每天吸入数十亿颗霉菌孢子 我们为何仍安然无恙?

  • A+
所属分类:生活道理

每天吸入数十亿颗霉菌孢子 我们为何仍安然无恙?

人类平均每天吸入体内的霉菌孢子数量在1000到100亿颗之间。特别是在暴雨和洪水灾害过后的几天,真菌大量滋生,空气中似乎都弥漫着发霉的气味。每一颗微小的霉菌孢子都有可能附着在我们温暖、潮湿的肺部,在那里伸展卷须,像藤蔓植物一样生长,入侵我们的内脏器官,慢慢地消耗掉我们的生命。
幸运的是,人类的免疫系统使大部分人免于遭受如此痛苦的死亡方式。不过,我们的免疫系统并非每天都在进行激烈的真菌清剿行动。一项新研究称,在面对霉菌孢子侵袭时,免疫系统的防御手段其实要巧妙得多。
在发表于《科学》杂志的论文中,研究者指出,肺部的免疫细胞一开始会给真菌孢子提供舒适的环境,然后诱导它们开启自我毁灭的程序。当研究人员利用基因工程方法抑制了孢子的自毁系统之后,小鼠体内的免疫细胞就无力阻止霉菌的渗透了。
来自美国纪念斯隆-凯特琳癌症中心的传染病学专家托拜厄斯·霍尔表示,这一发现表明我们的免疫系统使用了一种非常聪明的方法,能够“维持肺部的灭菌和免疫”。
然而,并不是所有人都这么幸运。有些人的免疫系统由于药物作用、其他感染或自体免疫失调等原因,在对抗真菌感染时大打折扣。研究者希望,通过对防御真菌的进一步研究,或许能为“易受侵袭的患者群体提供新的治疗和介入策略”。
为了击败霉菌感染,研究人员对哺乳动物的免疫细胞与烟曲霉孢子之间的相互作用进行了仔细观察。烟曲霉是世界各地最常见的霉菌性肺炎病因。研究人员注意到,烟曲霉孢子和中性粒细胞之间似乎发生了重要的相互作用。中性粒细胞是血液白细胞的一种,也是一种具有很高移动性的免疫细胞,当有病原体入侵或损伤发生时,它们会迅速赶到现场,在吞噬病原体的同时,释放能促进炎症应答的化学信号。
当烟曲霉孢子侵入哺乳动物体内时,会被中性粒细胞吞噬——这一过程在学术上被称为吞噬作用——但本身不会被杀死。相反,这些孢子似乎是死于程序性的细胞死亡,即所谓的“细胞凋亡”。
细胞程序性死亡是动物、植物和真菌细胞中常见的机制,在此过程中,细胞会按照预定的程序自杀,以使生物体获得更大的好处。在某些情况下,比如无法抵抗的压力条件,或者脱氧核糖核酸(DNA)发生了不可修复的损伤时,细胞就会启动自毁程序。如果一个细胞失去了执行程序性死亡的能力,那它就能被视为“永生不死”。程序性死亡能力的缺失是癌症细胞和肿瘤发育的重要标志。
为了证实中性粒细胞触发了孢子细胞的程序性死亡机制,研究人员转向了基因工程方法。他们在孢子的DNA中选取了一个基因。在人类身上,类似的基因具有编码Survivin蛋白(凋亡抑制蛋白家族的成员)的功能。而在人体细胞中,Survivin蛋白能够阻断程序性死亡过程。因此,研究人员对烟曲霉孢子进行了基因改造,使其过量产生类似Survivin蛋白的蛋白质,从而更加难以自我毁灭。
“自杀”的霉菌
在小鼠体内,具有大量Survivin蛋白的烟曲霉孢子不会像正常孢子一样死亡,而且它们变得更加致命——在一次实验中杀死了将近三倍于正常数量的动物。研究人员进一步分析,发现Survivin蛋白产生能力增强的孢子导致了“严重的组织损伤”。但是,当研究人员加入一种阻断Survivin蛋白产生的药物后,这些孢子在中性粒细胞中开始死亡,没有引起像之前那么严重的疾病。
那么,中性粒细胞是如何促使孢子自杀的呢?在实验室中,研究人员注意到,那些具有大量Survivin蛋白的孢子比正常孢子更能在氧化压力下存活。研究者由此想到,免疫细胞可能是利用NADPH氧化酶欺骗了烟曲霉孢子,使其误认为自己陷入了危险的环境。这一推断与一些NADPH氧化酶基因存在缺陷的人身上发生的情况相符,这些人在一生中面临着比常人更高的真菌感染风险。
果不其然,缺乏NADPH氧化酶的小鼠几乎无力抵抗烟曲霉孢子的感染,无论这些孢子的Survivin蛋白含量有多高。换句话说,如果没有能带来“紧张感”的酶,中性粒细胞就无法“糊弄”真菌孢子实施自杀。
综上所述,研究人员的发现表明,我们的免疫系统具有一种堪称狡诈的技能,保护我们免受真菌的侵袭。研究者希望,如果我们能找到同样巧妙的方法,应用在霉菌的自毁系统上,或许有朝一日就能更好地保护那些脆弱的患者。

发表评论

:?: :razz: :sad: :evil: :!: :smile: :oops: :grin: :eek: :shock: :???: :cool: :lol: :mad: :twisted: :roll: :wink: :idea: :arrow: :neutral: :cry: :mrgreen: