就像電影發燒友能在一部新影片里一眼識出導演的審美特點，我們體內的細胞有一種特殊的模式識別受體，當它們識別出常見微生物的分子特征時，就會激發免疫系統。
這些常見微生物的分子結構特征之一是脂多糖（LPS），這是一種錨定在革蘭氏陰性菌的細胞壁上的長鏈糖。脂多糖具有標志性的特點，以至于很多研究人員以為我們的身體可以識別任何微生物上的脂多糖。但近日發表在《科學·免疫學》雜志上一項新研究表明，有一些深海細菌的脂多糖是我們身體的模式識別受體無法識別的。
2017年，一群科學家搭乘施密特海洋研究所的法爾科號科考船，前往位于基里巴斯的菲尼克斯群島保護區（PIPA）——這是地球上最大的海洋保護區之一。
這里的生態系統幾乎從未被人類涉足過。為了進行探索，研究人員在海面下3000米（近2英里）的深處收集了細菌。他們在科考船實驗室中培養了50種菌株，并將其與培養皿中的人類和小鼠免疫細胞接觸。免疫細胞識別出了一些新菌株上的脂多糖，并以它們處理大腸桿菌等更常見細菌的方式作出反應。然而，80%的深海細菌卻完全無法被細胞上一種或兩種常見的探測脂多糖的模式識別受體識別。
賓夕法尼亞大學的免疫學家Sunny Shin說：“我認為這篇論文非常令人興奮。”她指出，這項發現與當前主流認知相悖，后者認為模式識別受體可以識別任何外來分子。然而，這項新研究表明，這些模式識別受體演化出的特性是只能檢測出其所在環境中的微生物。
“當我們走進星巴克的時候，我們的免疫系統當然有必要檢測一下我們遇到的每一種微生物，”該論文的合著者、波士頓兒童醫院的免疫學家Jonathan Kagan說道。但是，免疫系統沒必要檢測那些生活在自然狀態下我們永遠不會遇到的環境中的微生物，這樣的微生物也包括那50個菌株。
這是否意味著我們需要擔心深海微生物會破壞我們的免疫系統？估計不需要。一方面，這些能在寒冷又陰暗的深海高鹽環境中茁壯成長的細菌，不見得能在我們溫暖的身體內存活。而且免疫系統還有很多其他能感知細菌入侵的機制。
不過，這項研究可能會帶來很有意思的臨床應用。長久以來，研究人員一直考慮將脂多糖加入疫苗內，以幫助激發免疫系統，但脂多糖會引起很強烈的免疫反應，具有一定的危險性。雖然大多數深海細菌的脂多糖不會觸發人體免疫反應，但一些脂多糖變種還是會引起中度免疫反應。Kagan說，這些新脂多糖分子可以有效地充當調節器，幫助癌癥疫苗的研究人員更精細地調節免疫反應，而不只是在0和10的反應程度之間切換。
深海并不是免疫學研究的傳統領域。事實上，這項研究的發起源自Kagan、實驗室成員Anna Gauthier和海洋生態學家Randi Rotjan（菲尼克斯群島保護區的聯合首席科學家）的獨特合作。Rotjan策劃了一場探險行動，并邀請Gauthier對沿途的深海細菌進行收集和分析。
Rotjan說，研究人員打算明年夏天再去菲尼克斯群島保護區來一場跨學科的遠征，以研究更有針對性的問題，例如像珊瑚這樣的原生深海生物是如何應對它們的細菌“鄰居”的。但是，該團隊隨時準備迎接驚喜，她補充說道：“這就是基礎研究的美妙之處——你永遠不知道會走向何處。”
（Stephanie Melchor撰文，魏書豪翻譯，郭曉、李詩源審校，據《環球科學》）
來源：科技日報
