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北京時代方略

挑戰(zhàn)達爾文？新研究發(fā)現(xiàn)后天感染獲得的免疫力也能遺傳

感染某些病毒或接種疫苗后，我們體內(nèi)的一些免疫細胞會對病原體的特征產(chǎn)生免疫記憶，以便下次感染時有更快、更強的反應。這種后天獲得的免疫力可以一代一代遺傳下去嗎？

來源： 學術(shù)經(jīng)緯　

 

感染某些病毒或接種疫苗后，我們體內(nèi)的一些免疫細胞會對病原體的特征產(chǎn)生免疫記憶，以便下次感染時有更快、更強的反應。這種后天獲得的免疫力可以一代一代遺傳下去嗎？

法國博物學家拉馬克（Jean-Baptiste Lamarck）最早提出，生物體可以將一生中獲得的性狀傳遞給后代，作為適應和物種產(chǎn)生的進化機制。但我們也都知道，拉馬克提出的這種理論，后來被達爾文和華萊士提出的進化模型所取代。

然而，由荷蘭、德國、瑞士和希臘多國科學家組成的一支研究團隊，通過小鼠實驗表明，感染后增強的免疫反應可以繼續(xù)傳給下一代。論文指出，這一結(jié)果挑戰(zhàn)了過去的范式。

研究作者表示，其實與免疫系統(tǒng)相關(guān)的一些特征可以遺傳給下一代，并不是一個全新的假說，過去在一些植物和無脊椎動物（比如線蟲）中，人們就觀察到過這樣的現(xiàn)象。不過，此次研究是首次在哺乳動物身上調(diào)查，感染對先天免疫系統(tǒng)帶來的影響是否也會傳給后代。

在實驗中，研究人員用一種致病真菌感染了成年雄性小鼠，讓能夠恢復過來的雄性小鼠與完全健康的雌性小鼠交配，產(chǎn)生后代。然后，研究人員分析了這些后代小鼠的免疫系統(tǒng)，并且與父母都從未感染過致病真菌的對照組小鼠進行比較。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，受過感染的動物的后代，更能抵御疾病。當它們遇到其他致病細菌（比如大腸桿菌等）時，免疫應答明顯要比對照組更強，體內(nèi)的細菌數(shù)量較低，免疫細胞和促炎性細胞因子的濃度也更高，說明免疫系統(tǒng)起到了更好的保護作用。并且，這種影響在第三代中依然明顯。

 

 

▲父親經(jīng)歷過感染，孩子的免疫力提高，抵抗病菌的能力增強（圖片來源：參考資料[1]）

令人好奇的是，增強的免疫力是怎么傳給下一代的呢？

具體來說，研究人員對后代小鼠各種典型的免疫細胞進行測試后發(fā)現(xiàn)，對感染的強烈反應與骨髓細胞中基因表達模式的改變有關(guān)。這些改變不影響組成DNA的序列，但會改變DNA甲基化等特征，使得參與炎癥反應、調(diào)節(jié)免疫細胞發(fā)育成熟有關(guān)的一些基因更容易讀取。

這些變化對于一種叫做“訓練免疫（trained immunity）”的現(xiàn)象非常重要，指的是先天免疫細胞也可以在感染或接種某些疫苗后被誘導產(chǎn)生對病原體的免疫記憶，從而增強未來對感染的抵抗力。先去的其他一些研究指出，訓練免疫的實現(xiàn)與骨髓細胞中的表觀遺傳學重編程有關(guān)。

不過，這一篇論文顯然還不能解釋所有的環(huán)節(jié)，比如從致病真菌感染中恢復過來的小鼠父母，是如何把它們獲得的訓練免疫直接傳給沒有經(jīng)受過感染的后代，這些謎團還留待更多研究來解答。

此外，這些發(fā)現(xiàn)來自于小鼠，是否適用于人類，研究人員表示目前還不知道。

注：原文有刪減

參考資料：

[1] Natalie Katzmarski et al., (2021) Transmission of trained immunity and heterologous resistance to infections across generations. Nature Immunology. Doi: https://doi.org/10.1038/s41590-021-01052-7

[2] Epigenetics: Immunization is passed on to offspring. Retrieved Oct. 19, 2021 from https://www.uni-bonn.de/en/news/252-2021

 

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