人類汗液中發(fā)現(xiàn)的一種蛋白質(zhì)可以預防萊姆病

萊姆病是一種由蜱蟲傳播的細菌感染，每年在美國影響近50萬人。在大多數(shù)情況下，抗生素可以有效清除感染，但對一些患者來說，癥狀會持續(xù)數(shù)月或數(shù)年。

麻省理工學院和赫爾辛基大學的研究人員發(fā)現(xiàn)，人類汗液中含有一種可以預防萊姆病的蛋白質(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)是如何抑制導致萊姆病的細菌生長的，但研究人員希望利用這種蛋白質(zhì)的保護能力來制造護膚霜，幫助預防萊姆病，或者治療對抗生素沒有反應的感染。

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

Hanna Ollila是赫爾辛基大學分子醫(yī)學研究所的高級研究員，也是麻省理工學院和哈佛大學布羅德研究所的研究員，也是該論文的高級作者，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分子醫(yī)學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）的細菌引起的。在美國，這種細菌通過蜱蟲傳播，蜱蟲由老鼠、鹿和其他動物攜帶。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是斯坦福大學的博士后，他們幾年前開始了這項研究，希望找到對萊姆病易感性的遺傳標記。為此，他們決定在芬蘭的一個數(shù)據(jù)集上進行一項全基因組關(guān)聯(lián)研究(GWAS)，該數(shù)據(jù)集包含41萬人的基因組序列，以及他們的病史的詳細信息。

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。

這項分析揭示了三種突變點，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)，它們在對感染的免疫反應中發(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，并將它們暴露于實驗室中生長的伯氏疏螺旋體。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。然而，當他們將細菌暴露于突變版本時，需要兩倍的蛋白質(zhì)來抑制細菌的生長。

然后，研究人員將細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菌后感染了萊姆病，但小鼠注射了暴露于正常版本SCGB1D2的細菌后卻沒有感染。

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

預防感染

在麻省理工學院和赫爾辛基大學的研究人員將他們的初步發(fā)現(xiàn)發(fā)布在預印本服務器上之后，愛沙尼亞的研究人員使用愛沙尼亞生物銀行的數(shù)據(jù)復制了全基因組關(guān)聯(lián)研究的結(jié)果。這些數(shù)據(jù)來自大約21萬人，其中包括1.8萬名萊姆病患者，這些數(shù)據(jù)后來被添加到《自然通訊》的最終研究中。

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

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

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

德雷塞爾大學生物醫(yī)學工程學院生物醫(yī)學創(chuàng)新教授Kara Spiller沒有參與這項研究，他說:“這一發(fā)現(xiàn)為一種全新的預防萊姆病的方法打開了大門，看看它是否也能用于預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，擁有保護性SCGB1D2基因的人仍然可能患上萊姆病，他們不應該認為自己不會患上萊姆病。一個可能起作用的因素是，當一個人被攜帶伯氏疏螺旋體的蜱蟲叮咬時，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有想到的抗菌蛋白。作為免疫學家，我們不停地談論免疫球蛋白，但在我們的GWAS研究中出現(xiàn)分泌球蛋白之前，我從未聽說過它。這就是為什么現(xiàn)在對我來說很有趣。我想知道他們都在做什么，”她說。

來源：MIT

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

1. 物態(tài)：鄰二氯苯為無色液體，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：鄰二氯苯相對比較穩(wěn)定，在常溫下不易分解，不易被空氣氧化。

4. 反應性：鄰二氯苯在一些反應中表現(xiàn)出以下特性：

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

   - 鄰位取代反應：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。

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

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