首頁資訊被寄生蟲感染后，腸道里發(fā)生了什么？《科學》論文揭示全新防御機制

被寄生蟲感染后，腸道里發(fā)生了什么？《科學》論文揭示全新防御機制

來源：泰然健康網時間：2025年07月23日 00:04

▎藥明康德內容團隊編輯

一個難以置信的數(shù)據是，我們體內的細胞中，最多只有一半屬于我們自己，其余的則是腸道微生物。它們幫助我們調節(jié)多種生理功能、維持健康，但同時，也讓腸道成為危機四伏的戰(zhàn)場。從致病性細菌到病毒、真菌，再到蠕蟲等寄生蟲，種類繁多的外來病原體向人體免疫系統(tǒng)提出了嚴峻的考驗。

為了應對入侵的外敵，包括我們在內的哺乳動物早已演化出了一套防御機制，其中一個關鍵環(huán)節(jié)便是腸道中的抗菌蛋白。這類蛋白質分泌至腸道的黏液層，它們能靶向病原體的細胞壁或細胞膜，避免病原體與腸上皮細胞接觸，從而抵御病原體的入侵。

圖片來源：123RF

此前，科學家們已經發(fā)現(xiàn)了多種抗菌蛋白。在細菌入侵時，這些蛋白質受到細菌的誘導，表達量會明顯上調。但是，當入侵的病原體換成了寄生蟲，情況就截然不同了。

與細菌不同的是，寄生蟲感染會引發(fā)2型免疫應答。這時，大量抗菌蛋白的表達量明顯下降了，其中一些蛋白質甚至難以檢測。當這些蛋白質無力抵抗感染時，是什么繼續(xù)維持著機體的抗菌屏障？

在一項發(fā)表于《科學》雜志的最新研究中，美國得克薩斯大學西南醫(yī)學中心的研究團隊找到了參與這個過程的抗菌蛋白。

研究團隊首先分析了小鼠小腸上皮細胞中的蛋白質，尋找能夠被寄生蟲感染誘導的抗菌蛋白。而在細菌和寄生蟲感染時表達量均上調的蛋白質，就成了研究進一步分析的目標。

就這樣，研究團隊選中了小脯氨酸豐富蛋白2A（SPRR2A）。對于領導這項研究的Lora Hooper教授來說，這個蛋白質再熟悉不過了——早在20年前，她就注意到了SPRR2A蛋白。在尋找受細菌誘導表達上調的蛋白質時，上調倍數(shù)最高的正是SPRR2A蛋白。但在此后很長一段時間內，都沒有針對SPRR2A蛋白的研究出現(xiàn)。直到論文共同第一作者（同時也是通訊作者之一）胡澤汗博士作為博士后加入Hooper實驗室，針對SPRR2A蛋白的研究才重新開啟。

當寄生蠕蟲感染腸道時，腸道內的免疫應答會迅速改變，這會導致腸上皮細胞更容易受損，同時細菌也更容易入侵組織?？紤]到寄生蟲與細菌感染的復雜關系，這項研究分別分析了SPRR2A蛋白在寄生蟲和細菌感染腸道時的作用機制。結果顯示，SPRR2A蛋白對兩者誘導的表達，是受兩條獨立的信號通路控制的。

研究發(fā)現(xiàn)，在腸道細菌感染時，SPRR2A蛋白的表達量會通過TLR-MyD88信號通路的激活而顯著上調。SPRR2A蛋白主要表達于腸道上皮中的杯狀細胞和潘氏細胞，并分泌至黏液和腸腔中。SPRR2A蛋白可以選擇性地殺傷腸道中的革蘭氏陽性菌，從而和其他多種抗菌蛋白共同維持腸道黏膜的抗菌屏障。

而在寄生蟲感染的情況下，腸上皮細胞中眾多已知抗菌蛋白的表達顯著降低，但此時腸道黏膜抗菌屏障的功能并沒有明顯減弱。因此，應該有某些未知的抗菌蛋白彌補了腸道黏膜的抗菌功能。而SPRR2A蛋白正好可以響應寄生蟲感染所誘導的2型細胞因子（包括白介素-4和白介素-13），通過IL-4/13-STAT6 通路的激活而被誘導表達。這個過程并不依賴于上段介紹的TLR-MyD88信號通路。

當用寄生蟲感染Sprr2a基因敲除小鼠的腸道后，其腸黏膜抗菌屏障遭到嚴重破壞。這項體內實驗也證實了SPRR2A蛋白在機體腸道遭受寄生蟲感染時，所發(fā)揮的重要抗菌功能。

▲細菌和寄生蟲感染時，SPRR2A蛋白的不同作用機制（圖片來源：參考資料[2]）

目前就職于上海交通大學的胡澤汗博士表示：“這項研究發(fā)現(xiàn)SPRR2A蛋白作為2型免疫應答中為數(shù)不多的一種抗菌蛋白，在機體遭受寄生蟲感染、許多抗菌蛋白的表達明顯下降時，能起到彌補的作用，保證機體在各種免疫應答的條件下，都能維持穩(wěn)定的抗菌屏障。”

在胡澤汗博士看來，這項研究非常重要的一點在于，它打破了以往的線性思維，同時關注了細菌與寄生蟲感染對于同一種抗菌蛋白的影響，這樣的交叉也取得了意料之外的發(fā)現(xiàn)。

那么，這項從小鼠體內取得的發(fā)現(xiàn)，能為理解人體的免疫系統(tǒng)提供怎樣的啟發(fā)？與小鼠不同的是，正常人體腸道內SPRR2A蛋白的表達量很低，基本上檢測不到。然而研究提出了一種猜想：由于人體中更多的SPRR家族蛋白在另一個重要屏障皮膚中表達，因此研究者推測SPRR家族蛋白可能在皮膚中起到類似的作用，并且已經開展了相關研究。

同期的評論文章評價道，這項研究開拓了全新的研究思路。以往的研究往往會將宿主的因素忽略掉，而僅僅局限于某一類感染。但這項研究告訴我們，通過分析不同微生物類型在腸道中復雜的直接和間接（通過宿主免疫）相互作用，研究者將有望找到更多未知的通路。

參考資料：

[1]Zehan Hu et al. Small proline-rich protein 2A is a gut bactericidal protein deployed during helminth infection. Science (2021).DOI: 10.1126/science.abe6723

[2] Nicola Harris and Lakshanie Wickramasinghe. A helminth-induced antimicrobial protein. Science (2021).DOI: 10.1126/science.abm3876

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