根據世界衛生組織統計，每年約600萬人死于敗血癥，這些數字令人擔憂。這種俗稱“血液中毒”的疾病通常始于無害的感染。
一旦觸發免疫系統過度反應，自身組織就會受到攻擊和損傷。過度反應最終會導致危及生命的防御系統全面崩潰。僅在德國，死于敗血癥的人數就超過了艾滋病、結腸癌和乳腺癌的總和！
世界各地的研究人員都在尋找新治療方法，但目前為止還是徒勞無功。由結構生物學、免疫學和細胞生物學領域的跨學科團隊首次成功地生產出了一種能夠平衡過度免疫反應的蛋白質。
免疫細胞的語言
在這項研究中，科學家受到進化的啟發：老鼠的免疫系統可以很好地保護自己免受敗血癥侵襲。在這里，介導免疫系統細胞間通訊的白細胞介素信使起著關鍵作用。
“白細胞介素是免疫細胞的交流詞匯，”慕尼黑工業大學細胞蛋白質生物化學教授Matthias Feige解釋。“細胞根據特定的氨基酸藍圖形成這些信使分子，序列排列決定了白細胞介素采用何種三維結構，從而決定其傳遞哪些信息。”
人類和老鼠有著相似的詞匯，研究人員發現白細胞介素27α有一個顯著差異。老鼠可以釋放這種分子，調節免疫細胞功能，但人類的免疫細胞卻不能釋放。
“通過計算機模型和細胞生物學實驗，我們發現，一種結構上重要的氨基酸決定了白細胞介素27α是否可以被免疫系統細胞釋放，”文章一作Stephanie Müller說。“這讓我們想到了如何重新設計人類白細胞介素蛋白，通過生物工程技術生產出來。”
文章一作Stephanie Müller和Feige教授
具有新功能的蛋白質——產自實驗室
然后，研究小組在實驗室制備了經過修飾的白細胞介素，并測試了其生物學功能——結果非常令人鼓舞：工程化信使分子可以被人類細胞識別，分析表明，它確實能平衡免疫系統的過度反應，使其成為敗血癥治療的一個有希望的候選者。
“我們的方法允許我們通過設計一個關鍵的信號分子，來合理地擴展免疫細胞語言，提供有針對性的方式調節免疫細胞反應。這一發現多虧了慕尼黑工業大學、巴黎第四大學以及赫爾姆霍茨中心的免疫學家和臨床醫生的密切合作，”Feige說。“新蛋白的ZL正在申請中。”
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