PNAS:研究揭示了细菌如何击败免疫系统
2019/08/01
新研究显示,更严重感染的演变并不一定是细菌繁殖速度加快所致。

天降横祸or机遇?

20世纪90年代中期,鸡毒支原体跳入野生北美鸣禽家雀(Haemorhous mexicanus)圈,引发了一场毁灭性的流行病,造成数百万只鸟类死亡,该感染事件可以说是天降横祸的代表了。


自然感染(左)和健康(右)家雀 前者眼部周围肿胀,在野外,由于失明后无法捕食,死亡率上升。

鸡毒支原体是一种常见的家禽细菌病原体,其引起的流行病不仅是野生环境中记录最完整的新兴传染病爆发之一,而且是在没有任何人类干预的情况下自然进化而来的。因此,它提供了一个独特的机会来了解病原体如何进入新的宿主,它们如何适应这些新的宿主,以及宿主如何进化出耐药性和/或耐受性。所以这种横祸就变成了一次科研人员打败它的机遇

研究通常认为人体或动物体内一些原本能轻易被杀死的病原体逐渐表现出抗药性是病原体快速繁殖所致,但是由埃克塞特大学领导的一项新研究表明事实可能并非如此。研究者认为,除了繁殖速度外,病原体的毒性也可以通过其它途经进化。病原体的抗药性一旦在宿主物种中扩大,其毒性可能会借助其他手段的驱动,比如操纵宿主的免疫系统等来实现进化。

抓住机遇

埃塞克斯大学康沃尔埃克塞特Penryn校区生态与保护中心的Camille Bonneaud博士一直致力于研究自然群体(主要是鸟类)中宿主-病原体相互作用的进化生态学。


Camille Bonneaud博士

在亚利桑那州立大学和奥本大学的资助下,Camille和其他研究人员展开相关实验。一些家雀种群已经暴露于鸡毒支原体超过20年,而另一些种群没有,因此没有产生耐药性。研究小组将57只先前未接触过这种病原体的雀类暴露在病原体中并对比了先前的野外监测数据。

研究结果显示,自1994年疫情爆发以来至2015年,超过15万代细菌的毒力持续增长。相比之下,虽然从暴发到最初的耐药性传播(1994年至2004年)期间繁殖率有所增加,但随后(2007年至2015年)繁殖力没有进一步增加

“我们通常假设病原体通过提高其繁殖速度来响应宿主抗性(包括疫苗),使它们能够在被当前宿主清除之前更快地传播到其他宿主。然而,我们的研究表明,病原体可以进化为更具毒性,而不会增加其复制率。”Camille说。

对付病原体新方法

换言之,在这项研究中观察到的毒性的增加是由病原体操纵宿主免疫系统能力的提高所致,以便产生其传播所必需的症状。因此,避免其操作宿主免疫系统可能是对付病原体的新方法。

例如,如果试图杀死病原体不可避免地导致更致命的感染,那么通过消除病原体和防止其操纵宿主免疫系统相结合的治疗来减缓病原体的进化未必不是一条良策。

参考资料:

[1] Study reveals how bacteria beat immune systems

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