Nature新闻：免疫系统“借刀杀敌”

　　

生物通报道  众所周知，粘液在生物体中无处不在。几乎所有的动物都利用它来作为屏障，保护与环境接触的组织，如肠或肺。现在来自加州大学圣地亚哥分校的微生物学家Jeremy Barr，以及研究小组发现粘液还是动物与病毒之间维持古老伙伴关系的关键。

Barr和同事们证实，不管是人、鱼还是珊瑚，所有这些动物的粘液中都充满了称作噬菌体（phage）的杀菌病毒。这些病毒保护了它们的宿主免受进入机体的、破坏性细菌的感染。“这是动物与病毒之间一种独特的共生形式，”Weizmann科学研究所微生物遗传学家Rotem Sorek（未参与该研究）说。

相关论文发表在5月20日的《美国科学院院刊》（PNAS）上，同日国际权威期刊Nature杂志网站以“Viruses in the gut protect from infection”为题，对这一突破性的研究发现进行了新闻报道。

宾夕法尼亚大学微生物学家Frederic Bushman说：“这是一项开创新的研究发现。噬菌体可以被看做是先天免疫系统的组成部分，这一观点是新颖，且令人感到兴奋的。”

该研究的领导者、微生物生态学家Forest Rohwer多年来一直在收集来自整个动物王国的粘液，他发现相比于周围的环境，粘液样本中的噬菌体数量要高4倍以上。“关于这种共生关系，最令人感到兴奋的一个方面就是，它有可能是在所有的粘液表面起作用，并从首次生成粘液开始一直在不断演化。”

粘性刷

粘液主要是由称作为粘蛋白（mucin）的大分子复合物所构成，粘蛋白有一个中心蛋白质骨架，其上粘附着数千个聚糖分子。研究小组发现，噬菌体粘附到了这些糖分子上，Barr将它比喻为是“一个大生物刷”。
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聚糖不断地改变，且差异极大，而噬菌体的外壳上却总是有着同等多样的蛋白，这使得它们能够坚守在这一易变的环境中。研究小组发现，有噬菌体存在，能够附着到粘液上的细菌数量减少了超过1万倍。

Barr说，他认为在粘液中最常见的噬菌体株，就是那些靶向最常见细菌的病毒株，它们提供了一种“粘液记忆”，对抗关系最密切的局部微生物。然而由于粘液不断地流出，并加以补充，这些关系处于不断变化中。Barr、Rohwer和研究小组现正试图模拟出这一粘液区域内的进化动态。

研究人员也在探索其对于人类健康的影响。例如，Barr想知道，如果用特异性针对致病菌的粘膜结合噬菌体，来特意覆盖个体的肠道，是否能够提高免疫基础水平，对抗这样的感染。

Sorek补充说，在过去的几年里，科学家们已经开始了解肠道常见噬菌体以及它们通过改变居住微生物群来影响人体健康的机制。他想知道动物是否是以一种“聪明“的方式，招募粘膜结合噬菌体，优先选择了有益细菌，而非致病菌。

Barr认为，有可能确实是如此。他指出，噬菌体有时候会将它们的遗传物质插入到细菌基因组中，而不直接杀死细菌。Barr推测通过这种方式，粘液性噬菌体有可能保护了对动物宿主有益的细菌，并破坏了有害的细菌。

（生物通：何嫱）

生物通推荐论文摘要：

Bacteriophage adhering to mucus provide a non–host-derived immunity

Mucosal surfaces are a main entry point for pathogens and the principal sites of defense against infection. Both bacteria and phage are associated with this mucus. Here we show that phage-to-bacteria ratios were increased, relative to the adjacent environment, on all mucosal surfaces sampled, ranging from cnidarians to humans. In vitro studies of tissue culture cells with and without surface mucus demonstrated that this increase in phage abundance is mucus dependent and protects the underlying epithelium from bacterial infection. Enrichment of phage in mucus occurs via binding interactions between mucin glycoproteins and Ig-like protein domains exposed on phage capsids……