2021-07-28 14:24

阻止疟疾寄生虫抑制免疫反应

Blocking how the malaria parasite suppresses the immune response

引起严重疟疾的寄生虫以其感染人类的邪恶方式而闻名,但新的研究可能会导致一种药物,可以阻止它们最可靠的武器之一:干扰免疫反应。

在这项研究中,科学家们定义了受寄生虫感染的红细胞表面的蛋白质与免疫细胞表面的受体结合时的原子级结构。

在正常情况下,当这种蛋白质受体连接建立时,被致病寄生虫劫持的受感染的红细胞会使免疫细胞失去活性,这意味着身体将无法对抗感染。一种专门用于这个空间的药物可以阻止这种相互作用,让免疫系统开始清除病原体。

在之前的一项研究中,俄亥俄州立大学(Ohio State University)和美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)领导这项研究的科学家组成的团队对另一种免疫细胞受体进行了类似的研究,这种蛋白质被称为RIFIN,它与之结合,试图抑制免疫反应。

通过对引起疟疾的疟原虫的全基因组分析,科学家们发现,干扰素在感染人类、大猩猩和黑猩猩的各种疟原虫中发挥了相同类型的免疫抑制功能。这表明,这种机制在进化过程中没有改变,这意味着这种功能对寄生虫的成功至关重要,因此是一个有吸引力的干预目标。

研究人员设想,可以开发出一种疫苗或一种化合物,或两者都能消除这种功能,从而降低严重疟疾病例的风险,这些病例需要住院治疗和快速治疗。

“RIFIN以两个受体为目标下调免疫功能,这样寄生虫就能逃避免疫监视并存活下来。如果我们能解除免疫抑制,人类的免疫系统就能解决剩下的问题,”俄亥俄州立大学兽医生物科学助理教授徐凯(Kai Xu)说,他是这项研究的主要作者之一。“免疫反应的抑制是严重疟疾感染难以处理的主要原因之一。”

徐博士与美国国家过敏症和传染病研究所疫苗研究中心的Peter Kwong共同领导了这项研究。

这项研究发表在《自然通讯》杂志上。

这项工作的重点是引起最严重疟疾病例的疟原虫种类——每年有2亿人感染,其中许多人症状轻微,但严重的病例可能导致呼吸窘迫和器官衰竭。每年有超过40万人死于这种疾病。有几种药物用于治疗疟疾,但目前的药物正在失去效力,因为寄生虫对它们产生了耐药性。

人类通过携带寄生虫的蚊子的叮咬而感染。寄生虫一旦进入人体,就会在肝脏中自我转化,然后感染红细胞,繁殖并释放有毒因子,从而导致疾病的临床症状。

寄生蛋白家族的成员有200多个,当寄生虫到达红细胞时,它们可以做很多事情来加剧感染。其中一小部分与B-、T-和NK细胞表面的两个受体LAIR1和LILRB1结合,使这些免疫细胞处于休眠状态。

用x射线晶体学捕捉蛋白质-受体相互作用的足够细节,以确定结合位点的精确结构可能是棘手的,因为它们发生得非常快,而且是动态的。研究人员观察到这种联系是自然发生的,但一些意外发现为他们提供了一个更好的选择。事实证明,在一些疟疾患者身上产生的抗体含有来自LAIR1受体的基因,通过作为寄生虫特异性抗体的一部分,LAIR1片段对RIFIN产生了非常高的吸引力。利用这些不寻常的抗体结构来观察LAIR1片段与RIFIN的连接,让研究小组更近距离地观察了它们的键的结构。

从这里开始,研究人员计划将他们的努力集中在被两个免疫细胞受体吸引并结合的20个左右的RIFIN家族成员上。

“RIFIN是一个庞大而多样的寄生蛋白家族。然而,与LAIR1和LILRB1结合的RIFIN分子子集多样性较低,具有共同特征,所以我们只关注那一小部分。”“我们想要制造一种药物,可以专门针对RIFIN上的受体结合界面,阻止寄生虫的一个重要免疫逃逸机制。这是未来的方向。”