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當(dāng)病毒和細(xì)菌侵入身體時(shí)，我們的免疫系統(tǒng)會發(fā)起反擊。B細(xì)胞會涌入被感染的區(qū)域，釋放出可以消滅入侵者的抗體分子?？贵w也有不同的特性：某些抗體會將入侵病原體封裝起來或者阻止它們進(jìn)入健康的細(xì)胞，而另一些抗體則會引發(fā)可以加速治愈過程的炎癥反應(yīng)。
現(xiàn)在，斯坦福大學(xué)的研究人員首次繪制出人體生成不同種類抗體的地圖，揭示出了生成抗體的不同細(xì)胞都來自于同一個(gè)祖細(xì)胞。
生物物理學(xué)研究生Felix Horns在發(fā)表在《eLife》上的論文中問道：“我們?nèi)绾沃圃斐鲞@些保護(hù)我們的物質(zhì)？”
這個(gè)8人的研究團(tuán)隊(duì)由Horns的導(dǎo)師（斯坦福大學(xué)的生物工程教授Stephen Quake）領(lǐng)導(dǎo)，他認(rèn)為，對身體自然防衛(wèi)機(jī)制的全面理解可以使研究人員為多種不同的免疫失調(diào)疾病找到新的治療方法。
Quake說：“這張地圖將幫助我們了解，在免疫疾病中到底是什么出錯(cuò)了。最終，我們或許可以解決很多問題，比如過敏。”
建立B細(xì)胞的家族樹
研究人員從22位健康年輕成年人的血液樣本中提取了B細(xì)胞，利用高通量基因測序儀獲取B細(xì)胞產(chǎn)生抗體的基因序列，建立了一個(gè)龐大的抗體基因庫。
他們通過計(jì)算基因中獲得性突變的數(shù)量追蹤B細(xì)胞的譜系，發(fā)現(xiàn)后代有更多的基因突變。研究人員試圖尋找B細(xì)胞改變生成抗體種類的證據(jù)。這個(gè)轉(zhuǎn)變過程使得免疫系統(tǒng)可以對入侵的威脅做出定制的反應(yīng)。
Horns說：“每個(gè)B細(xì)胞在開始時(shí)是生成一種特定抗體的單個(gè)細(xì)胞。如果它可以提供保護(hù)作用，它就會繼續(xù)擴(kuò)大后代數(shù)量?！?/p>
通過多種分析技術(shù)，研究人員識別出不同種類的抗體。在研究團(tuán)隊(duì)所分析的細(xì)胞中，大約四分之三的細(xì)胞是生成IgM抗體（(Immunoglobulin M，免疫球蛋白M）的。IgM是“所有抗體初生時(shí)的默認(rèn)種類”，當(dāng)它們被免疫應(yīng)激激活時(shí)，就會發(fā)生類別轉(zhuǎn)換。一大部分的IgM細(xì)胞會轉(zhuǎn)變?yōu)樯蒊gG抗體(Immunoglobulin G，免疫球蛋白G)，IgG抗體是對抗病毒的最重要的戰(zhàn)士。這些細(xì)胞會進(jìn)一步形成4種IgG亞型，它們都有特定的抗病毒特性。
還有少部分的IgM細(xì)胞會生成IgA(Immunoglobulin A，免疫球蛋白A)抗體，IgA可以抵御入侵的細(xì)胞，還可以幫助有益的細(xì)菌在消化道中保持健康平衡。
還有極少數(shù)的IgM細(xì)胞會轉(zhuǎn)變?yōu)樯蒊gE(Immunoglobulin E，免疫球蛋白E)抗體，IgE抗體可以引起體內(nèi)的炎癥反應(yīng)，如果過于活躍的話，還會引起過敏反應(yīng)。
轉(zhuǎn)換細(xì)胞來對抗疾病
Horns關(guān)于細(xì)胞類別轉(zhuǎn)換過程的觀點(diǎn)將為免疫失調(diào)疾病提供一系列新療法。對于類似高免疫球蛋白M綜合癥這樣的罕見病，患者的細(xì)胞缺少轉(zhuǎn)換抗體類型的能力，導(dǎo)致他們面對各種感染時(shí)非常脆弱。很多常見的免疫疾病也是由于類別轉(zhuǎn)換缺陷。比如，過敏癥患者，會生成過敏原特異性IgE抗體，導(dǎo)致過度的免疫反應(yīng)。
一些醫(yī)生嘗試了“驅(qū)蟲療法”，這種方法是用寄生蠕蟲感染患者，這些蠕蟲會刺激身體的抗體生成。Horns設(shè)想出一種更精準(zhǔn)的方案：設(shè)計(jì)出可以模擬控制抗體類別轉(zhuǎn)換過程的信號分子藥物。他說：“使用蠕蟲好比鈍器，而使用精準(zhǔn)設(shè)計(jì)的藥物則好比手術(shù)刀?！?/p>
接下來，Horns計(jì)劃對免疫系統(tǒng)失調(diào)的患者進(jìn)行基因測序，以找出抗體生成與Horns基準(zhǔn)圖的差異，借由此發(fā)現(xiàn)向研發(fā)恢復(fù)抗體平衡的藥物療法邁出重要一步。
Horns說：“假設(shè)我們發(fā)現(xiàn)某人無法產(chǎn)生特定種類的抗體或者只能產(chǎn)生少量，我們可以‘勸說’其B細(xì)胞轉(zhuǎn)換為特定的種類來修復(fù)這個(gè)缺陷?！?/p>
Lineage Tracing of Human B Cells Reveals the In Vivo Landscape of Human Antibody Class Switching.' eLife, 2016.
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