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科学家研究发现肠道微生物在被病原体感染前形成我们的抗体

 Martin2016 2020-08-09

B细胞是产生抗体的白细胞。这些抗体,或免疫球蛋白,可以与有害的外来粒子(如病毒或致病细菌)结合,阻止它们侵入和感染人体细胞。每个B细胞携带一个单独的B细胞受体(BCR),它决定它能结合哪些粒子,就像每个锁都接受不同的键一样。体内有数以百万计的具有不同受体的B细胞。这种巨大的多样性来自于重组编码这些受体的基因,因此在每个B细胞中,受体略有不同,从而产生了数十亿种不同有害分子的可能性,这些分子可以被识别出来。肠道微生物会引发这些B细胞群的扩张和抗体的产生,但直到现在还不清楚这是一个随机的过程,还是肠道微生物的分子本身对结果的影响。

发表在杂志上的一篇研究文章中自然、海李博士、Julien Limenitakis博士、Stephanie Gan-Vonarburg教授、伯尔尼大学生物医学研究系的Andrew Macferson教授和伯尔尼大学医院Inselspital的安德鲁·麦克弗森教授分析了在一个系统中编码抗体的数十亿个基因,该系统允许人们理解对单个良性肠道微生物的反应。

可用抗体的范围取决于体内有益微生物的位置。

生活在我们肠道里的良性微生物的数量与我们体内细胞的数量大致相同。这些细菌大多停留在肠道内,而不是渗透到身体组织中。不幸的是,一些穿透是不可避免的,因为肠道只有一层细胞,可以将管子的内部和血管分离开来,我们需要这些血管来吸收我们的食物。

Limenitakis博士使用专门设计的计算机程序来处理数以百万计的基因序列,这些序列比较来自B细胞的抗体库,这取决于微生物是否留在肠道,或者它们是否到达血液。在这两种情况下,抗体库都会被改变,但不同的方式取决于暴露的发生方式。

“有趣的是,这是相当可预测的,取决于微生物和它在体内的位置,这表明肠道微生物指导我们的抗体的发展,在我们受到严重的感染,这个过程肯定不是随机的,”Gan-Vonarburg解释说。

肠壁(IgA)与血液(IgM和IgG)有不同种类的抗体。通过强大的基因分析,研究人员发现,肠道内产生的不同抗体的范围远小于在身体中央组织中产生的抗体。这意味着一旦微生物进入人体,免疫系统就有更多的可能性来中和和消除它们,而肠道中的抗体主要是结合细菌分子,它们在任何时候都能看到这些分子。

当人体暴露在不同的微生物中时抗体是如何变化的

哺乳动物一生中面临着各种各样的微生物挑战。因此,重要的是要知道,一旦抗体库发生变化,一旦被某种特定的微生物形成,当其他的东西出现时,就会发生变化。研究小组通过测试同一种微生物在不同的地点发生了什么,或者用两种不同的微生物在一个接一个的上进行测试来回答这个问题。

虽然肠道微生物并不直接产生特别广泛的不同抗体,但如果微生物进入血液,它们会使中央免疫组织产生抗体。当第二种微生物出现时,相当有限的肠道抗体反应就会改变来容纳这种微生物(就像改变门的锁一样)。这与当微生物进入血液到达身体中央组织时的情况不同,当第二组抗体被制造出来,而不影响对原始微生物的第一反应时(比如安装另一个锁,这样门就可以用不同的钥匙打开)。这表明,身体中央组织有能力记住一系列不同的微生物种类,并避免脓毒症的危险。这也表明在不同的身体空间中,不同的B细胞免疫策略对于维持我们与微生物乘客的和平生活是非常重要的。

李博士评论说:“我们的数据首次表明,不仅肠道微生物的组成,而且接触某些共生微生物群成员的时间和顺序(主要发生在早期的第一波定植中)对由此产生的B细胞受体库和随后对病原体的免疫力都有了结果。

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