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原稿来源:彭博公共卫生学院宣传部
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睡病寄生虫如何躲避免疫反应?
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约翰·霍普金斯大学彭博公共卫生学院的研究人员领导的一项最新研究揭示了导致人类非洲昏睡病的血源性寄生虫、以及在牛和其他动物体内存有的相关病毒是如何在宿主体内建立长期感染的状况。研究人员利用小鼠模型发现,布氏锥虫基本上是在玩“捉迷藏”的游戏,在宿主的组织中安营扎寨,从而不断改变其保护性表皮,躲避抗体的攻击。
这一研究发现10月30日发表在《自然》(Nature)杂志上,可能为了解其他病原体的免疫反应提供线索。
非洲昏睡病--又称人类非洲锥虫病--这是一种被忽视的热带疾病,如果得不到治疗,人类通常会因此丧命。虽然治疗活动和采采蝇控制工作有助于控制人类非洲锥虫病,但布鲁塞绦虫仍然是非洲农民面对的一个主要问题,估计每年有三百万头牛死于此病。
布氏原虫会不断改变由数百万个复制体的单一蛋白质--变体表面糖蛋白(VSG)--组成的表面包裹。一旦宿主的抗体反应识别出一种 VSG,寄生虫就已经 “切换 ”到免疫系统尚未发现的新 VSG。通过改变这些变异基因中处于活跃状态的基因,寄生虫可以改变其外观,从而可以长时间躲避宿主的免疫反应。
布氏原虫通过采采蝇叮咬进入血液后,还会感染血液以外的组织。为了更全面地了解这种寄生虫 “血管外 ”寄宿的功能,以及布氏原虫是如何躲避免疫系统。研究人员使用了一种定制的 RNA 测序方法,对小鼠感染布氏原虫期间随着时间推移出现的不同 VSG 类型进行了编目。
研究人员发现,绝大多数 VSG 出现在组织中,而不是血液中。他们还发现,寄生虫在组织中被免疫系统清除的速度较慢。他们的研究结果表明,从血液进入血管外空间给了布氏原虫重要的 “喘息空间”,使其能够产生足够的 VSG 变体,在宿主体内长期存活,确保持续传播。
他们发现,一旦感染超过一周左右,小鼠组织中可检测到的 VSG 数量平均比血液中的数量高出数倍。因此,VSG 多样性的大部分--决定病原体逃避免疫反应能力的关键因素--出现在组织中,而不是血液中。无论小鼠是被针刺感染还是被采采蝇叮咬感染,情况都是如此。
当研究人员从最初感染开始追踪特定的 VSG 时,他们发现带有这些 VSG 的寄生虫在组织中的免疫清除明显晚于在血液中的清除。同样,当他们使用经过改造的小鼠,使寄生虫在组织中的清除时间进一步推迟时,组织中 VSG 的多样性也相应增加。
总体结果表明,布氏原虫将组织作为相对受保护的空间,它可以在其中存活更长时间,产生更多样的变体,并有可能比免疫系统更快的反应速度将这些变体重新传播到血液中。
Monica Mugnier, PhD
分子微生物学和免疫学专业副教授
该研究的高级作者、分子微生物学和免疫学专业副教授 Monica Mugnier 博士说:“组织曾被认为是布氏原虫的附带感染部位,但现在看来,组织可能在维持这种寄生虫的长期感染方面发挥着重要作用,而血液可能更多的是作为组织间移动的高速公路系统,并最终传播回采采蝇体内。另外,这个新模型同时也表明,破坏布氏杆菌从血液向组织扩散的能力可能足以让免疫系统及时追踪并终止感染,因此可能成为一种有价值的新治疗策略。”
Mugnier 博士及其同事还怀疑,这种对血管外空间的利用可能是其他病原体--例如:莱姆病细菌--用来建立慢性感染的一种策略。
Mugnier 博士说:“布鲁氏菌感染可能会成为一个有用的模型,用于理解为什么血管外空间的病原体清除效率较低,以及一些病原体是如何利用这一点的。”
研究共同作者&资助
《组织间隙是布氏锥虫抗原多样性的贮藏库 》这一研究的共同作者还包括:Alexander Beaver、Zhibek Keneskhanova、Raul Cosentino、Brian Weiss、Erick Awuoche、Gretchen Smallenberger、Gracyn Buenconsejo、Nathan Crilly、Jaclyn Smith、Jill M. C. Hakim、Bailin M. M. M. M. M. M. M. M. M. M. C. Hakim、Bailin Zhang、Bryce Bobb、Filipa Rijo-Ferreira、Luisa Figueiredo、Serap Aksoy、T. Nicolai Siegel 和 Monica Mugnier。
这项研究得到了美国国立卫生研究院(T32AI007417、T32OD011089、1K99GM132557-01、DP5OD023065、R01AI58805)、Chan Zuckerberg 倡议、德国研究基金会和欧洲研究理事会的支持。
免责声明:此信息仅用于科普目的,不能代替医疗意见。本文由约翰·霍普金斯彭博公共卫生学院发布,未经允许,不得转载。
翻译与编辑:Lin Zhang
资料来源:https://publichealth.jhu.edu/
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