Nature报道指出:通过口服抗体,能有效预防肠道疾病
生物通/欧阳沐 · 2017/04/21
“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。

大家都知道疫苗能保护机体免受细菌和病毒的侵袭,它们能诱导体液免疫产生一种保护抗体(antibodies,lgA)。

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。

接种肠道疫苗还有助于抗生素耐药危机的解除。细菌引起的肠道炎症,往往需要使用抗生素来辅助治疗,接种疫苗后,细菌无法大面积泛滥,减少了肠道疾病的发生,自然而然地控制了抗生素的使用和耐药性的产生。

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。

所有文章仅代表作者观点,不代表本站立场。如若转载请联系原作者。
查看更多
  • High-avidity IgA protects the intestine by enchaining growing bacteria

    Vaccine-induced high-avidity IgA can protect against bacterial enteropathogens by directly neutralizing virulence factors or by poorly defined mechanisms that physically impede bacterial interactions with the gut tissues (‘immune exclusion’)1, 2, 3. IgA-mediated cross-linking clumps bacteria in the gut lumen and is critical for protection against infection by non-typhoidal Salmonella enterica subspecies enterica serovar Typhimurium (S. Typhimurium). However, classical agglutination, which was thought to drive this process, is efficient only at high pathogen densities (≥108 non-motile bacteria per gram). In typical infections, much lower densities4, 5 (100–107 colony-forming units per gram) of rapidly dividing bacteria are present in the gut lumen. Here we show that a different physical process drives formation of clumps in vivo: IgA-mediated cross-linking enchains daughter cells, preventing their separation after division, and clumping is therefore dependent on growth. Enchained growth is effective at all realistic pathogen densities, and accelerates pathogen clearance from the gut lumen. Furthermore, IgA enchains plasmid-donor and -recipient clones into separate clumps, impeding conjugative plasmid transfer in vivo. Enchained growth is therefore a mechanism by which IgA can disarm and clear potentially invasive species from the intestinal lumen without requiring high pathogen densities, inflammation or bacterial killing. Furthermore, our results reveal an untapped potential for oral vaccines in combating the spread of antimicrobial resistance.

    展开 收起
发表评论 我在frontend\modules\comment\widgets\views\文件夹下面 test