Nature報道指出:通過口服抗體,能有效預防腸道疾病
大家都知道疫苗能保護機體免受細菌和病毒的侵襲,它們能誘導體液免疫產生一種保護抗體(antibodies,lgA)。
腸道的防禦機能極為複雜,既包括一些非特異性防禦機能,如腸道菌群的拮抗作用、腸蠕動與腸分泌物所共同形成的「沖洗」作用、腸上皮細胞的不斷脫落與置換 等;也包括特異性防禦機能,如腸道免疫。有關腸道體液免疫,之前我們並不了解腸道抗體(也稱作分泌型lgA)是如何保護機體免受感染的。如今,一組來自瑞士聯邦理工學院(ETH Zurich)的研究團隊在《Nature》發表了一項研究,項目領導人Emma Slack副研究員,利用沙門氏菌-腹瀉模型(salmonella-based diarrhoea)揭開了分泌性lgA不為人知的工作面貌。
眾所周知,抗原和相應抗體之間發生能發生凝集反應(agglutination)。但這種凝集反應通常需要抗原和抗體的濃度比例達到一定的水平,在抗原抗體比例相當或抗原稍過剩的情況下,反應最徹底,形成的免疫複合物沉澱最多、最大。
抗體的促凝聚作用既可以在機體內進行,也可以在機體外進行。「在試管實驗中,抗原和抗體的濃度往往都足夠高,因此它們彼此可以充分接觸,形成抗原-抗體聚從(clumps),」Slack博士說。「但是腸道中的病原體並非像人們想像的那麼密集,因此lgA與細菌發生碰撞的頻率也比體外實驗低的多。」
之前的研究表明,腸道中存在抗原抗體聚從。這表示,在低抗原密度的腸道環境中,lgA與病原細菌形成聚從的方式一定另有他法。
Slack博士和她的團隊首次報道了低抗原密度條件下的聚從形成方式,該方式並不依賴病原菌的數量和濃度,而是取決於病原體的生長速率。
lgA抗體遇到病原菌後就緊緊地抓住細菌,哪怕細菌繼續增殖,lgA也絕不與它分開。因此,由這一細菌分裂出來的子細胞便都聚集在周圍形成了菌塊。lgA也通過捕獲了一枚正在快速分裂的細菌而收穫了「一窩」細菌。
「抗體的聰明之處恰恰在於不直接殺死細菌,這些細菌通常會導致機體產生強烈的免疫反應。抗體的做法是阻止細菌與宿主細胞接觸、與其他細菌接觸、或者與其他病原體接觸,」本文的通訊作者之一、ETH Zurich 微生物學教授Wolf-Dietrich Hardt說道。
利用疫苗治療和預防腸道感染的做法有幾點優勢:抗體-細菌聚從不直接接觸腸道壁,避免了腸道粘膜的紅腫發炎;聚從的代謝速度很快,幾天後就能脫落與糞便一起被排出體外。「與分頭捕捉相比,這種一網打盡式的免疫機制更加有效。」Slack博士評價道。
接種腸道疫苗還有助於抗生素耐葯危機的解除。細菌引起的腸道炎症,往往需要使用抗生素來輔助治療,接種疫苗後,細菌無法大面積泛濫,減少了腸道疾病的發生,自然而然地控制了抗生素的使用和耐藥性的產生。
另外,細菌能通過質粒(一種單環DNA)與宿主細胞交換遺傳物質產生耐藥性。lgA促成的聚從使大多數細菌都困在菌落之中,無法與宿主細胞接觸,從根源上減少了細菌產生耐藥性的機會。
這項研究所使用的是沙門氏菌和大腸桿菌的口服疫苗。研究人員指出,腸道疫苗策略同樣適用於志賀氏桿菌、李斯特菌在內的其他腸道病原體。
沙門氏菌疫苗可以大規模地混合在家豬一類的農場動物飼料當中。農場最容易滋生細菌,還是耐葯細菌的高產地。人類通過接觸這些動物或者它們的生肉,也容易被感染。為人類接種lgA疫苗從理論上講也是可行的。對工作在災難環境或流行病高發地區的人來說,應該及早進行疫苗接種。這項最新報道,向我們揭示了這種未被開發過的口服疫苗的醫療前景。


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