萊斯大學(xué)生化和遺傳工程,、物理天文學(xué)教授Michael Deem利用其建立的一種免疫系統(tǒng)模型,預(yù)言慢性感染可以導(dǎo)致自身免疫反應(yīng)的發(fā)生,,并且指出人體的免疫系統(tǒng)正在向一種近乎完美的平衡狀態(tài)進(jìn)化,,在這種狀態(tài)下產(chǎn)生的抗體既可以抵御病原微生物又不會(huì)引起自身免疫病的發(fā)生。該研究將被發(fā)表在Physical Review Letters雜志上,。
機(jī)體免疫系統(tǒng)的一個(gè)基本功能是產(chǎn)生抗體,。抗體是B細(xì)胞產(chǎn)生一種蛋白分子,,由于其化學(xué)特征的不同而僅與特定的氨基酸序列結(jié)合,。大約有10種抗體時(shí)刻循環(huán)在我們的身體里,但是針對(duì)某一種特定的疾病只有三或四種是真正有效的,。當(dāng)我們感到不舒服的時(shí)候,,免疫系統(tǒng)便找出那些特定的有效的抗體,并且刺激能產(chǎn)生這些抗體的B細(xì)胞大量增殖,。早期的研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)免疫系統(tǒng)會(huì)通過(guò)一些途徑來(lái)縮短產(chǎn)生效應(yīng)B細(xì)胞的時(shí)間,,并且產(chǎn)生與疾病細(xì)胞有更強(qiáng)親和力的抗體。其結(jié)果就是免疫系統(tǒng)在應(yīng)對(duì)疾病發(fā)生時(shí)能更快速更有效地發(fā)揮作用,,從而幫助機(jī)體更快地復(fù)原,。
Deem教授等研究者在研究中使用了統(tǒng)計(jì)力學(xué)(一個(gè)物理學(xué)的分支學(xué)科),通過(guò)研究DNA片段的物理學(xué)特性,,從而推斷抗體起源,、行為特征及抗體發(fā)生的情況。他們首先研究了免疫系統(tǒng)對(duì)感染作出反應(yīng)的進(jìn)化規(guī)律,,利用其搭建模型,,確定了一種免疫系統(tǒng)所使用的能更快地作出反應(yīng)、產(chǎn)生更有效抗體的方案,。但是通過(guò)分析,,Deem發(fā)現(xiàn)免疫系統(tǒng)如果使用這種方案會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生針對(duì)健康組織的自身抗體的幾率提高1000倍,。
抗體結(jié)合了其特定結(jié)合抗原以外的其他抗原的現(xiàn)象被稱(chēng)為交叉反應(yīng)。一些研究者認(rèn)為是交叉反應(yīng)導(dǎo)致了自身免疫病的發(fā)生,。一些科學(xué)家發(fā)現(xiàn)慢性感染和增高的自身免疫病發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)之間的相關(guān)性,,但是究竟這種相關(guān)性的相關(guān)程度有多高是存在爭(zhēng)議。萊斯大學(xué)Deem教授的模型提示這種相關(guān)性確實(shí)存在,。但是自身免疫病發(fā)生之前感染時(shí)間的長(zhǎng)短是高度可變的,。這種時(shí)間上的相關(guān)性也是人們長(zhǎng)期以來(lái)研究的對(duì)象,但是Deem教授的研究發(fā)現(xiàn)發(fā)病時(shí)間越長(zhǎng)這種統(tǒng)計(jì)學(xué)上的相關(guān)性就越弱,,尤其是那些感染持續(xù)了很長(zhǎng)時(shí)間的病例,。
Deem教授的分析發(fā)現(xiàn)人類(lèi)的免疫系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)化到了將交叉反應(yīng)發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)降到最低。比如,,我們機(jī)體中每一個(gè)正常細(xì)胞都含有大約10萬(wàn)種平均由500個(gè)氨基酸組成的蛋白分子,,因此,在健康細(xì)胞上就有大約1萬(wàn)億個(gè)潛在的抗原決定基可以被抗體錯(cuò)誤地結(jié)合從而導(dǎo)致該細(xì)胞被錯(cuò)誤地殺傷,。但是我們的適應(yīng)性免疫反應(yīng)系統(tǒng)相應(yīng)地采用了突變反應(yīng)的方法,,從而降低了抗體發(fā)生這種錯(cuò)誤結(jié)合的幾率,使抗體僅能識(shí)別入侵的病原體,。