生物体内的天然抗生素

　　

    研究人员首次发现哺乳动物的活体组织内存在着一种特殊肽类，具有杀灭微生物的功能，称得上是一种天然抗生素。这一小类蛋白质构成了机体的第一道防线，并可在免疫系统产生全面反应之前，对一些速发型感染进行有效的监视。

    2001年11月22日的Nature杂志上发表了一篇论文，指出在哺乳动物体内某些组织（如皮肤，肺部，胃肠道，外周血白细胞等）中发现了一种名为cathelicidins (caths)的肽类物质，具有类似抗生素的生物功能。这篇论文的作者是加州大学圣地亚哥分校（University of California, San Diego，UCSD）医学院和弗吉尼亚州（VA）圣地亚哥市保健部的有关研究人员。他们是在小鼠体内和实验培养体系中观察到这种物质的。

    Caths能够在培养皿中抑制微生物的生长。而在此之前，尚未有人发现这么一种天然的抗生素－它是哺乳动物先天性免疫系统的一部分，构成了机体对外来病原菌的最初的速发型免疫防御体系。

    “尽管这20年来我们一直在怀疑，可能有某种抗生素类物质参与了机体对外源性感染的最初免疫，但在此之前，我们没有找到任何有说服力的证据，来证实活体动物体内的这种物质及其确切作用机制。”论文的主要作者Richard Gallo博士说。他是UCSD药理系和儿科学的助理教授，同时兼任弗吉尼亚州的皮肤病学协会主席。“我们的最新发现证实，人类和其他一些哺乳动物能够制造自身的天然抗生素。”

    Gallo博士还表示，如果能够鉴定出这种基因的变异形式，那么上述研究成果在血检领域将有极大的应用潜力。临床工作者可以据此制定出更为敏感的抗感染治疗方案。另外，研究者还可通过研究caths的结构，开发出更为安全的新型抗感染药物。

    上述论文的第一作者是Victor Nizet博士，他是一位感染性疾病研究专家，同时还是UCSD小儿科的助理教授。他指出，这项研究成果还将会为抗生素耐药的研究提供一条新的思路。

    “滥用抗生素导致患者耐药已是屡见不鲜的事情。”他说。“然而我们发现，这种天然抗生素在过往的千百年中始终能够有效地杀灭某些细菌。我们将进一步研究它的化学结构及特性，以及控制其敏感性和耐药性的基因。我们希望通过这些研究，能够阐明为什么有些细菌耐药，而有些细菌却不耐药的现象。”

   人类的免疫反应有两种形式。一种是先天性免疫反应，机体通过外源性物质的结构或特性识别异物，并能启动一个快速而广泛的免疫反应。在此过程中，机体释放噬菌细胞（如中性粒细胞、巨噬细胞）和自然杀伤细胞对抗感染。另外一种形式则是获得性免疫反应，机体需要几天时间才能对靶物质发动攻击。获得性免疫反应能够识别曾经接触过的特殊微生物，并能针对这些物质产生特异性抗体，并激活特异的T细胞。由于多数感染都进展得相当迅速，因而先天性免疫功能如何，对于机体的健康状况而言至关重要。

    Gallo博士还计划在人类的不同疾病中进一步观察caths的表达情况。例如，寻常型银屑病患者经常会出现瘙痒性的红色皮疹，但却少见有其他类型的皮肤感染。

    “这表明这些患者体内的caths表达水平较高。”他说。“相反，如果其他皮疹的患者经常发生皮肤感染，提示他们的caths水平可能较低。”

    CSD/VA研究小组发现，caths是防御素基因编码的抗菌肽家族成员之一。但是目前他们主要把研究重点放在caths的天然抗生素特性上，尚未对防御素展开系统研究。

    “caths极有可能与防御素有着协同作用，当然，也可能是通过细胞介导的先天性免疫反应发挥其抗感染功能－这一过程往往牵涉到巨噬细胞。” Gallo表示，要想彻底阐明这些错综复杂的关系，目前尚需进一步的研究与观察。 （基因潮译）