Nature免疫學：血小板的抗菌功能

日期：2013-06-18 09:17:53

發表在6月16日《自然免疫學》（Nature Immunology）雜志上的一項新研究指出，血小板可能有助于對抗細菌感染。在小鼠的肝臟中科學家們發現，血小板協同特化的白細胞，捕獲并吞噬了在血液中傳播的細菌，這種相互作用幫助了動物阻止細菌感染。

伯明翰大學血小板細胞生物學家Steve Watson（未參與該研究）說：“這是一篇振奮人心的研究論文。盡管從前的研究曾證實細菌可以激活血小板，這項工作強調指出了血小板通過幫助清除肝臟中的細菌，在先天免疫防御中發揮了日常作用。”

越來越多的數據表明，除了能減緩出血，血小板還有助于防止感染。除了表達許多對對抗病原體至關重要的受體，體外研究證實血小板還可以聚集到一起，殺死細菌。在無脊椎動物中，通常是由單一細胞類型來負責免疫反應及預防出血，即便是脊椎動物進化出了更多的特化免疫細胞，血小板似乎還是保留了兩種功能。

該研究的領導者、卡爾加里大學免疫學家Paul Kubes說，基于肝臟中的觀察結果，他們提出了這樣的觀點：血小板有可能與其他的細胞合作清除了在血液中傳播的細菌。在對稱之為枯否細胞(Kupffer cells, KC)的特化肝臟吞噬細胞進行顯微鏡檢測后，Kubes研究小組發現了這種吞噬細胞與血小板之間一種不同尋常的相互作用。

枯否細胞定位在肝血管中，幫助捕獲并殺死在血液中流過的細菌。利用活體顯微鏡檢測，科學家們看到在未感染的小鼠體內，血小板采用了一種他們稱之為“一觸而過”（touch and go）的策略——在血液中與Kupffer細胞短暫相互作用，然后迅速脫離。而當小鼠感染某些類型的細菌時（蠟狀芽孢桿菌或耐青霉素金黃色葡萄球菌（MRSA）），血小板與枯否細胞形成了長期的相互作用，獲取并吞噬血液中的細菌。

研究人員發現，已知對于血小板止血功能至關重要的兩種不同的血小板受體，介導了兩種類型的相互作用。枯否細胞可將游離的血液糖蛋白von Willebrand因子(vWF)聚集到它們的細胞表面上。Kubes研究小組發現這種“一觸而過”的行為與vWF結合血小板糖蛋白Ib (GpIb)有關，它促進了血細胞在損傷位點聚集。在缺失GpIb的突變小鼠中，血小板不再發生“一觸而過”行為。在蠟狀芽孢桿菌感染小鼠體內，科學家們觀察發現整聯蛋白GpIIb-GpIIIa結合vWF，是血小板和枯否細胞長期聚集的必要條件。

結果表明，血小板發揮功能提升了生命的質量（life-enhancing）。當研究人員在小鼠中耗盡血小板或是采用GpIb缺陷小鼠，讓它們感染蠟狀芽孢桿菌時，這些小鼠以更快的速度遭受感染。在感染4小時內，血小板耗盡的小鼠全部死亡，GpIb缺陷小鼠死亡超過80%，而野生型小鼠死亡率不到10%。不同于野生型小鼠，缺失GpIb的小鼠無法在4小時內清除掉它們血液中的細菌，這表明血小板與枯否細胞互作的能力對于對抗細菌感染至關重要。

猶他州大學免疫學家Guy Zimmerman（未參與該研究）說：“GpIb和GpIIb參與了血小板的止血功能，在這里它們又執行了一種先天免疫功能，突現了血小板具有雙重作用。”不過，他謹慎地指出，現在斷言血小板和枯否細胞在人類以相似的方式協同發揮作用，還為時尚早。此外Zimmerman指出，還需要將研究工作擴展至更多類型的細菌，因為這項研究主要將焦點集中于兩種革蘭氏陽性菌種，而許多侵入肝臟的細菌種類是與腸道相關的革蘭氏陰性菌，例如大腸桿菌。

Kubes說，如果人類血小板具有相似的功能，那么抑制血小板功能的藥物，例如阿司匹林就有可能進一步損害免疫系統已經受到抑制的患者。Watson也認為，這是一個重要的問題。不過他指出，有許多的途徑可以激活GpIIb結合，使得阿司匹林不太可能顯著影響健康人的血小板免疫功能。這項研究工作表明，在外傷的情況下，有可能必須補充血小板來防止出血和感染。

了解血小板積聚在細菌覆蓋的枯否細胞上背后的機制，可促使研究人員設計出一種能夠 “有利地影響免疫防御，而又不會造成血栓形成的療法，”Zimmerman說。