NATURE：通过口服抗体，能有效预防肠道疾病
2017-04-21 欧阳修 生物通
“抗体的聪明之处恰恰在于不直接杀死细菌，这些细菌通常会导致机体产生强烈的免疫反应。抗体的做法是阻止细菌与宿主细胞接触、与其他细菌接触、或者与其他病原体接触，”本文的通讯作者之一、ETH Zurich 微生物学教授Wolf-Dietrich Hardt说道。
肠道的防御机能极为复杂，既包括一些非特异性防御机能，如肠道菌群的拮抗作用、肠蠕动与肠分泌物所共同形成的“冲洗”作用、肠上皮细胞的不断脱落与置换 等；也包括特异性防御机能，如肠道免疫。有关肠道体液免疫，之前我们并不了解肠道抗体（也称作分泌型lgA）是如何保护机体免受感染的。如今，一组来自瑞士联邦理工学院（ETH Zurich）的研究团队在《Nature》发表了一项研究，项目领导人Emma Slack副研究员，利用沙门氏菌-腹泻模型（salmonella-based diarrhoea）揭开了分泌性lgA不为人知的工作面貌。
众所周知，抗原和相应抗体之间发生能发生凝集反应（agglutination）。但这种凝集反应通常需要抗原和抗体的浓度比例达到一定的水平，在抗原抗体比例相当或抗原稍过剩的情况下，反应最彻底，形成的免疫复合物沉淀最多、最大。
抗体的促凝聚作用既可以在机体内进行，也可以在机体外进行。“在试管实验中，抗原和抗体的浓度往往都足够高，因此它们彼此可以充分接触，形成抗原-抗体聚从（clumps），”Slack博士说。“但是肠道中的病原体并非像人们想象的那么密集，因此lgA与细菌发生碰撞的频率也比体外实验低的多。”
之前的研究表明，肠道中存在抗原抗体聚从。这表示，在低抗原密度的肠道环境中，lgA与病原细菌形成聚从的方式一定另有他法。
Slack博士和她的团队首次报道了低抗原密度条件下的聚从形成方式，该方式并不依赖病原菌的数量和浓度，而是取决于病原体的生长速率。
lgA抗体遇到病原菌后就紧紧地抓住细菌，哪怕细菌继续增殖，lgA也绝不与它分开。因此，由这一细菌分裂出来的子细胞便都聚集在周围形成了菌块。lgA也通过捕获了一枚正在快速分裂的细菌而收获了“一窝”细菌。
“抗体的聪明之处恰恰在于不直接杀死细菌，这些细菌通常会导致机体产生强烈的免疫反应。抗体的做法是阻止细菌与宿主细胞接触、与其他细菌接触、或者与其他病原体接触，”本文的通讯作者之一、ETH Zurich 微生物学教授Wolf-Dietrich Hardt说道。
利用疫苗治疗和预防肠道感染的做法有几点优势：抗体-细菌聚从不直接接触肠道壁，避免了肠道粘膜的红肿发炎；聚从的代谢速度很快，几天后就能脱落与粪便一起被排出体外。“与分头捕捉相比，这种一网打尽式的免疫机制更加有效。”Slack博士评价道。
另外，细菌能通过质粒（一种单环DNA）与宿主细胞交换遗传物质产生耐药性。lgA促成的聚从使大多数细菌都困在菌落之中，无法与宿主细胞接触，从根源上减少了细菌产生耐药性的机会。
这项研究所使用的是沙门氏菌和大肠杆菌的口服疫苗。研究人员指出，肠道疫苗策略同样适用于志贺氏杆菌、李斯特菌在内的其他肠道病原体。
沙门氏菌疫苗可以大规模地混合在家猪一类的农场动物饲料当中。农场最容易滋生细菌，还是耐药细菌的高产地。人类通过接触这些动物或者它们的生肉，也容易被感染。为人类接种lgA疫苗从理论上讲也是可行的。对工作在灾难环境或流行病高发地区的人来说，应该及早进行疫苗接种。这项最新报道，向我们揭示了这种未被开发过的口服疫苗的医疗前景。
原始出处：
Kathrin Moor，Médéric Diard，Mikael E. Sellin， et al. High-avidity IgA protects the intestine by enchaining growing bacteria. Nature (2017) doi：10.1038/nature22058.
作者：欧阳修
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