想拥有更强大的疾病防御系统吗? 添加一些蠕虫

免疫系统与蠕虫和细菌共同进化,进行了一场进化拉锯战,这可能塑造了身体的防御机制

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


蝙蝠侠可能是所有超级英雄中维护成本最高的:一系列高科技小工具以蝙蝠式的同步方式协同工作,为他永无止境的打击犯罪战争提供帮助。如果没有蝙蝠洞,他的蝙蝠车将不堪一击。如果没有他的老朋友罗宾,他将束手无策。

人体——在某些圈子里被称为超个体——与维护成本高的超级英雄并无太大不同。我们也有不同的弹药,和谐地为我们对抗病原体的战争服务。或者,至少,我们曾经拥有它们。

在不久前的某个时候,我们拥有三道疾病防线:免疫系统、微生物群和动物群,如肠道蠕虫。杜克大学医学中心的免疫学家威廉·帕克将这些防线比作三条腿的凳子来阐明这种关系。任何一条腿的消失都可能严重削弱我们抵御病原体的能力。事实证明,这种情况可能已经发生了。


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肠道蠕虫,被称为蠕虫,是宏生物群的一部分——这个术语在公众和科学爱好者领域都很大程度上不为人知。这部分是因为目前对宏生物群的研究与对微生物群的过度研究相比相形见绌(具有讽刺意味,不是吗?)。但更可能的是,这是一个新颖的术语,因为自 20 世纪 60 年代以来,在发达国家,我们几乎根除了宏生物群。没有第三条腿,我们的防御系统就会崩溃。

免疫系统与蠕虫和细菌共同进化,进行了一场进化拉锯战。蠕虫和细菌会攻击,免疫系统会进化出反防御机制。现在越来越多的证据表明,持续的压力实际上有助于调整和发展我们的免疫系统,因为我们的免疫力与我们体内寄生的蠕虫和细菌一起进化。

没有持续的压力,我们的免疫系统就有一种令人恼火的过度反应倾向,就像绿巨人一样,对无害的花粉粒反应过度,花粉粒可能会引发过敏反应,并将我们自己的身体误解为需要摧毁的东西,这可以在自身免疫性疾病中看到。

帕克说:“我们的想法是,我们已经远远超出了我们的进化适应性,以至于我们的免疫系统非常失调。”

微小膜壳绦虫囊尾蚴,或 HDCs,是一种被认为具有治疗特性的蠕虫。(图片来源:杜克大学威廉·帕克)

帕克的说法很大胆,但并非完全异想天开。密歇根大学的研究人员也有类似的预感,他们在 2010 年勇敢地承担了解剖人类免疫系统相互关联的网络的任务。他们想知道在蠕虫存在的情况下微生物群会发生什么变化。

“我在微生物群变得流行之前就开始研究它了,”密歇根大学微生物学和免疫学副教授、2010 年研究的资深作者文斯·杨说。

他的研究一直集中在炎症性肠病 (IBD) 和细菌性胃肠道感染的小鼠模型上,但正如他指出的那样,“我们忽略了其中发生的所有其他事情。”

从当时在爱荷华大学的乔尔·温斯托克实验室的研究中早就知道,给患有 IBD 的小鼠服用蠕虫可以改善 IBD 的症状,甚至在症状出现之前就能提供保护作用。温斯托克的研究小组继续在人类身上证明了这一点。

因此,密歇根团队与温斯托克联手进行进一步调查。他们进行了一项实验,比较了感染蠕虫的小鼠和未感染蠕虫的小鼠的微生物群谱,检验了他们的假设,即蠕虫会改变肠道微生物群。

而这正是他们发现的。

他们的研究使研究人员能够表明,是的,蠕虫确实对微生物群产生了一些影响。但是,我们“需要弄清楚真正发生了什么”,杨说。他们的论文中指出,他们不知道这一切在临床意义上意味着什么……用不太委婉的话来说。

但像任何好的研究一样,它引发了更多问题。

在 2015 年 3 月发表在Gut Microbes上的一项最新研究中,帕克的研究小组进行了后续研究,并发现了惊人相似的结果。他的研究小组更进一步,描述了他们所看到的肠道微生物的变化特征。

他们发现,通过添加一种蠕虫,他们看到微生物群转变为更加“健康”的状态。

“很难解读健康微生物群的指纹,”杜克大学生物学系博士候选人、该研究的主要作者艾琳·麦肯尼承认。“但是,你可以做的是目测细菌群落的巨大变化。”

她说,很大一部分细菌人口结构从更“自力更生型生物”转变为与宿主有深厚进化历史的细菌,并补充说蠕虫应该有一个标语:“蠕虫为了更好的伙伴关系。”

那么,像杨和帕克的研究这样的研究意味着什么呢?

帕克说:“我们需要将生物群作为一个整体来看待,而不是孤立地看待微生物群。”

他可能发现了某种东西。尽管宿主免疫系统和生物群之间的相互作用令人眼花缭乱地复杂,但想象一下,如果可以通过引入蠕虫或摆弄我们的微生物群——或通过蠕虫摆弄微生物群来治疗过敏和自身免疫性疾病。

帕克说:“我认为在五年内,随着越来越多关于蠕虫作用的数据出现,情况将会发生变化。“改变微生物群本身并不能治愈疾病,但改变整个生物群正在产生深远的影响。”

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