事实越来越清楚:免疫系统后面的驱动力,正是那些共生细菌。”
马兹曼尼安和他在加州理工学院的研究团队发现,大多数人(约70%~80%)体内都有一种细菌——脆弱拟杆菌。这种细菌可以释放消炎物质,帮助免疫系统保持平衡。他们以免疫系统有缺陷的无菌小鼠为研究对象,这种小鼠的调控性T细胞在功能上存在障碍。当研究人员向小鼠植入脆弱拟杆菌后,这种啮齿类动物的免疫系统可以恢复正常,促炎T细胞和抗炎T细胞之间重回平衡状态。
这其中的机制是什么呢?在20世纪90年代初,研究人员对脆弱拟杆菌表面伸展出的几种糖分子进行了研究,发现起作用的就是这些糖分子。2005年,马兹曼尼安和同事证明:这些分子中,有一种称为多糖A的分子,可以促进免疫系统的发育成熟。不久后,他们又发现,多糖A可以给免疫系统发信号,使之制造更多的调控性T细胞,后者再告诉促炎T细胞不要攻击脆弱拟杆菌。相反,那些缺乏多糖A的脆弱拟杆菌在肠内黏膜层中则无法生存,因为免疫细胞会把这种细菌当作病原体攻击。
2011年,马兹曼尼安和同事在美国《科学》(Science )杂志上发表论文,详细描述了上述效应中的分子反应,第一次阐明了微生物与哺乳动物之间的共生现象。“脆弱拟杆菌对人体非常有益,帮助我们弥补了人体本身DNA的不足,”马兹曼尼安说,“很多时候,它对我们的免疫系统发号施令,进行操纵。”但是,与许多病原体不同的是,这种操纵并不会抑制或减弱我们免疫系统的性能,相反,还有助于免疫系统发挥功能。我们体内的其他细菌,也可能对免疫系统有相似的作用。他提醒说:“这只是第一个例子。毫无疑问,还会有更多的例子出现。”
遗憾的是,因为人们生活方式的改变,脆弱拟杆菌与幽门螺旋杆菌一样,正面临灭绝。“所谓的社会发展,已经在很短的时间里,完全改变了我们与微生物世界之间的联系,”马兹曼尼安说,“在努力使自己远离病原体的同时,我们也断绝了自己与有益微生物之间的联系。我们的本意是好的,但我们将为之付出沉重的代价。”
在脆弱拟杆菌的例子中,代价可能是自身免疫系统的紊乱。如果没有多糖A对免疫系统发送信号,令其产生更多的调控性T细胞,那些好斗的T细胞就会攻击它们所撞见的任何东西,包括人体自己的组织。马兹曼尼安认为,近年来免疫系统疾病,比如克罗恩氏病、I型188bet在线平台网址 、多发性硬化症等疾病的发病率提高了七八倍,就与有益细菌的减少有关。“导致这些疾病的,既有自身原因,又有外界原因,”马兹曼尼安说,“我相信外界原因就是共生细菌群落,它们的改变正在影响我们的免疫系统。”我们生活方式的改变,导致微生物群落发生改变,脆弱拟杆菌和其他抗炎微生物减少,进而导致调控性T细胞发育不良。对那些遗传学上的易感人群来说,这种变化可能会导致免疫性疾病和其他疾病。
当然,以上描绘的只是一种可能。现阶段的研究只能说明,共生细菌数量的减少与免疫疾病发病率提高之间存在关联。但究竟谁是因,谁是果,就很难分清了。以肥胖症为例:一方面,人体内固有的细菌数量减少,导致了自身免疫疾病和肥胖症的发病率直线上升;另一方面,这些疾病也使体内环境不再适宜共生微生物生存。马兹曼尼安认为,前者才是矛盾的主要方面,肠道内细菌群落的改变导致了免疫性疾病发病率提高。但是,“这还有待于科学家进一步验证,进行相关研究,证明其中的因果关系,阐明隐藏在其后的机制,”马兹曼尼安说,“这是我们的责任,也是我们的工作。”
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