困扰多年，肺炎链球菌破坏免疫系统的原理终被解开

去年 5 月一部由连载于杂志少年 SIRIUS 的漫画改编的番剧《工作细胞》进入了国人的视野，它把人体当成了一个巨大的城市、工厂，约有 37 兆 2 千亿个细胞，每种细胞都有各自的任务。《工作细胞》的集中出现的超级大反派就是肺炎链球菌。

肺炎链球菌，最初叫肺炎双球菌，于 1881 年首次由巴斯德（Louis Pasteur）及 G. M. Sternberg 分别在法国及美国从患者痰液中分离出。为革兰氏阳性菌，个头虽然很小只，但是不要小瞧它，它小小的个子可是蕴含大能量的，有毒株菌体外有化学成分为多糖的荚膜。

肺炎链球菌，在人类发展中有着非常重要的地位，1944 年，美国微生物学家 Oswald Avery 等人通过肺炎链球菌转化实验，首次证实 DNA 是遗传物质。同时，肺炎链球菌是引起肺炎的最常见细菌，也可导致脑膜炎或严重脓毒症等疾病。

此外，这种细菌可以为其他微生物的攻击铺平道路。这使得这种细菌成为世界上最致命的细菌之一。

肺炎链球菌是世界上最致命的细菌之一。然而，5%～10% 的正常人上呼吸道中携带此菌作为正常菌群，并不发病。因此，了解肺炎球菌如何影响人体免疫系统是很重要的。但是肺炎链球菌如何克服先天免疫系统在宿主体内存活至今仍不清楚。

过氧化氢（H2O2），是好氧单细胞和多细胞生物普遍存在的代谢副产物，在宿主与微生物的相互作用中起着重要作用。迄今为止，研究主要集中在免疫细胞产生的内源性 H2O2 及其在杀死微生物或推动炎症过程中的作用。

然而，H2O2 的产生并不是真核宿主细胞的所特有的，许多微生物也产生 H2O2。微生物产生的 H2O2 如何影响宿主与微生物相互作用的动态，特别是免疫细胞对微生物的反应能力，目前尚不清楚。

2019 年 9 月 2 日，瑞典 Umeå 大学和斯德哥尔摩大学的研究人员在 Nature Communications 杂志发表了题为：Hydrogen peroxide release by bacteria suppresses inflammasome-dependent innate immunity 的研究论文。

研究表明，肺炎链球菌通过释放 H2O2 来抑制炎症小体，进而削弱免疫系统并导致肺炎。此外，研究人员还发现其他产生 H2O2 的细菌，如口腔链球菌，也能阻断炎症小体。炎症小体是先天免疫系统的关键组成部分，有助于病原体在宿主体内的定植。

因此，首先，该研究发现了细菌破坏先天免疫的新机制；其次，强调了 H2O2 在炎症小体负调控中的意想不到的作用。

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任何入侵微生物的最终目标都是在我们体内和平地生存，而不会引发强烈的炎症反应。研究人员发现，肺炎链球菌和其他细菌通过靶向免疫系统的一个关键组成部分 —— 炎性小体来达到这一目的。炎性小体是一种蛋白质复合物，它在识别外来分子 (例如在微生物或受损细胞中发现的分子) 后，启动杀死微生物和清除病变细胞的反应。

研究人员发现，像肺炎链球菌这样的细菌会释放大量的过氧化氢，这会导致炎症体失活，从而削弱免疫系统。

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研究负责人 Nelson Gekara 表示：「通过使用过氧化氢来破坏免疫系统，细菌可以说是在以毒攻毒。因为，身体本身也会产生过氧化氢来抵御细菌。」高浓度的 H2O2 对宿主和微生物都有毒害作用。为了减轻这些毒害，大多数生物体都进化出了过氧化氢酶等酶来中和 H2O2。

然而，一些细菌种类缺乏过氧化氢酶，一个著名的例子是肺炎链球菌。因此，肺炎链球菌感染的一个主要特征是大量产生 H2O2。在小鼠模型中，研究人员观察到产生较少过氧化氢的细菌无法灭活炎症小体，因此引发了更快的炎症反应，有效地清除了小鼠肺部的细菌。

研究人员还发现，给小鼠接种一种特殊的酶（过氧化氢酶）来分解过氧化氢，可以增加炎症和炎症症状，从而更快地消除肺部的肺炎链球菌。最有名的一种能够中和过氧化氢的物质是维生素，如水果中的维生素 C。也许「一天一苹果，医生远离我」这句老话并不离谱。

总而言之，该研究表示，肺炎链球菌为了在宿主中持续存在，通过释放大量过氧化氢，导致免疫细胞炎症小体氧化失活，从而削弱免疫系统。此外，研究人员也证明了抑制炎症小体是其他高 H2O2 产生的细菌的共同特征。这些发现意义重大，首先，发现了细菌破坏先天免疫的新机制；其次，强调了 H2O2 在炎症小体负调控中的意想不到的作用。