消失的微生物 第九章被遗忘的世界 第三节
发布人:奥姆龙 时间:2020-12-15 阅读:1625
1987年,我与长期合作伙伴吉列尔莫-佩雷斯(GuilLermo Perez-Perez)开发出了第一套血清检测试剂盒,可以根据人体产生的抗体准确地鉴定出幽门螺杆菌的携带者。像许多科学家一样,我们对自己身体的状况也颇为好奇。很快我就发现,我自己也携带着幽门螺杆菌。老实说,这还挺意外的。像这个世界上大多数幽门螺杆菌携带者一样,我没有感到任何不适。我的消化道一切正常,虽然在得知检测结果的瞬间感到了一丝不适。不过这种试剂盒为我们的研究开辟了新的途径一一我们可以从世界各地不同年龄段、不同疾病背景的人身上获得血液样品,继而鉴定出哪些人携带着幽门螺杆菌。由此,我们可以分析这种细菌与各种疾病的关系。
我首先想了解的是为什么只有少数的携带者会患溃疡病。我们已经发现人的胃里有各式各样的幽门螺杆菌,但是我们不知道这些差异是否足以解释哪些细菌是病原体,哪些不是。举例来说,几乎所有的人都携带着大肠埃希菌,对人并没有害处,不过,极少数的大肠埃希菌却可以编码称为 “毒性因子”的特殊蛋白质,只有这些大肠埃希菌才会使我们生病。我们在想,幽门螺杆菌是否也具有类似的毒性因子?有没有可能正是这种毒性因子导致了疾病?我们观察到的多样性是否具有临床相关性?
经过两年的研究,我们从幽门螺杆菌里鉴定岀的一个蛋白质正好吻合这个功能。它在溃疡病患者体内出现的概率是100%。而在没有溃疡病的人体内,这个比例仅为60%。因此,它看起来是溃疡病的必要条件,但不是充分条件。尽管如此,这仍然是一个很大的突破。我们是否可以找到编码该蛋白质的基因呢?1989年,我们在大肠埃希菌细胞里构建了幽门螺杆菌的“基因文库”,这意味着我们可以利用大肠埃希菌作为微型工厂来生产幽门螺杆菌所有的蛋白质。幽门螺杆菌总共有约1600种蛋白质,每一个大肠埃希菌细胞都可以大量合成其中一个或两个。然后我们用幽门螺杆菌携带者的血清(这一次还是我毛遂自荐),从这个“基因文库”里 筛选出所有跟血清中的抗体发生作用的蛋白质,以及生产这些蛋白质的大肠埃希菌细胞。打个比方,这就像是钓鱼,而且我们幸运地钓到了 一条大鱼——我们鉴定出来的第一个基因编码正是与溃疡病相关的蛋白质。于是,我们将这个基因命名为cagA,意为细胞毒素相关基因(cytotoxin-associated gene)。
随后,我们了解到这些细菌是多么的狡猾。这些有毒菌株包含了一串基因,不仅能生产活性特别高的蛋白质,比如 CagA,还能制造一套注射系统,将这些活性蛋白从细菌细胞里注射进入宿主细胞内。这意味着我体内的幽门螺杆菌不断地分泌出CagA蛋白质,并将其注射进入我的胃壁细胞。 这会引起免疫反应——这可不是什么好事。
我们的第二个发现是所有的幽门螺杆菌都具有一种蛋白质,我们将它们命名为穿孔蛋白(VacA蛋白)。只要有足够的穿孔蛋白,幽门螺杆菌就可以在胃壁上皮细胞上凿出孔来。有些菌株能够分泌更多的穿孔蛋白,因此,它们在胃壁上凿出的孔也比其他菌株凿的更大。
网络转载《消失的微生物》作者马丁•布莱泽。