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Science:令人意外!不完全免疫力导致致命性病原体产生

2018.3.08

  正如季节性流感疫苗接种的支持者所知道的那样,免疫系统并不是完美的,必须不断地加以强化来阻止快速进化的病原体。

  与人类不同的是,野生鸟类并不接受疫苗接种,必须依靠它们的天然免疫系统来抵抗病原体攻击。免疫系统具有允许有机体记住过去的入侵者并阻止它们再次入侵的“记忆”。然而,在存在部分免疫力(partial immunity)的情形下,这些记忆并不总是完美的,一些病原体仍然能够成功地发起攻击。


图片来自Bob Vuxicnic。

  美国弗吉尼亚理工学院生物科学家副教授Dana Hawley长期以来一直在研究朱雀所患的由鸡毒支原体导致的支原体结膜炎(mycoplasmal conjunctivitis)---一种类似于人类所患的“红眼病(pink eye)”的疾病。在2015年,她已确定饲养的鸟类更可能患上这种疾病,这种疾病导致眼睛红肿,并且经常导致失明,而对鸟类来说,失明意味着死亡。

  近年来雀类红眼病严重程度的增加让Hawley及其合作者猜测鸟类免疫与病原菌毒力之间存在着潜在的关联性。她与从事于微生物学研究和建模研究的同事们合作,测量不同毒力的细菌菌株在预先对这种病原菌产生免疫力或者未产生免疫力的雀类中如何作出表现。

  在一项新的研究中,Hawley团队通过开展一系列实验室实验,证实毒力更强的细菌菌株因多种原因占据优势。最令人吃惊的原因之一在于毒力更强的菌株在雀类中产生完整的免疫记忆,从而使得毒力较弱的菌株几乎没有供它们感染的宿主。相反,毒力较弱的菌株仅产生部分免疫记忆,从而为毒力更强的菌株入侵敞开大门。相关研究结果发表在2018年3月2日的Science期刊上,论文标题为“Incomplete host immunity favors the evolution of virulence in an emergent pathogen”。

  这些研究人员然后对这些实验的结果进行建模,以便揭示出一种病原菌如何在整个雀类群体中传播。这个模型表明在具有不完全免疫力(incomplete immunity)的实验雀类群体中占主导地位的病原菌菌株的危害性几乎是在缺乏免疫力的实验雀类群体中占主导地位的菌株的两倍。因此,不完全免疫力可能是自然条件下促进在雀类中进化出更加有害的菌株。

  Hawley 说,“我们的研究结果不仅对雀类比较重要。许多人类病原体和其他的动物病原体也会导致宿主对它们的再次感染产生不完全的免疫保护。因此,在多种宿主中,宿主免疫反应有潜力导致更加有害的菌株产生。这种免疫反应能够强力地保护宿主免受感染,但在不完全免疫力中,这种不完全可能是致命的。”


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