自我与非自我的免疫识别研究新进展
除非你是同卵双胞胎,否则你可能不会经常被误认为是别人。同样,我们的自我意识与其他所有人都不同,这种自我意识从孩提时代起就根深蒂固。
的免疫系统然而,在区分自我与非自我方面,它面临着更大的挑战。如果这个复杂的监控网络不能识别外来入侵者,比如细菌或病毒,结果可能是严重的、无法控制的疾病。
然而,在某些情况下,免疫系统可能会变得过于警惕,将我们自己的组织视为外来物,并针对它们进行破坏,从而导致自身免疫性疾病。自身免疫反应也与某些癌症有关。
在一项新的研究中,亚利桑那州立大学的研究人员Joshua LaBaer和他的同事探索了免疫系统中被称为自身抗体的成分。虽然他们在一系列严重的自身免疫性疾病研究发现,在健康个体中也发现了自身抗体。
这一事实可能会使自身抗体作为自身免疫性疾病的哨兵的诊断使用更具挑战性,因此这种研究的重要性。
提高对自身抗体在人类健康和疾病中的普遍性和作用的认识,可能最终有助于设计针对一系列疾病的更好的诊断和治疗方法。
“从历史上看,我们只寻找疾病中存在的自身抗体,但我们一直很感兴趣,因为我们的健康对照组也总是有自身抗体,”LaBaer说。所以,我们决定看看这些“健康的自身抗体”是否在健康人身上普遍存在,结果证明确实有很多。了解这些将有助于我们在未来的研究中避免混乱。”
LaBaer博士是ASU生物设计研究所的执行董事,以及弗吉尼亚G.派珀生物设计个性化诊断中心的主任。
研究结果发表在最新一期的杂志上细胞的报道.
生物内战
自身免疫性疾病是一种普遍的现象,影响着大约2300万美国人。研究人员已经发现了80多种自身免疫性疾病,包括1型糖尿病、狼疮、多发性硬化症和类风湿性关节炎等常见疾病,以及难以正确诊断的更隐晦的疾病。近80%的自身免疫性疾病发生在女性身上,研究人员仍在试图弄清其中的原因。
关于自身免疫反应的潜在机制,科学还有很多需要了解的地方。这类疾病通常发生在感染之后。所谓的适应性免疫系统的两个主要组成部分也在自身免疫中发挥重要作用。这些是白细胞或淋巴细胞,称为T细胞和B细胞。淋巴细胞对维持健康和生存至关重要。这些哨兵不停地在血液中巡逻,被称为抗原的外来物质所警告。
T细胞可以抵御细菌、病毒和真菌等病原体的感染。他们也可以攻击和破坏癌细胞.B细胞分泌一种被称为抗体的蛋白质,这种蛋白质要么破坏相互作用,要么针对受感染的细胞,以便其他细胞可以进入破坏它们。抗体通过与病原体或包括毒素在内的外来物质结合并中和它们的有害影响来发挥作用。例如,如果抗体与病毒结合,它可能会阻止入侵者进入正常细胞引起感染。B细胞还可以招募其他特化细胞免疫细胞迁移到受感染细胞的位置并帮助摧毁它们。
免疫系统的防御武器库对外来蛋白质、多肽、酶复合物、RNA和DNA极其敏感。当遇到这些异物时,B细胞就会开始行动,产生针对这些异物的抗体。
暴动的免疫力
然而,免疫系统面临着一个艰巨的挑战。B细胞和T细胞必须能够准确地定位对身体的威胁,同时对宿主细胞和组织保持无害。免疫细胞并不是生来就有这种知识,它们在几周内就学会了,在一种生物教室里接受训练,在那里它们经历了两轮仔细的筛选。
B细胞和T细胞成功地从它们的培训课程表现出两种免疫耐受:中枢免疫耐受,在骨髓中发展;外周免疫耐受,在淋巴结中成熟。
经过训练后,表现出免疫耐受的细胞(与健康组织之间的一种互不侵犯条约)被保存在体内,以备将来使用。不合格的免疫细胞训练,并呈现出自身免疫的风险被隔离或破坏。
然而,有时病原体或癌症会产生抗原,这些抗原在序列或结构上与身体正常组织中的特征非常相似,以至于宿主组织被误认为是疾病抗原,并被抗体靶向。这些特征被称为自身抗原,而针对它们产生的抗体被称为自身抗体。
由于自身抗原与疾病抗原相似而导致的错误靶向被称为分子拟态,与许多自身免疫性疾病有关,从类风湿关节炎到多发性硬化症。
寻找抗体的寻宝游戏
这项新研究探索了健康个体中常见的自身抗体。虽然这些常见的自身抗体似乎不会导致疾病,但它们在多达40%的测试人群中出现。很可能至少有一些常见的自身抗体被错误地识别为疾病抗体。
研究人员对9个数据集进行了元分析。探索常见自身抗体的工具是一种被称为蛋白质微阵列的设备。在这里,成千上万的单个蛋白质被固定在玻片上。当血液样本散布在微阵列上时,抗体(在这种情况下是自身抗体)与特定的蛋白质抗原结合。
这些微阵列经过了两轮筛选。在第一轮中,研究人员对来自健康个体的182个血液样本进行了7653种人类蛋白质的筛选。在第二轮研究中,90份血液样本对1666种人类蛋白质进行了筛选。实验共鉴定出77种常见的自身抗体。
血液样本来自健康的男性和女性,年龄从婴儿到84岁不等。结果表明,从出生到青春期,自身抗体的数量不断增加,然后趋于稳定。此外,无论性别如何,检测到的自身抗体数量都是相同的,考虑到男性和女性在自身免疫性疾病患病率方面的巨大差异,这是一个令人惊讶的结果。
另一个潜在的谜团是为什么普通的自身抗体不能产生自身免疫疾病.虽然这类抗体似乎避开了导致免疫耐受的筛选过程,但它们在体内的存在仍然是良性的。据信,自身免疫病理需要自身抗体与自身抗原结合并形成复合物,而这可能在普通自身抗体的情况下被阻断。
未来的研究有望揭开更多关于自身抗体本质的秘密。目前的研究检测了不到一半的人类蛋白质。很可能是额外的普通自身抗体有待发现。