人類汗液中發(fā)現(xiàn)的一種蛋白質(zhì)可以預(yù)防萊姆病

萊姆病是一種由蜱蟲傳播的細(xì)菌感染，每年在美國(guó)影響近50萬(wàn)人。在大多數(shù)情況下，抗生素可以有效清除感染，但對(duì)一些患者來(lái)說(shuō)，癥狀會(huì)持續(xù)數(shù)月或數(shù)年。

麻省理工學(xué)院和赫爾辛基大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)，人類汗液中含有一種可以預(yù)防萊姆病的蛋白質(zhì)。他們還發(fā)現(xiàn)，在全基因組關(guān)聯(lián)研究中，大約三分之一的人口攜帶這種蛋白質(zhì)的遺傳變異，這種變異與萊姆病有關(guān)。

目前還不清楚這種蛋白質(zhì)是如何抑制導(dǎo)致萊姆病的細(xì)菌生長(zhǎng)的，但研究人員希望利用這種蛋白質(zhì)的保護(hù)能力來(lái)制造護(hù)膚霜，幫助預(yù)防萊姆病，或者治療對(duì)抗生素沒(méi)有反應(yīng)的感染。

麻省理工學(xué)院生物工程系的首席研究科學(xué)家、這項(xiàng)新研究的資深作者之一Michal Caspi Tal說(shuō):“這種蛋白質(zhì)可能對(duì)萊姆病有一定的保護(hù)作用，我們認(rèn)為這對(duì)基于這種蛋白質(zhì)的預(yù)防和治療有真正的意義?！?/p>

Hanna Ollila是赫爾辛基大學(xué)分子醫(yī)學(xué)研究所的高級(jí)研究員，也是麻省理工學(xué)院和哈佛大學(xué)布羅德研究所的研究員，也是該論文的高級(jí)作者，該論文今天發(fā)表在《Nature Communications》上。這篇論文的第一作者是赫爾辛基大學(xué)分子醫(yī)學(xué)研究所的博士后薩圖·施特勞斯。

令人驚訝的聯(lián)系

萊姆病通常是由一種叫做伯氏疏螺旋體（Borrelia burgdorferi）的細(xì)菌引起的。在美國(guó)，這種細(xì)菌通過(guò)蜱蟲傳播，蜱蟲由老鼠、鹿和其他動(dòng)物攜帶。癥狀包括發(fā)燒、頭痛、疲勞和明顯的牛眼疹。

大多數(shù)患者接受強(qiáng)力霉素治療，這是一種通常能清除感染的抗生素。然而，在一些患者中，疲勞、記憶問(wèn)題、睡眠中斷和身體疼痛等癥狀可能持續(xù)數(shù)月或數(shù)年。

Tal和Ollila是斯坦福大學(xué)的博士后，他們幾年前開始了這項(xiàng)研究，希望找到對(duì)萊姆病易感性的遺傳標(biāo)記。為此，他們決定在芬蘭的一個(gè)數(shù)據(jù)集上進(jìn)行一項(xiàng)全基因組關(guān)聯(lián)研究(GWAS)，該數(shù)據(jù)集包含41萬(wàn)人的基因組序列，以及他們的病史的詳細(xì)信息。

該數(shù)據(jù)集包括大約7000名被診斷患有萊姆病的人，使研究人員能夠?qū)ふ遗c未患萊姆病的人相比，患有萊姆病的人更容易發(fā)現(xiàn)的基因變異。

這項(xiàng)分析揭示了三種突變點(diǎn)，其中兩種是在免疫分子中發(fā)現(xiàn)的，此前曾與萊姆病有關(guān)。然而，他們的第三個(gè)發(fā)現(xiàn)完全出乎意料——一種名為SCGB1D2的分泌珠蛋白。

分泌球蛋白是在肺部和其他器官組織中發(fā)現(xiàn)的一組蛋白質(zhì)，它們?cè)趯?duì)感染的免疫反應(yīng)中發(fā)揮作用。研究人員發(fā)現(xiàn)，這種特殊的分泌紅蛋白主要是由汗腺細(xì)胞產(chǎn)生的。

為了找出這種蛋白質(zhì)如何影響萊姆病，研究人員創(chuàng)造了正常和突變版本的SCGB1D2，并將它們暴露于實(shí)驗(yàn)室中生長(zhǎng)的伯氏疏螺旋體。他們發(fā)現(xiàn)，正常版本的蛋白質(zhì)顯著抑制伯氏疏螺旋體的生長(zhǎng)。然而，當(dāng)他們將細(xì)菌暴露于突變版本時(shí)，需要兩倍的蛋白質(zhì)來(lái)抑制細(xì)菌的生長(zhǎng)。

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然后，研究人員將細(xì)菌暴露于正常或突變的SCGB1D2變體中，并將其注射到小鼠體內(nèi)。小鼠注射了暴露于突變蛋白的細(xì)菌后感染了萊姆病，但小鼠注射了暴露于正常版本SCGB1D2的細(xì)菌后卻沒(méi)有感染。

