本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映作者的觀點，不一定代表《大眾科學》的觀點
脾臟是一個非常不受重視的身體器官。《塔木德》認為它是“歡笑的器官”，而古希臘人則將其與憂鬱聯絡起來。今天，它有時被用來表示憤怒。
當脾臟破裂，噴出各種血細胞時，我們只需將其取出——就像《飢餓遊戲》第三部中的卡特尼斯·艾弗丁和湯姆·克蘭西的《愛國者遊戲》中傑克·瑞恩的女兒所遭遇的那樣。但是，沒有脾臟開始生活是完全不同的故事。它是致命的。
“脾臟不是大腦。沒有人認為它非常重要，”洛克菲勒大學的博士後研究員亞歷山大·博爾茲博士說。他今天在《科學快訊》上報告了他關於導致一個人缺乏脾臟的原因的發現，其意義遠遠超出了一個被嘲笑的身體部位。
關於支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道： 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保關於塑造我們當今世界的發現和想法的有影響力的故事的未來。
脾臟的解剖結構
脾臟就像一個巨大的淋巴結，位於左上腹的一個長圓形器官。它的白髓充滿了淋巴細胞和單核細胞，紅髓則容納了更多的淋巴細胞、紅細胞和巨噬細胞，它們可以清除碎片——舊的紅細胞和細菌。我們所有的脊椎動物都有脾臟，除了七鰓鰻和盲鰻，它們只有少量類似脾臟的物質。
脾臟是一個大的血液過濾器。它使嬰兒能夠在母體抗體供應枯竭後但在嬰兒的抗體成熟之前清除感染。到成年時，血液中已經積累了足夠多的抗體型別來處理大多數感染，脾臟會根據需要釋放更多的B細胞。
每200萬新生兒中只有1人患有孤立性先天性無脾症——缺乏脾臟，沒有其他異常。大多數人由於嚴重的細菌感染無法活到他們的一歲生日。
我發現了一個法醫學雜誌中描述的不尋常的案例。在加拿大薩斯卡通皇家大學醫院進行的為期5年的1763例屍檢中，有293例是兒童的。其中四人缺乏脾臟，但只有一例是脾臟缺陷是唯一的異常。這位先前健康的 4 歲兒童病了 8 個小時，然後被送往醫院，4 個小時後死於肺炎球菌感染。（據推測，快速死亡是可疑的，因此出現在法醫學雜誌上。）
該案例導致人們建議對先前健康的突然惡化的幼兒進行血塗片檢查，以尋找豪厄爾-喬利小體。這些是舊紅細胞中的斑點，是在細胞從網織紅細胞成熟時拋棄細胞核之前的殘留 DNA 片段。就像堆在廚房水槽裡的髒盤子一樣，紅細胞中的斑點意味著清理失敗。然後對腹部進行成像，會發現沒有脾臟。
尋找消失的脾臟
博爾茲博士在尋找超罕見無脾症的理想場所工作——讓-洛朗·卡薩諾瓦在聖吉爾人類傳染病遺傳學實驗室的實驗室。（該實驗室的另一個專案在我在公共科學圖書館的DNA科學部落格中。）博爾茲博士的專案已經解開了部分缺失脾臟的謎團，同時也提出了更多的問題。
罪魁禍首令人驚訝——核糖體小亞基的一部分蛋白質太少，核糖體是將信使 RNA 翻譯成蛋白質氨基酸序列的細胞器。
卡薩諾瓦實驗室調查兒童危及生命的傳染病。“我偶然遇到了一組患有致命細菌感染且沒有脾臟的患者。我們最初招募他們是因為他們患有非常嚴重的細菌感染，而不是因為他們缺乏脾臟。他們為什麼沒有脾臟？”博爾茲博士問道。因此，對傳染病的追求導致了發育缺陷，從而導致關鍵細胞器成分的缺乏。科學以奇怪的方式運作。
