与病毒的战斗中,我们靠的是体内1亿种抗体“特种部队”

新闻特写 2020-09-24 16:29:08

疫苗可以说是人类在医学领域最伟大的发明之一,每一种疫苗的诞生都意味着我们找到了可能战胜某种传染性疾病的方法。在新冠病毒影响全球的今天,研制相应的疫苗也成为了全世界关注的焦点。

与病毒的战斗中,我们靠的是体内1亿种抗体“特种部队”

△科学家研发针对新冠病毒的疫苗

疫苗之所以能够发挥作用,是因为它能促使人体产生抗体(antibody),从而达到免疫(immune)的效果。那么,抗体是如何产生的,又怎么发挥作用呢?

人体内驻扎着近1亿种“特种部队”

抗体是适应性免疫的成员,具有特异性,即特定抗体会结合病原体表达的特定抗原(antigen)。为了应对各种自然界存在的各种病毒、细菌、真菌和寄生虫(统称为病原体),科学家估计,人体大约需要1亿种抗体。这就像是人体内驻扎着1亿种“特种部队”随时待命,准备出击。抗体是由B细胞产生的,也就是说人体所需要的B细胞种类约为1亿种。    

然而,人体所有的细胞均来源于受精卵的分裂,除了复制时可能出现的些许差错,所有子代细胞的DNA都是受精卵DNA一模一样的拷贝。DNA就像编码信息可以被解密为另一种语言——蛋白质,抗体的化学本质也是蛋白质,如果是这样的话,每个B细胞应该会产生同样的抗体。那么抗体的多样性又是从何而来呢?

日本科学家利根川進(Susumu Tonegawa)于1977年解开了这个谜,十年后他也因阐明抗体多样性的遗传原理获得诺贝尔奖。他假定传统的理论总体上是正确的,但是可能有例外。所有的B细胞起初具有相同的DNA,但当他们分化成熟后,用于制造抗体的基因改变了、多样化了。通过研究比较成熟的B细胞和未成熟的B细胞的DNA序列,这一假设被证实,并且科学家发现了抗体基因的模块化设计(modular design)。

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