“在論文中，我們表明它們一直健康到第10天，但我們對(duì)小鼠進(jìn)行了一個(gè)多月的跟蹤研究，它們從未被感染。這不是延遲，這是一個(gè)句號(hào)。這真是令人興奮，”Tal說(shuō)。

預(yù)防感染

在麻省理工學(xué)院和赫爾辛基大學(xué)的研究人員將他們的初步發(fā)現(xiàn)發(fā)布在預(yù)印本服務(wù)器上之后，愛(ài)沙尼亞的研究人員使用愛(ài)沙尼亞生物銀行的數(shù)據(jù)復(fù)制了全基因組關(guān)聯(lián)研究的結(jié)果。這些數(shù)據(jù)來(lái)自大約21萬(wàn)人，其中包括1.8萬(wàn)名萊姆病患者，這些數(shù)據(jù)后來(lái)被添加到《自然通訊》的最終研究中。

研究人員還不確定SCGB1D2是如何抑制細(xì)菌生長(zhǎng)的，或者為什么這種變體的效果較差。然而，他們確實(shí)發(fā)現(xiàn)，這種變異會(huì)導(dǎo)致氨基酸從脯氨酸轉(zhuǎn)變?yōu)榱涟彼?，這可能會(huì)干擾正常版本中螺旋結(jié)構(gòu)的形成。

他們現(xiàn)在計(jì)劃研究是否將這種蛋白質(zhì)應(yīng)用于不能自然產(chǎn)生SCGB1D2的小鼠皮膚上，可以防止它們被伯氏疏螺旋體感染。他們還計(jì)劃探索這種蛋白質(zhì)治療抗生素?zé)o效感染的潛力。

Tal說(shuō):“我們有神奇的抗生素，對(duì)90%的人有效，但在我們了解萊姆病的40年里，我們并沒(méi)有改變這一點(diǎn)。10%的人在服用抗生素后沒(méi)有康復(fù)，而且沒(méi)有治療方法?！?/p>

德雷塞爾大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院生物醫(yī)學(xué)創(chuàng)新教授Kara Spiller沒(méi)有參與這項(xiàng)研究，他說(shuō):“這一發(fā)現(xiàn)為一種全新的預(yù)防萊姆病的方法打開了大門，看看它是否也能用于預(yù)防其他類型的皮膚感染，這將是一件有趣的事情?！?/p>

研究人員指出，擁有保護(hù)性SCGB1D2基因的人仍然可能患上萊姆病，他們不應(yīng)該認(rèn)為自己不會(huì)患上萊姆病。一個(gè)可能起作用的因素是，當(dāng)一個(gè)人被攜帶伯氏疏螺旋體的蜱蟲叮咬時(shí)，他是否碰巧在出汗。

SCGB1D2只是人體產(chǎn)生的11種分泌珠蛋白中的一種，Tal還計(jì)劃研究其他一些分泌珠蛋白在體內(nèi)的作用，尤其是在肺部，那里發(fā)現(xiàn)了許多分泌珠蛋白。

“我最興奮的是分泌球蛋白可能是一類我們沒(méi)有想到的抗菌蛋白。作為免疫學(xué)家，我們不停地談?wù)撁庖咔虻鞍祝谖覀兊腉WAS研究中出現(xiàn)分泌球蛋白之前，我從未聽(tīng)說(shuō)過(guò)它。這就是為什么現(xiàn)在對(duì)我來(lái)說(shuō)很有趣。我想知道他們都在做什么，”她說(shuō)。

來(lái)源：MIT

鄰二氯苯（o-Dichlorobenzene，化學(xué)式：C6H4Cl2）是一種有機(jī)化合物，屬于二氯苯類化合物。以下是鄰二氯苯的一些化學(xué)性質(zhì)：

1. 物態(tài)：鄰二氯苯為無(wú)色液體，具有特殊的芳香味道。

2. 溶解性：鄰二氯苯有較好的溶解性，可溶于有機(jī)溶劑如醇、醚和苯等，但在水中溶解度較低。

3. 穩(wěn)定性：鄰二氯苯相對(duì)比較穩(wěn)定，在常溫下不易分解，不易被空氣氧化。

4. 反應(yīng)性：鄰二氯苯在一些反應(yīng)中表現(xiàn)出以下特性：

   - 親電取代反應(yīng)：鄰二氯苯可通過(guò)親電試劑引發(fā)取代反應(yīng)。例如，與臭氧反應(yīng)可生成鄰二氯苯臭氧加合物。

   - 鄰位取代反應(yīng)：與少數(shù)條件下的親核試劑體系，鄰二氯苯的氯原子可被取代，發(fā)生鄰位取代反應(yīng)。

5. 毒性：鄰二氯苯對(duì)人體是有毒的，可能對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)、肝臟和腎臟產(chǎn)生不良影響。因此，在使用過(guò)程中要注意安全防護(hù)。

需要注意的是，鄰二氯苯是一種揮發(fā)性有機(jī)化合物，容易產(chǎn)生蒸汽，所以在處理和操作時(shí)需要提供良好的通風(fēng)條件。同時(shí)，避免與強(qiáng)氧化劑、酸性物質(zhì)等發(fā)生反應(yīng)，以免引起危險(xiǎn)。