先天免疫系统并非高等动物专属，Nature子刊发现单细胞生物免疫机制

来自瑞士日内瓦大学（UNIGE）的微生物学家发现一种群居的变形虫——生活在温带森林土壤中的一种单细胞微生物也具有先天免疫功能，并且已经使用超过十亿年的时间。由于这种变形虫具有类似于人类的先天防御系统，而且能够被遗传修饰，因此研究人员可以用它们开展实验，来了解和对抗免疫系统的遗传性疾病。

这一研究结果发表于Nature Communications杂志上。

我们的先天免疫系统，主要由吞噬细胞构成，通过消灭细菌而保护着我们的身体。要做到这一点，它采用了两种机制。第一种机制是杀死吞噬细胞自己内部的异物。第二种机制是杀死细胞外的细菌。这两种策略已经为研究人员所知，但仅存在于人类和其他高等动物身上。

为了保护自己，我们的免疫细胞有两种机制。第一种称为吞噬作用，可杀死吞噬细胞本身的细菌。细胞可包裹异物，并利用由酶NOX2产生的活性氧（臭氧、过氧化氢、漂白剂）特定地消灭它。然而，当入侵者太大很难处理时，细胞会利用第二种防御机制，包括排出它们的遗传物质，也就是说它们的DNA。这些DNA转变为粘性的和有毒的网，称为“中性粒细胞外陷阱”（NETs）。然后，这些DNA会捕获细胞外的细菌并杀死它们。

瑞士日内瓦大学生物化学系Thierry Soldati教授的研究团队，与美国贝勒医学院的研究人员合作，研究阿米巴变形虫Dictyostelium discoideum。这些微生物是细菌的天敌。但是当食物短缺时，它们会聚在一起形成一种“微型动物”，有超过100000个细胞，称为鼻涕虫。然后，这将变成一个“子实体”——由茎顶端的大量孢子组成。休眠的孢子会在没有食物的情况下存活，直到风或其他自然力量将它们分散到新的地方，在那里它们能发芽并找到一些食物。

为了构成这一鼻涕虫，约20%的细胞牺牲自己来进行创建，80%的细胞将变成孢子。然而，有少量剩余的1%的细胞，保持其吞噬功能。

本文共同作者Thierry Soldati解释说：“这最后一个百分比是由叫做“哨兵”细胞的细胞组成的。它们构成了鼻涕虫的先天免疫系统，并在动物体内扮演类似免疫细胞的角色。事实上，它们也用吞噬作用和DNA，来杀灭可能危及鼻涕虫生存的细菌。因此我们发现，这种被我们认为是高等动物的一项创造的东西，实际上是十亿年前就已经在单细胞生物中活跃的一种策略。”

这一发现对于理解人类的免疫系统疾病，有着重要的作用。慢性肉芽肿性疾病（CGD）患者无法表达功能性NOX2酶。因此，他们会反复感染，因为他们的免疫系统缺乏能够杀死吞噬体内细菌或通过DNA网的活性氧。

通过基因改良变形虫Dictyostelium discoideum，UNIGE的微生物学家能够对先天免疫系统的机制，进行各种各样的实验。因此，这种微生物可以作为一个科学模型，研究这些防御过程中的缺陷，从而为可能的治疗方法开辟了新的途径。