数百万人因接触日常物质(如花粉或花生)而遭受荨麻疹或呼吸急促之苦。从最乐观的角度来看,你可以将过敏视为一种非常烦人的超能力,其明显的喘息声表明你的身体感觉到了某种你看不见或有意识地闻不到的东西的存在。然而,尽管进行了数十年的研究,科学家们仍然无法确定过敏发生的原因。
由于过敏反应基本上反映了我们身体对蠕虫等寄生虫的反应方式,即通过打喷嚏、呕吐或泪眼汪汪来排出它们,因此过敏专家普遍认为,过敏只是一种不幸的错误引导的免疫反应。然而,两项新的研究以全新的视角审视了过敏发生的原因,并首次提供了证据表明,这些身体反应可能并非偶然。相反,它们可能是身体保护我们免受环境中毒素侵害的方式。
这并非首次提出这种观点,但这些新研究独立提供了首个硬数据来支持它。通过在小鼠身上模拟蜜蜂蜇伤和蛇咬伤,研究人员发现,暴露于这些毒液会触发保护性免疫反应,其中身体产生特定的抗体,以帮助在中和未来遭遇中的这些物质。一项研究发现,接受小剂量这些毒液的小鼠,在三周后接受可能致命的剂量时,比仅接受大剂量的小鼠具有更高的存活率。研究人员发现证据表明,接受小剂量初始毒液(类似于蜇伤或咬伤)的小鼠产生了过敏原特异性抗体,这些抗体与全身细胞结合,从而使它们能够快速对毒液做出反应。《免疫》杂志11月14日刊登了斯坦福大学医学院和耶鲁大学医学院研究人员的论文。
支持科学新闻
如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅,您正在帮助确保有关塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。
更多地了解毒液过敏存在的原因以及追踪它引发的免疫反应的分子途径,可能对理解对其他事物的过敏也具有意义,作者说。因接触环境刺激物而引起的瘙痒、咳嗽或呕吐可能表明身体正在加强反应,以帮助您在未来幸免于这些物质——或使您倾向于避开它们。
然而,这些研究未能最终解决我们为什么会过敏的问题。首先,它们没有提供任何关于为什么免疫系统有时会过度反应,产生超敏反应,如过敏性休克(一种可能危及生命的过敏反应,会阻塞气道并引发血压骤降)的答案。作者提出的一个理论是,这些强烈的反应仅仅是一种进化遗留物:过敏性休克可能只是保护机制进入了过度驱动状态,如果唯一的其他选择是对任何人都不提供针对这些毒素的保护,那么这种状态对我们的祖先来说是值得的。斯坦福团队的病理学家斯蒂芬·加利(Stephen Galli)说,同样的原理可能也适用于过敏和镰状细胞性贫血。加利专注于免疫学。对于镰状细胞性贫血,如果你有两个缺陷基因副本,你就会患上非常严重的疾病,但仅携带一个副本有助于保护个体免受疟疾侵害。
一般来说,我们的免疫系统有两种处理外来物质的模式。1型反应会杀死入侵者,而2型反应只会将其排出体外。细菌和病毒等病原体,以及受感染的人类细胞,会触发1型反应,杀死它们。寄生虫和其他大型外部威胁会引发2型反应——排出策略。耶鲁大学的免疫生物学家鲁斯兰·梅德日托夫(Ruslan Medzhitov)是其中一篇论文的合著者,他说,对过敏原之类的事物使用1型方法“就像用核弹来对付街头犯罪”。由于花粉和毒液不是寄生虫,许多过敏症专家支持这样一种观点,即免疫系统对过敏的反应仅仅是一种故障。然而,这两项研究提供了首个数据,表明这种反应可能是一种故意的行动。
那么,为什么食物过敏会影响大约5%的美国儿童,而食物本身并没有直接危害呢?原因仍然知之甚少,这些研究也没有解决这些问题。食物可能含有使身体想起其他有害物质或与有毒植物相关的蛋白质。因此,在进化过程中,我们的身体可能不知不觉地将它们归为同一类,梅德日托夫说。
至于为什么过敏症似乎正在上升,这项工作并没有否定或支持所谓的卫生假说,该假说将过敏症与现代过度清洁的环境联系起来。该假说认为,随着清洁用水的出现和儿童时期缺乏接触过多污垢(以及随之而来的数百万细菌和病毒),免疫系统没有接受正确运作所需的早期训练。健康地接触这些入侵者会导致身体更多地投入1型反应,包括强大的微生物防御,而不是2型反应,如过敏。
斯坦福大学的研究小组在两个不同品系的小鼠身上模拟了蜜蜂蜇伤和蛇咬伤,以检查基因在多大程度上影响免疫反应。他们发现,事先接触毒液在两个品系中都提供了显著的保护。当小鼠暴露于蜂毒,然后在三周后再次暴露时,至少80%的小鼠存活下来;在未以类似方式接种的小鼠中,只有不到30%的小鼠设法存活下来。小鼠中模拟的蛇咬伤导致了类似的死亡人数,至少四分之三的暴露于毒液的小鼠存活下来,而对照组中只有大约四分之一的小鼠存活下来。此外,就蜜蜂毒液而言,这种保护是可转移的;未暴露的小鼠注射了含有来自注射毒液的小鼠的循环蜂毒特异性抗体的血清后,在20小时后遇到接近致命剂量的毒液时,也获得了一定的保护。
耶鲁大学的研究小组在测试蜜蜂和蛇毒液暴露时也发现,在每周六次免疫接种一种多种毒液中常见的酶后,一周后再次暴露于该酶的小鼠比未免疫的同类获得了更好的保护。在自然界中,每种毒液的整体形式可能对身体产生略有不同的影响,但通过关注这种酶,研究人员可以研究可能触发身体产生针对多种毒液的抗体的分子途径,从而可能为未来的疗法奠定基础,作者说。并非所有毒液都含有这种特定的酶,但这些发现,加上斯坦福大学的发现,为过敏原与身体的相互作用提供了新的见解。
加利评论说:“现在真的很难说这是否会改变过敏患者的治疗或管理方式,但至少医生可以说,这些过敏症的发生并非完全是个谜。”梅德日托夫说,这些研究的重点是弄清楚过敏症到底为什么会存在,因此我们离根据这些发现提供疗法还很远。毒液的保护和过敏性休克之间的界限仍然很窄,我们仍然不知道是什么控制了从保护性反应到致命性反应的转变,这阻止了目前任何即时治疗的出现。