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免疫系统抗病毒机制被误解夸大了 精选

已有 9884 次阅读 2009-9-2 10:38 |个人分类:未分类|系统分类:科研笔记|关键词:学者| 抗病毒, 免疫系统, 分子信息

免疫系统抗病毒机制被误解夸大了
 
地球上细胞的出现开创了生命世界,从此迈开了漫长的物种进化史,起初小小的细胞仅依靠一层总厚度约7.0~7.5nm生物膜与外界隔断,生命是非常脆弱的,细胞靠两种生存形式逐步增强对外部世界的抵抗力;一是在细胞膜外再产生厚度为20~80mm细胞壁,这层壁可承受5~25个大气的渗透压,使细胞不易破裂,自然界单细胞生物如细菌等几乎都有细胞壁;另一方式是细胞成团,多细胞形式更具生存优势,多细胞生物由此而起,多细胞物种的里外层的细胞由于环境的差异逐渐出现功能的分化,生命形态逐步向复杂化大型化发展。多细胞生物的出现产生了一个细胞间相互作用的机制,相互的识别与粘连,即两个细胞表面具备互补结合分子以维持稳定的结合。随细胞类型的不断增多和分化,这类分子便逐渐演化出各种类型的分子,一类是识别“同类”细胞,如原始MHC分子,另一类为识别“异己细胞”,如原始Ig和TCR分子,“同类”则结合共处,“异己”则吞噬或排斥。免疫系统起始于原始细胞的识别与吞噬作用,是多细胞动物的部分细胞功能分化而来,专使识别“异己”职能,这个“异己”包括自身衰老变质和出轨变性的异常细胞(如肿瘤),随物种进化这些细胞逐步发展成为一个组成复杂庞大的生理系统,至脊椎动物已基本有了完整免疫系统及其功能。
 
免疫系统功能的实施建立在识别抗原分子的基础上,免疫潜能细胞的识别、激活和效应都是对应于以蛋白质为主的生物大分子,识别的信息在分子的三维空间结构上,这个结构包括蛋白质和蛋白链上的修饰分子,潜能淋巴细胞表面行识别功能的分子空间结构是对应于外来抗原分子的抗原决定簇(epitope)空间结构的。非特异免疫也有分子识别基础,其识别的主要是微生物表面的多糖残基,体内免疫相关分子甘露糖结合蛋白,可以与微生物表面普遍具有的甘露糖残基结合,只有高密度甘露糖残基才能激活甘露糖结合蛋白分子后段的补体结合功能区,然后引发一系列的免疫分子与免疫细胞的反应,这是物种在种系发展中逐步形成的先天的防御功能。特异与非特异免疫功能协作在对抗微生物入侵中起着根本性的作用。但病毒是自然界微生物中一类非常特殊的物种,其存在有双重形式:在细胞外以有蛋白外衣的颗粒形式存在,有感染性,但无复制(繁殖)的生命特性;在细胞内以核酸的形式存在,有复制性,但无感染性。对于外来病毒的入侵,免疫系统可以识别病毒的蛋白外衣抗原清除游离的病毒颗粒,也可以识别细胞膜上有病毒抗原表达的感染细胞,通过溶细胞机制清除感染细胞及其病毒(1)。因此免疫系统清除细胞内病毒的机制限于在细胞水平上,尚未发现有进入细胞内识别抗原并清除病毒的机制,文献有关细胞内抗体的研究报告(2),那是通过基因重组和基因导入的人为的实验研究报告,自然界从未发现有细胞内抗体存在的证据与机制。
 
另一更本质的问题是细胞内病毒主要是以核酸方式存在,核酸的生物信息在其序列上,至今尚未发现免疫系统有识别核酸序列和攻击细胞内病毒核酸的机制,因此一大类病毒可以在相应抗体存在的情况下而在体内长期存在,如疱疹病毒、脊髓灰质炎病毒、轮状病毒等等(3,4) 。从细胞内清除病毒意味着清除一类特异序列的核酸,按目前的科技水平仅在实验室可行。从“RNA世界”研究发现细胞内有一类短RNA可以保护某些多细胞生物抵抗RNA病毒的感染,但小RNA对核酸的调节作用还有许多问题尚在研究中,其与免疫系统识别抗原的机制完全不同,也不由免疫系统控制。
 
目前所知干扰素是机体唯一对抗病毒感染而又不损害感染细胞的非特异因子。干扰素是由淋巴细胞、单核细胞和巨噬细胞等分泌的,所有的细胞都可表达干扰素的受体,当干扰素与细胞膜上的受体结合,细胞就进入抗病毒状态,诱导细胞合成一种蛋白质DAI,一种由双链RNA激发的翻译抑制剂,大部分病毒复制周期中有双链RNA形成,而哺乳动物细胞没有双链RNA,DAI被病毒双链RNA激活后可使病毒蛋白的合成受到抑制,但也不能清除病毒核酸,而且以正常蛋白合成也受抑制为代价。某些病毒可产生抑制DAI的小RNA,如腺病毒的VA RNA L和EB病毒的EBER-1等,使干扰素不能发挥功能(1),因此干扰素的作用有局限性,实践证明其抗病毒疗效并不令人满意,而且干扰素抑制病毒机制与免疫系统的识别功能无关。到目前为止,人类并没有找到一个理想的清除细胞内病毒的自然或人工的药物。自然界有一大类能感染人类(外源病毒群)又能被彻底清除的病毒是因其不能与感染的细胞共存而溢出细胞被清除的(如汉坦病毒)。免疫系统虽然在对抗病毒感染中发挥了根本性的作用,可以清除病毒和有病毒抗原膜表达的感染细胞,对抗同类病毒的再次入侵;但因没有清除细胞内病毒的功能,仅以免疫压力使病毒局限化,因此免疫功能正常的机体并不意味着体内无病毒,而且也正是因为体内残留病毒的存在刺激才维持免疫反应的持久压力,所以一些病毒感染后可使人终生免疫。
 
人体不仅有正常菌群相随,也有一类正常病毒群相伴,追求“纯洁”而持久、彻底、永远清除病毒的概念是需要磋商的。病毒基因作为细胞基因的延伸与支流,从生命起源就有病毒的相随并与其相容。但因病毒的发展规律,病毒基因有时会发生对细胞基因的干扰,影响细胞的生命活动或生存;为维持自身基因的稳定与调控,细胞有一套限制病毒基因的调控系统,这是每一个细胞都有的自稳功能,与免疫系统毫无关系。免疫系统功能对抗病毒是有局限的。
 


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2 孙学军 李学宽

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