跟細菌以及病毒大不相同的,寄生蟲在人體內都是慢慢長,小心翼翼地逃過免疫系統的攻擊;而細菌與病毒通常都是快速增殖,讓免疫系統趕不上他們的腳步。有些寄生蟲(如蛔蟲與鉤蟲)會透過改變宿主的免疫系統,讓宿主的第一型 T 細胞反應(TH1)受到抑制,好讓自己可以住得更安心。但是,改變宿主免疫系統的同時,可能也影響到宿主的某些功能–例如生殖力。
-----廣告,請繼續往下閱讀-----
怎麼說呢?原來,人類在懷孕時,也會調整自己的免疫功能,抑制第一型 T 細胞反應(TH1),提升第二型 T 細胞反應(TH2),好讓胎兒得以在媽媽肚子理好好得長大,不會一直被媽媽的免疫細胞攻擊。而這個反應很類似於鉤蟲、蛔蟲感染時在人體中誘發的免疫反應。所以,究竟這些寄生蟲是否會影響到人的生殖能力呢?
在研究團隊搜尋過文獻後發現,原來雖然看似都會引發第二型T細胞反應(TH2)的提升,抑制第一型T細胞反應(TH1),但其實蛔蟲與鉤蟲在我們體內引發的免疫效應不盡相同。過去也曾有研究發現,被鉤蟲感染的人,得到瘧疾的機率上昇;而被蛔蟲感染的人得瘧疾的機會卻下降[3]。除此之外,兩種寄生蟲對我們的健康狀況的影響也相當不同:蛔蟲只是住在我們的腸道裡,每天跟我們分一杯羹;而鉤蟲卻是咬住我們的腸壁吸血。事實上,研究團隊一開始就發現,被鉤蟲感染的婦女,他們的身體質量指數(BMI,body mass index)較低,血紅素數值也較低。所以,雖然鉤蟲也會引發T細胞反應的調整,但由於牠對健康的影響比蛔蟲大,到最後會造成生育力下降真也不能說很意外了!
Aaron D. Blackwell, Marilyne A. Tamayo, Bret Beheim, Benjamin C. Trumble, Jonathan Stieglitz, Paul L. Hooper, Melanie Martin, Hillard Kaplan, Michael Gurven. 2015. Helminth infection, fecundity, and age of first pregnancy in women. Science 20 November 350(6263):970-972 DOI: 10.1126/science.aac7902
1990 年,融合蛋白 CD4 免疫黏附素(CD4 immunoadhesin)誕生。這項設計,是為了對付令人類聞風喪膽的 HIV 病毒。
-----廣告,請繼續往下閱讀-----
我們知道 T 細胞是人體中一種非常重要的白血球。在這些 T 細胞中,大約有六到七成表面帶有一個叫做「CD4」的輔助受體。CD4 會和另一個受體 TCR 一起合作,幫助 T 細胞辨識其他細胞表面的抗原片段,等於是 T 細胞用來辨認壞人的「探測器」。表面擁有 CD4 受體的淋巴球,就稱為 CD4 淋巴球。
麻煩的來了。 HIV 病毒反將一軍,竟然把 T 細胞的 CD4 探測器,當成了自己辨識獵物的「標記」。沒錯,對 HIV 病毒來說,免疫細胞就是它的獵物。HIV 的表面有一種叫做 gp120 的蛋白,會主動去抓住 T 細胞上的 CD4 受體。
而另一端的 Fc 區域則有兩個重要作用:一是延長融合蛋白在體內的存活時間;二是理論上能掛上「這裡有敵人!」的標籤,這種機制稱為抗體依賴性細胞毒殺(ADCC)或免疫吞噬作用(ADCP)。當免疫細胞的 Fc 受體與 Fc 區域結合,就能促使免疫細胞清除被黏住的病毒顆粒。
不過,這裡有個關鍵細節。
在實際設計中,CD4免疫黏附素的 Fc 片段通常會關閉「吸引免疫細胞」的這個技能。原因是:HIV 專門攻擊的就是免疫細胞本身,許多病毒甚至已經藏在 CD4 細胞裡。若 Fc 區域過於活躍,反而可能引發強烈的發炎反應,甚至讓免疫系統錯把帶有病毒碎片的健康細胞也一併攻擊,這樣副作用太大。因此,CD4 免疫黏附素的 Fc 區域會加入特定突變,讓它只保留延長藥物壽命的功能,而不會與淋巴球的 Fc 受體結合,以避免誘發免疫反應。
從 DNA 藍圖到生物積木:融合蛋白的設計巧思
融合蛋白雖然潛力強大,但要製造出來可一點都不簡單。它並不是用膠水把兩段蛋白質黏在一起就好。「融合」這件事,得從最根本的設計圖,也就是 DNA 序列就開始規劃。
我們體內的大部分蛋白質,都是細胞照著 DNA 上的指令一步步合成的。所以,如果科學家想把蛋白 A 和蛋白 B 接在一起,就得先把這兩段基因找出來,然後再「拼」成一段新的 DNA。