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Science揭示:身体如何应对细菌的“群体感应”

日期: 2019-12-25
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电子显微镜下的假单胞菌细菌。图片来源:MPIIB / Volker Brinkmann


近日,发表在《Science》上的一项研究中,来自德国马克斯·普朗克感染生物学研究所(MPIIB)的科学家们发现,人体具有一个特殊受体,它虽然不能识别细菌本身,但可以很好地监视细菌间的通信,持续监测感染动态,当有大量细菌存在以至于分泌出被称为毒力因子的致病物质时,该受体会向宿主发出调整免疫反应的信号。
细菌病原体与其宿主之间的相互作用可以看作是一场“军备竞赛”,其中每个参与者不断地响应来自伙伴的进化策略。就我们环境中的机会性病原体而言,这一感染的关键门槛特别高:只有当以非常大的数量出现和/或形成致病物质时,它们才能让人患病。
Science揭示:身体如何应对细菌的“群体感应”





细菌如何选择合适的时机发动攻击呢?研究发现,它们通过称为“群体感应”的小分子相互交流。只有当假单胞菌达到相对足够的丰度时,它们才会产生引发疾病的物质和粘液分子,这些物质保护它们抵抗抗生素和人体自身免疫系统的攻击。这对于细菌来说是有意义的,因为如果它们不需要粘液和毒力因子,那么产生这些物质仅仅意味着不必要的能量消耗。另一方面,对细菌而言,在发动实际攻击时,能量消耗是值得的,因为只有这样,他们才能成功感染宿主并将其用作繁殖地。
Science揭示:身体如何应对细菌的“群体感应”


该研究第一作者、牛津大学路德维希癌症研究所的组长Pedro Moura-Alves解释说:“通过这种监测活动,人体可以在需要抵御这些细菌侵袭的时候激活免疫系统。”
Kaufmann说:“这对宿主来说是有益的,因为这样做可以节省能量,少量细菌并不会造成任何损害。只有在细菌达到临界数量时,免疫防御所需的能量才会集中起来。 这也有助于防止由免疫系统反应引起的附带损伤。”
因此,我们的身体不仅能够识别细菌是否存在,这些最新结果表明,它还在随时监控细菌的数量,以便对感染的不同阶段做出反应。



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