在國際合作者的幫助下，洛克菲勒的研究人員對來自23個家庭（“親屬”）的33名無脾患者的外顯子組進行了測序。然後，他們為一種非常罕見的疾病找到了通常的嫌疑人：一種不在公共資料庫中的突變，在家庭中過度代表，但在對照外顯子組中極其罕見或不存在，並且具有很大的影響。他們尋找的不是一個相對沒有意義的 SNP，它表示一種模糊的關聯，而是一個縮短甚至刪除基因和蛋白質的硬核無義突變，或者一個改變編碼氨基酸的單鹼基變化（“非同義”變化）。
根據這些標準，研究人員將 764 個候選基因篩選下來，直到一個脫穎而出——在 8 個家庭的 18 名患者中潛伏著核糖體蛋白 SA (RPSA) 的嚴重突變。在 508 個對照外顯子組中，只有一個兒童的基因發生了突變，而且該兒童患有嚴重的病毒感染，因此可能實際上並不是對照組。
唉，RPSA 基因充滿了 61 個假基因。這些是在染色體上靠近它的工作基因的序列相似的副本，是過去活躍版本的遺傳幽靈。（珠蛋白基因包括最著名的假基因——它們是進化的回聲證據。）假基因的序列與功能基因足夠相似，我們知道它們是什麼，或者曾經是什麼，但又足夠不同以至於無法工作，同時模糊了測序研究。
研究人員透過僅關注編碼外顯子（重要的保留序列）來繞過假基因障礙。這些實驗證實，當 RPSA 發生突變時，確實是導致脾臟發育失敗的原因。
該突變是顯性的——也就是說，每個沒有脾臟的人產生正常量的一半的編碼蛋白質，這種情況稱為單倍體不足。而且該突變是完全外顯的，這是一個很好的確定性，可以平衡煩人的假基因。“這 8 個親屬中的所有 ICA 患者都攜帶 RPSA 突變，並且所有攜帶 RPSA 突變的個體都表現出 ICA，”博爾茲博士解釋說。完全外顯性很少見。
“一個驚喜”
在一個明顯必需的基因中發現突變總是令人困惑的——一個人怎麼可能活下來？這樣的發現可以揭示基因組中內建的冗餘，即當另一個基因被停用時可以介入的基因。目前看來，孤立的脾臟似乎並非如此。
到目前為止，證據並不成立。所有細胞都產生 RPSA 蛋白，其已知功能是將前 RNA 加工成成熟的 mRNA。缺少該基因的小鼠有脾臟。其他缺少核糖體蛋白的疾病是綜合徵——而不是單一缺失的身體部位。“其他十種核糖體蛋白與疾病有關，例如 Diamond-Blackfan 貧血及其骨髓衰竭。對於這些疾病中的每一種，患者都有發育缺陷，例如面部缺陷。它不像缺乏脾臟那麼清楚，”博爾茲博士說。
核糖體的一部分如何告訴身體開啟哪些轉錄因子來塑造脾臟？為什麼不是卵巢或腳趾甲？博爾茲博士有一個想法。“也許核糖體在發育中具有特殊的功能。它對於翻譯很重要，但不僅僅是‘我要翻譯所有進入我的東西’。一些核糖體蛋白可能會調節特定 mRNA 的翻譯，因此單倍體不足不會影響整體翻譯，而是影響某些基因翻譯的特異性。”
像往常一樣，我對這項工作有自己的看法。我喜歡它！找到完全出乎意料的東西，並且最初沒有意義，然後嘗試解釋它，是進行科學的挑戰。它是一個令人耳目一新的對比，與期望某些結果並調整實驗來展示它們，或者編寫資助提案來支援已有的發現，確保“成功”形成對比。外顯子組和基因組測序將在很長一段時間內繼續給我們帶來驚喜。
當自然界中的兩件事似乎並不相關時——就像脾臟和核糖體的奇怪關係一樣——這意味著我們遺漏了一些東西。這正是科學探究的全部意義所在。
圖片：格雷的解剖學，Jarkeld 醫療中心阿爾克馬爾（豪厄爾-喬利小體），NHGRI（核糖體）
參考文獻：博爾茲等人。 人類孤立性先天性無脾症中的核糖體蛋白 SA 單倍體不足。科學，線上釋出於 2013 年 4 月 11 日，DOI：10.1126/science.1234864