電子顯微鏡下的假單胞菌細(xì)菌。圖片來(lái)源：MPIIB / Volker Brinkmann

眾所周知，細(xì)菌感染并不會(huì)馬上導(dǎo)致疾病，只有在它們大量出現(xiàn)時(shí)才會(huì)對(duì)身體造成威脅。

近日，發(fā)表在《Science》上的一項(xiàng)研究中，來(lái)自德國(guó)馬克斯·普朗克感染生物學(xué)研究所（MPIIB）的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，人體具有一個(gè)特殊受體，它雖然不能識(shí)別細(xì)菌本身，但可以很好地監(jiān)視細(xì)菌間的通信，持續(xù)監(jiān)測(cè)感染動(dòng)態(tài)，當(dāng)有大量細(xì)菌存在以至于分泌出被稱(chēng)為毒力因子的致病物質(zhì)時(shí)，該受體會(huì)向宿主發(fā)出調(diào)整免疫反應(yīng)的信號(hào)。

細(xì)菌病原體與其宿主之間的相互作用可以看作是一場(chǎng)“軍備競(jìng)賽”，其中每個(gè)參與者不斷地響應(yīng)來(lái)自伙伴的進(jìn)化策略。就我們環(huán)境中的機(jī)會(huì)性病原體而言，這一感染的關(guān)鍵門(mén)檻特別高：只有當(dāng)以非常大的數(shù)量出現(xiàn)和/或形成致病物質(zhì)時(shí)，它們才能讓人患病。

許多細(xì)菌會(huì)產(chǎn)生小分子來(lái)監(jiān)視種群密度（豐度），從而調(diào)節(jié)其集體行為，這一過(guò)程稱(chēng)為群體感應(yīng)。銅綠假單胞菌（Pseudomonas aeruginosa）就是這樣一種細(xì)菌。我們每個(gè)人都會(huì)與之經(jīng)常接觸，因?yàn)樗椴荚谒堋⑾词峙韬推渌?lèi)似的地方。然而，只有大量的假單胞菌才會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的疾病，它們通過(guò)形成致病物質(zhì)來(lái)達(dá)到這一目的。這些致病物質(zhì)使其能在宿主體內(nèi)立足并造成損害。這種細(xì)菌很容易引起肺炎、傷口感染或菌血癥和血液中毒，特別是對(duì)住院病人。這些疾病非常難治療，因?yàn)樗鼈円呀?jīng)對(duì)抗生素有很強(qiáng)的耐藥性。

圖片來(lái)源：Science

細(xì)菌如何選擇合適的時(shí)機(jī)發(fā)動(dòng)攻擊呢？研究發(fā)現(xiàn)，它們通過(guò)稱(chēng)為“群體感應(yīng)”的小分子相互交流。只有當(dāng)假單胞菌達(dá)到相對(duì)足夠的豐度時(shí)，它們才會(huì)產(chǎn)生引發(fā)疾病的物質(zhì)和粘液分子，這些物質(zhì)保護(hù)它們抵抗抗生素和人體自身免疫系統(tǒng)的攻擊。這對(duì)于細(xì)菌來(lái)說(shuō)是有意義的，因?yàn)槿绻鼈儾恍枰骋汉投玖σ蜃樱敲串a(chǎn)生這些物質(zhì)僅僅意味著不必要的能量消耗。另一方面，對(duì)細(xì)菌而言，在發(fā)動(dòng)實(shí)際攻擊時(shí)，能量消耗是值得的，因?yàn)橹挥羞@樣，他們才能成功感染宿主并將其用作繁殖地。

該研究通訊作者、 MPIIB免疫學(xué)系教授Stefan Kaufmann及其團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，我們的身體細(xì)胞可以借助芳烴受體（AhR）發(fā)現(xiàn)細(xì)菌之間的通信。AhR可以檢測(cè)群體感應(yīng)分子，直接識(shí)別色素沉著的細(xì)菌毒力因子，使體細(xì)胞能夠檢測(cè)細(xì)菌何時(shí)準(zhǔn)備攻擊。

圖片來(lái)源：Science

該研究第一作者、牛津大學(xué)路德維希癌癥研究所的組長(zhǎng)Pedro Moura-Alves解釋說(shuō)：“通過(guò)這種監(jiān)測(cè)活動(dòng)，人體可以在需要抵御這些細(xì)菌侵襲的時(shí)候激活免疫系統(tǒng)。”

實(shí)際上，在細(xì)菌達(dá)到致病數(shù)量之前，該受體就已經(jīng)在對(duì)它們進(jìn)行監(jiān)視了，如果檢測(cè)到群體感應(yīng)分子處于早期階段，芳烴受體就會(huì)被抑制，從而阻止免疫防御的過(guò)早啟動(dòng)。

Kaufmann說(shuō)：“這對(duì)宿主來(lái)說(shuō)是有益的，因?yàn)檫@樣做可以節(jié)省能量，少量細(xì)菌并不會(huì)造成任何損害。只有在細(xì)菌達(dá)到臨界數(shù)量時(shí)，免疫防御所需的能量才會(huì)集中起來(lái)。 這也有助于防止由免疫系統(tǒng)反應(yīng)引起的附帶損傷。”

因此，我們的身體不僅能夠識(shí)別細(xì)菌是否存在，這些最新結(jié)果表明，它還在隨時(shí)監(jiān)控細(xì)菌的數(shù)量，以便對(duì)感染的不同階段做出反應(yīng)。

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