蜜蜂

对大多数人来说,蜜蜂蜇了会引起暂时的疼痛和不适,但对于那些对蜂毒过敏的人来说,后果可能是毁灭性的:他们会经历过敏性休克,包括血压下降、荨麻疹瘙痒和呼吸问题,如果不及时治疗,可能会死亡。

斯坦福大学医学院的科学家们的新发现可能为严重的过敏反应提供了一种进化解释。文章将于10月24日在网上发表免疫力,研究人员表明注射了少量的后来对同一种潜在致命剂量的毒液产生了抗药性。这项研究是第一个实验证据,表明与过敏有关的免疫反应可能已经进化为对毒素起保护作用。

这项研究建立在研究人员早期工作的基础上,研究人员描述了对蛇毒液和蜜蜂毒液的先天免疫反应。先天免疫反应首次出现在暴露于外来物质,如病原体或有毒物质,如毒液。免疫细胞当病原体或毒素入侵时,它随时准备释放信号,启动防御反应。在之前的一项研究中,研究人员发现,肥大细胞产生的酶可以解毒蛇毒成分,而且肥大细胞还可以增强对蜜蜂毒液的先天抵抗力。

这种先天免疫反应不需要预先免疫或产生特定抗体。相比之下,在适应性免疫反应中,免疫系统产生抗体来识别入侵的病原体或毒素;这一过程使接种预防传染病的疫苗成为可能。适应性免疫通常是一种比先天免疫更快、更具体、更有效的防御形式。

在过敏反应中,一种叫做IgE的抗体结合在肥大细胞的表面并促使它们启动一种当接触到IgE所识别的抗原时“IgE和肥大细胞的功能大多是在过敏的情况下才知道的,”博士后学者、该研究的共同主要作者Thomas marical博士说。

“大多数与ige相关的反应都是有害的,这是一种观念,”博士后学者Philipp Starkl博士说,他是另一个主要作者。“我们和其他人推测,应该有一些非常积极的进化压力来保留这些细胞和抗体,因为如果它们是有害的,它们就会被消灭。”

研究人员假设,IgE可能是防止致命刺痛所必需的,而过敏是这种防御类型的一种极端的、不适应的例子。这种思想,被称为毒素假说是由Margie Profet于1991年首次提出的,但直到最近才在很大程度上被免疫学家忽略。

为了弄清楚适应性免疫反应是否能帮助老鼠抵抗蜂毒,marical和Starkl首先给老鼠注射相当于一次或两次叮咬的低剂量毒液。与注射了盐溶液的对照组小鼠相比,这些小鼠产生了更多的毒液特异性免疫细胞,以及更高水平的针对毒液的IgE抗体。

三周后,他们给两组老鼠注射了潜在致命剂量的毒液,类似于五次蜜蜂叮咬。免疫小鼠的体温降低更少,存活的可能性是对照组小鼠的三倍。此外,他们没有出现严重过敏的过敏性反应。

为了确定这种保护是否需要IgE抗体,该团队测试了三种类型的突变小鼠:没有IgE的小鼠,肥大细胞上没有功能性IgE受体的小鼠,以及没有肥大细胞的小鼠。这些ige缺陷突变小鼠先前是由Hans Oettgen医学博士开发的,他是哈佛医学院儿科免疫学副教授,也是这项研究的合著者。

在所有三组突变小鼠中,用低剂量的蜂毒预先免疫对a,表明这种保护依赖于IgE信号转导和肥大细胞的活化。“这对我们来说非常令人兴奋,”玛丽查尔说。“这是我们第一次看到这些IgE抗体的有益功能。”

用低剂量的拉塞尔蝰蛇毒液进行预先免疫,也可以保护老鼠免受这种蛇的高剂量毒液的伤害,这种蛇是导致印度大多数蛇咬死亡的“四大”物种之一。因此,研究人员认为,这种反应可以推广到不同类型的毒液。

“我们的发现支持了这种毒液特异性、ige相关、适应性的假说发展,至少在进化过程中,保护宿主免受潜在的有毒大量的毒液,如果动物会发生如遇到一整窝的蜜蜂,或在蛇咬伤的事件,”主席Stephen加利说,医学博士,教授和病理学研究的文章的第二作者。“过敏反应可能代表了ige相关反应的一个极端,在一些不幸的个体中,这种反应要么控制不良,要么过于强烈,所以反应本身对他们来说可能是危险的。”

加利警告说,目前尚不清楚IgE反应是否也能保护人类免受节肢动物或爬行动物毒液的毒性影响,但在人体中测试致命剂量的毒液是不可想象的。爬行动物和节肢动物的毒液是复杂的化学混合物。一些毒液成分已经进化到模仿人体产生的化学物质,比如内皮素-1,它在细菌感染时导致血管收缩。与此同时,哺乳动物进化出了对,在某些情况下会升级为不适应

加利说:“在一个清洁得多的世界里,我们经历了过敏,在那里,我们没有了在我们进化史上存在的那些有毒生物和潜在有毒食物的威胁。”“所以我们只剩下这种似乎完全神秘、毫无意义和有害的残余反应。这是我们所知道的第一个证据,表明ige相关的‘过敏型’免疫反应可以减少自然产生的毒液的毒性。”

更多信息:免疫力免疫球蛋白E在宿主防御蜜蜂毒液方面的有益作用。dx.doi.org/10.1016/j.immuni.2013.10.005

免疫力蜂毒磷脂酶A2诱导st2依赖的2型应答和免疫球蛋白e介导的保护性免疫。dx.doi.org/10.1016/j.immuni.2013.10.006

期刊信息:免疫力