深海琵琶魚(yú)是一種丑陋的海洋生物，長(zhǎng)介樣。它們更令人吃驚的地方是，進(jìn)化出了難以置信的繁殖策略。纖小的雄性會(huì)永久地附著在相對(duì)龐大的雌性身體上，融合其組織，然后建立血液循環(huán)！這樣，雄性就完全依賴雌性來(lái)提供營(yíng)養(yǎng)，就像連體雙胞胎共享供體器官一樣。這種不尋常的現(xiàn)象被稱為性寄生，這一生存策略為發(fā)生深海中的繁殖活動(dòng)作出了貢獻(xiàn)。

雄性與雌性的永久融合代表了一種解剖學(xué)上意義上的結(jié)合，除了在遺傳上完全相同的連體雙胞胎外，這極其罕見(jiàn)。因?yàn)樯锏拿庖呦到y(tǒng)會(huì)帶來(lái)巨大妨害。它攻擊外來(lái)組織，也就是著名的排異反應(yīng)——長(zhǎng)久以來(lái)，器官移植最大的難點(diǎn)就是如何壓制排異反應(yīng)。回憶一下，各種影視作品如《豪斯大夫》集劇里，需要器官移植的角色，要等待多久才能匹配成功。但是，這些磕了八磣的深海魚(yú)是怎么回事？

自從1920年冰島漁業(yè)生物學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)性寄生現(xiàn)象以來(lái)，已經(jīng)過(guò)去了100年?，F(xiàn)在，德國(guó)和美國(guó)的科學(xué)家解決了這一百年難題。Science刊發(fā)了他們的報(bào)告。

消除了免疫系統(tǒng)的關(guān)鍵功能

幾年前，德國(guó)馬克斯·普朗克免疫生物學(xué)和表觀遺傳學(xué)研究所工作的免疫學(xué)家Thomas Boehm博士和華盛頓大學(xué)的魚(yú)類學(xué)家、國(guó)際知名的琵琶魚(yú)專家Theodore W. Pietsch著手研究不同的琵琶魚(yú)的基因組。他們從主要組織相容性(MHC)抗原的結(jié)構(gòu)開(kāi)始。這些分子存在于人體細(xì)胞的表面，當(dāng)細(xì)胞被病毒或細(xì)菌感染時(shí)，就會(huì)向免疫系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)信號(hào)。為了確保有效識(shí)別所有病原體，MHC分子千變?nèi)f化，以至于很難在同一物種的兩個(gè)個(gè)體中找到相同或近似的分子抗原結(jié)構(gòu)。這一特性也是是困擾人體器官和骨髓移植的組織匹配問(wèn)題的根源。

有趣的是，研究人員發(fā)現(xiàn)，琵琶魚(yú)用于編碼這些MHC分子的基因被大量關(guān)閉，就好像它們放棄了免疫識(shí)別而轉(zhuǎn)向組織融合一樣。“除了異常的MHC基因座，我們發(fā)現(xiàn)殺傷性T細(xì)胞的功能——它們通常會(huì)在器官排斥過(guò)程中主動(dòng)清除受感染的細(xì)胞或攻擊外來(lái)組織，即使功能沒(méi)有完全喪失，也會(huì)嚴(yán)重受損?！闭撐牡牡谝蛔髡?，馬克斯·普朗克免疫生物學(xué)和表觀遺傳學(xué)研究所的免疫生物學(xué)和表觀遺傳學(xué)專家Jeremy Swann介紹說(shuō)。

根據(jù)這些意外發(fā)現(xiàn)，科學(xué)家猜測(cè)琵琶魚(yú)的免疫系統(tǒng)可能比預(yù)期的還要離譜。確實(shí)，進(jìn)一步的研究表明，某些琵琶魚(yú)不再產(chǎn)生抗體。首席科學(xué)家，免疫生物學(xué)和表觀遺傳學(xué)研究所的主任Thomas Boehm說(shuō)：“對(duì)人類而言，在琵琶魚(yú)中觀察到的重要免疫功能的綜合喪失將導(dǎo)致致命的免疫缺陷?！?/p>

然而，琵琶魚(yú)顯然沒(méi)有滅絕。因此，研究人員得出結(jié)論，這些動(dòng)物使用了許多改良的先天機(jī)能來(lái)抵御感染，這是出乎意料的答案。直到幾天前，人們還一直認(rèn)為，獲得性免疫與先天免疫的伙伴關(guān)系一旦在進(jìn)化中形成，就無(wú)法在保留一個(gè)的情況下，關(guān)閉另一個(gè)。

免疫系統(tǒng)影響生殖策略

因此，“盡管先天和適應(yīng)功能的相伴關(guān)系經(jīng)歷了數(shù)億年的演化，但脊椎動(dòng)物可以在缺失以前認(rèn)為不可替代的適應(yīng)性免疫能力的情況下生存。我們認(rèn)為，迄今未知的進(jìn)化動(dòng)力會(huì)首先驅(qū)動(dòng)免疫系統(tǒng)的變化，然后被用于指導(dǎo)性寄生蟲(chóng)的進(jìn)化?！?/p>

有趣的是，科學(xué)家們相信，在他們收集的樣本中，甚至發(fā)現(xiàn)了一個(gè)性寄生策略進(jìn)化未完全的中間亞種。

盡管細(xì)節(jié)仍有待發(fā)現(xiàn)，但這項(xiàng)研究的結(jié)果指出了免疫系統(tǒng)缺失的人類患者潛在的生存策略。因此，始于大西洋中部一條漁船上的科學(xué)之旅，出乎意料地開(kāi)辟了治療人類免疫疾系統(tǒng)疾病的新篇章。

更多信息： JB Swann等人，“性寄生蟲(chóng)的免疫遺傳學(xué)”，《科學(xué)》，2020年。https://science.sciencemag.org/content/early/2020/07/29/science.aaz94