想擁有更強大的疾病防禦系統嗎? 新增一些蠕蟲

免疫系統與蠕蟲和細菌共同進化,進行了一場進化拉鋸戰,這可能塑造了身體的防禦機制

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本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點


蝙蝠俠可能是所有超級英雄中維護成本最高的:一系列高科技小工具以蝙蝠式的同步方式協同工作,為他永無止境的打擊犯罪戰爭提供幫助。如果沒有蝙蝠洞,他的蝙蝠車將不堪一擊。如果沒有他的老朋友羅賓,他將束手無策。

人體——在某些圈子裡被稱為超個體——與維護成本高的超級英雄並無太大不同。我們也有不同的彈藥,和諧地為我們對抗病原體的戰爭服務。或者,至少,我們曾經擁有它們。

在不久前的某個時候,我們擁有三道疾病防線:免疫系統、微生物群和動物群,如腸道蠕蟲。杜克大學醫學中心的免疫學家威廉·帕克將這些防線比作三條腿的凳子來闡明這種關係。任何一條腿的消失都可能嚴重削弱我們抵禦病原體的能力。事實證明,這種情況可能已經發生了。


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腸道蠕蟲,被稱為蠕蟲,是宏生物群的一部分——這個術語在公眾和科學愛好者領域都很大程度上不為人知。這部分是因為目前對宏生物群的研究與對微生物群的過度研究相比相形見絀(具有諷刺意味,不是嗎?)。但更可能的是,這是一個新穎的術語,因為自 20 世紀 60 年代以來,在發達國家,我們幾乎根除了宏生物群。沒有第三條腿,我們的防禦系統就會崩潰。

免疫系統與蠕蟲和細菌共同進化,進行了一場進化拉鋸戰。蠕蟲和細菌會攻擊,免疫系統會進化出反防禦機制。現在越來越多的證據表明,持續的壓力實際上有助於調整和發展我們的免疫系統,因為我們的免疫力與我們體內寄生的蠕蟲和細菌一起進化。

沒有持續的壓力,我們的免疫系統就有一種令人惱火的過度反應傾向,就像綠巨人一樣,對無害的花粉粒反應過度,花粉粒可能會引發過敏反應,並將我們自己的身體誤解為需要摧毀的東西,這可以在自身免疫性疾病中看到。

帕克說:“我們的想法是,我們已經遠遠超出了我們的進化適應性,以至於我們的免疫系統非常失調。”

微小膜殼絛蟲囊尾蚴,或 HDCs,是一種被認為具有治療特性的蠕蟲。(圖片來源:杜克大學威廉·帕克)

帕克的說法很大膽,但並非完全異想天開。密歇根大學的研究人員也有類似的預感,他們在 2010 年勇敢地承擔瞭解剖人類免疫系統相互關聯的網路的任務。他們想知道在蠕蟲存在的情況下微生物群會發生什麼變化。

“我在微生物群變得流行之前就開始研究它了,”密歇根大學微生物學和免疫學副教授、2010 年研究的資深作者文斯·楊說。

他的研究一直集中在炎症性腸病 (IBD) 和細菌性胃腸道感染的小鼠模型上,但正如他指出的那樣,“我們忽略了其中發生的所有其他事情。”

從當時在愛荷華大學的喬爾·溫斯托克實驗室的研究中早就知道,給患有 IBD 的小鼠服用蠕蟲可以改善 IBD 的症狀,甚至在症狀出現之前就能提供保護作用。溫斯托克的研究小組繼續在人類身上證明了這一點。

因此,密歇根團隊與溫斯托克聯手進行進一步調查。他們進行了一項實驗,比較了感染蠕蟲的小鼠和未感染蠕蟲的小鼠的微生物群譜,檢驗了他們的假設,即蠕蟲會改變腸道微生物群。

而這正是他們發現的。

他們的研究使研究人員能夠表明,是的,蠕蟲確實對微生物群產生了一些影響。但是,我們“需要弄清楚真正發生了什麼”,楊說。他們的論文中指出,他們不知道這一切在臨床意義上意味著什麼……用不太委婉的話來說。

但像任何好的研究一樣,它引發了更多問題。

在 2015 年 3 月發表在Gut Microbes上的一項最新研究中,帕克的研究小組進行了後續研究,並發現了驚人相似的結果。他的研究小組更進一步,描述了他們所看到的腸道微生物的變化特徵。

他們發現,透過新增一種蠕蟲,他們看到微生物群轉變為更加“健康”的狀態。

“很難解讀健康微生物群的指紋,”杜克大學生物學系博士候選人、該研究的主要作者艾琳·麥肯尼承認。“但是,你可以做的是目測細菌群落的巨大變化。”

她說,很大一部分細菌人口結構從更“自力更生型生物”轉變為與宿主有深厚進化歷史的細菌,並補充說蠕蟲應該有一個標語:“蠕蟲為了更好的夥伴關係。”

那麼,像楊和帕克的研究這樣的研究意味著什麼呢?

帕克說:“我們需要將生物群作為一個整體來看待,而不是孤立地看待微生物群。”

他可能發現了某種東西。儘管宿主免疫系統和生物群之間的相互作用令人眼花繚亂地複雜,但想象一下,如果可以透過引入蠕蟲或擺弄我們的微生物群——或透過蠕蟲擺弄微生物群來治療過敏和自身免疫性疾病。

帕克說:“我認為在五年內,隨著越來越多關於蠕蟲作用的資料出現,情況將會發生變化。“改變微生物群本身並不能治癒疾病,但改變整個生物群正在產生深遠的影響。”

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