Cell Rep新研究探索自我和非自我的免疫识别

Antibidies — 抗体攻击神经元3D插图。自身免疫性神经系统疾病的概念
图片来源:Kateryna Kon

除非你是同卵双胞胎，否则你可能不会经常被误认为是别人。同样地，我们的自我意识与其他所有人都不同，这种意识从孩提时代就根深蒂固了。

然而，免疫系统在区分自我和非自我方面面临着更大的挑战。如果这个复杂的监测网络不能识别外来入侵者，如细菌或病毒，结果可能是严重的、不受控制的疾病。

然而，在某些情况下，免疫系统会变得过度警惕，将我们自己的组织识别为外来物，并针对它们进行破坏，从而导致自身免疫性疾病。自身免疫反应也与某些癌症相关。

在一项新的研究中，亚利桑那州立大学的研究员Joshua LaBaer和他的同事们探索了免疫系统的组成部分，即自身抗体。虽然它们在一系列严重的自身免疫性疾病中起着核心作用，但研究发现，自身抗体也存在于健康个体中。

这一事实可能使自身抗体作为自身免疫性疾病哨兵的诊断更具挑战性，因此这种研究的重要性。

提高对自身抗体在人类健康和疾病中的普遍性和作用的认识，最终可能有助于针对一系列疾病设计更好的诊断和治疗方法。

LaBaer说:“从历史上看，我们只在疾病中寻找自身抗体，但我们一直对此很感兴趣，因为我们的健康对照组也总是有自身抗体。”因此，我们决定看看这些“健康的自身抗体”是否在健康人群中普遍存在，结果证明很多人都存在这种抗体。了解这些将有助于我们在未来的研究中避免混淆。”

LaBaer博士是亚利桑那州立大学生物设计研究所的执行主任，也是弗吉尼亚G.派珀生物设计个性化诊断中心的主任。

这项研究结果发表在最新一期的《细胞报告》杂志上。

生物内战

自身免疫性疾病是一种普遍现象，影响着大约2300万美国人。研究人员已经确定了80多种自身免疫性疾病，包括1型糖尿病、红斑狼疮、多发性硬化症和类风湿性关节炎等常见疾病，以及一些更鲜为人知的疾病，这些疾病往往很难被正确诊断。近80%的自身免疫性疾病发生在女性身上，研究人员仍在试图解开其中的原因。

关于自身免疫反应的潜在机制，科学还有很多要了解。这类疾病通常是在感染后出现的。所谓的适应性免疫系统的两个主要组成部分也在自身免疫中发挥重要作用。这些是白细胞或淋巴细胞，被称为T细胞和B细胞。淋巴细胞对维持健康至关重要，对生存至关重要。这些哨兵不停地在血液中巡逻，一旦发现被称为抗原的外来物质，就会警觉起来。

T细胞可以抵御细菌、病毒和真菌等病原体的感染。它们还能攻击并摧毁癌细胞。B细胞分泌一种被称为抗体的蛋白质，这种蛋白质要么破坏相互作用，要么以被感染的细胞为目标，以便其他细胞可以进来摧毁它们。抗体通过与病原体或外来物质(包括毒素)结合，并中和它们的有害影响。例如，如果抗体与病毒结合，它可以阻止入侵者进入正常细胞引起感染。B细胞还可以招募其他特殊的免疫细胞迁移到感染细胞的位置，并帮助摧毁它们。

免疫系统的防御武器对外来蛋白质、多肽、酶复合物、RNA和DNA极其敏感。当遇到这些异物时，B细胞就会开始行动，产生针对这些异物的抗体。

暴动的免疫力

然而，免疫系统面临着一个巨大的挑战。B细胞和T细胞必须能够准确地瞄准对身体的威胁，同时保持对宿主细胞和组织无害。免疫细胞并非生来就具备这些知识，它们在几周内就学会了，在类似生物课堂的训练中，它们接受了两轮仔细的筛选。

成功地从训练课程中毕业的B细胞和T细胞表现出两种免疫耐受，在骨髓中形成的中枢免疫耐受和在淋巴结中成熟的外周免疫耐受。

经过训练后，表现出免疫耐受的细胞——一种与健康组织的不侵犯协定——被保存在体内以备将来使用。那些在训练中不合格并存在自身免疫风险的免疫细胞会被隔离或破坏。

然而，有时，病原体或癌症会产生抗原，这些抗原在序列或结构上与体内正常组织的特征非常相似，以至于宿主组织被误认为是疾病抗原，成为抗体的目标。这些特征被称为自身抗原，而针对它们产生的抗体被称为自身抗体。

由于自身抗原与疾病抗原的相似性而错误地瞄准自身抗原，这被称为分子模仿，在许多自身免疫性疾病中都有牵连，从类风湿关节炎到多发性硬化症。

抗体寻宝游戏

这项新研究探讨了健康个体中常见的自身抗体。尽管这些常见的自身抗体似乎不会导致疾病，但它们在接受测试的人中出现的比例却高达40%。很可能至少有一些常见的自身抗体被错误地识别为疾病抗体。

研究人员对9个数据集进行了荟萃分析。探索常见自身抗体的首选工具是一种被称为蛋白质芯片的设备。在这里，成千上万的蛋白质被固定在一个玻璃片上。当血液样本在芯片上扩散时，抗体(在这种情况下，自身抗体)与特定的蛋白抗原结合。

微阵列经过两轮筛选。在第一轮研究中，来自健康个体的182份血液样本与7653种人类蛋白质进行了筛选。在第二轮研究中，90份血液样本与1666种人类蛋白质进行了筛选。这些实验共鉴定出77种常见的自身抗体。

这些血液样本来自健康的男女，年龄从婴儿到84岁不等。结果表明，从出生到青春期，自身抗体的数量呈上升趋势，然后趋于稳定。此外，无论性别，检测到的自身抗体数量是相同的，考虑到自身免疫性疾病在男性和女性之间的巨大差异，这是一个令人惊讶的结果。