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北京時(shí)代方略

挑戰(zhàn)達(dá)爾文？新研究發(fā)現(xiàn)后天感染獲得的免疫力也能遺傳

感染某些病毒或接種疫苗后，我們體內(nèi)的一些免疫細(xì)胞會(huì)對(duì)病原體的特征產(chǎn)生免疫記憶，以便下次感染時(shí)有更快、更強(qiáng)的反應(yīng)。這種后天獲得的免疫力可以一代一代遺傳下去嗎？

來(lái)源： 學(xué)術(shù)經(jīng)緯　

 

感染某些病毒或接種疫苗后，我們體內(nèi)的一些免疫細(xì)胞會(huì)對(duì)病原體的特征產(chǎn)生免疫記憶，以便下次感染時(shí)有更快、更強(qiáng)的反應(yīng)。這種后天獲得的免疫力可以一代一代遺傳下去嗎？

法國(guó)博物學(xué)家拉馬克（Jean-Baptiste Lamarck）最早提出，生物體可以將一生中獲得的性狀傳遞給后代，作為適應(yīng)和物種產(chǎn)生的進(jìn)化機(jī)制。但我們也都知道，拉馬克提出的這種理論，后來(lái)被達(dá)爾文和華萊士提出的進(jìn)化模型所取代。

然而，由荷蘭、德國(guó)、瑞士和希臘多國(guó)科學(xué)家組成的一支研究團(tuán)隊(duì)，通過(guò)小鼠實(shí)驗(yàn)表明，感染后增強(qiáng)的免疫反應(yīng)可以繼續(xù)傳給下一代。論文指出，這一結(jié)果挑戰(zhàn)了過(guò)去的范式。

研究作者表示，其實(shí)與免疫系統(tǒng)相關(guān)的一些特征可以遺傳給下一代，并不是一個(gè)全新的假說(shuō)，過(guò)去在一些植物和無(wú)脊椎動(dòng)物（比如線蟲(chóng)）中，人們就觀察到過(guò)這樣的現(xiàn)象。不過(guò)，此次研究是首次在哺乳動(dòng)物身上調(diào)查，感染對(duì)先天免疫系統(tǒng)帶來(lái)的影響是否也會(huì)傳給后代。

在實(shí)驗(yàn)中，研究人員用一種致病真菌感染了成年雄性小鼠，讓能夠恢復(fù)過(guò)來(lái)的雄性小鼠與完全健康的雌性小鼠交配，產(chǎn)生后代。然后，研究人員分析了這些后代小鼠的免疫系統(tǒng)，并且與父母都從未感染過(guò)致病真菌的對(duì)照組小鼠進(jìn)行比較。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，受過(guò)感染的動(dòng)物的后代，更能抵御疾病。當(dāng)它們遇到其他致病細(xì)菌（比如大腸桿菌等）時(shí)，免疫應(yīng)答明顯要比對(duì)照組更強(qiáng)，體內(nèi)的細(xì)菌數(shù)量較低，免疫細(xì)胞和促炎性細(xì)胞因子的濃度也更高，說(shuō)明免疫系統(tǒng)起到了更好的保護(hù)作用。并且，這種影響在第三代中依然明顯。

 

 

▲父親經(jīng)歷過(guò)感染，孩子的免疫力提高，抵抗病菌的能力增強(qiáng)（圖片來(lái)源：參考資料[1]）

令人好奇的是，增強(qiáng)的免疫力是怎么傳給下一代的呢？

具體來(lái)說(shuō)，研究人員對(duì)后代小鼠各種典型的免疫細(xì)胞進(jìn)行測(cè)試后發(fā)現(xiàn)，對(duì)感染的強(qiáng)烈反應(yīng)與骨髓細(xì)胞中基因表達(dá)模式的改變有關(guān)。這些改變不影響組成DNA的序列，但會(huì)改變DNA甲基化等特征，使得參與炎癥反應(yīng)、調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞發(fā)育成熟有關(guān)的一些基因更容易讀取。

這些變化對(duì)于一種叫做“訓(xùn)練免疫（trained immunity）”的現(xiàn)象非常重要，指的是先天免疫細(xì)胞也可以在感染或接種某些疫苗后被誘導(dǎo)產(chǎn)生對(duì)病原體的免疫記憶，從而增強(qiáng)未來(lái)對(duì)感染的抵抗力。先去的其他一些研究指出，訓(xùn)練免疫的實(shí)現(xiàn)與骨髓細(xì)胞中的表觀遺傳學(xué)重編程有關(guān)。

不過(guò)，這一篇論文顯然還不能解釋所有的環(huán)節(jié)，比如從致病真菌感染中恢復(fù)過(guò)來(lái)的小鼠父母，是如何把它們獲得的訓(xùn)練免疫直接傳給沒(méi)有經(jīng)受過(guò)感染的后代，這些謎團(tuán)還留待更多研究來(lái)解答。

此外，這些發(fā)現(xiàn)來(lái)自于小鼠，是否適用于人類，研究人員表示目前還不知道。

注：原文有刪減

參考資料：

[1] Natalie Katzmarski et al., (2021) Transmission of trained immunity and heterologous resistance to infections across generations. Nature Immunology. Doi: https://doi.org/10.1038/s41590-021-01052-7

[2] Epigenetics: Immunization is passed on to offspring. Retrieved Oct. 19, 2021 from https://www.uni-bonn.de/en/news/252-2021

 

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