麻省理工学院和赫尔辛基大学的研究人员现已发现，人体汗液中含有一种可以预防莱姆病的蛋白质。他们还发现，大约三分之一的人口携带这种蛋白质的遗传变异，在全基因组关联研究中与莱姆病相关。研究人员还发现，该蛋白质的一种变体不能对细菌起到保护作用，并且会增加对这种疾病的易感性
莱姆病是一种由蜱虫传播的细菌感染，每年影响美国近 50 万人。在大多数情况下，抗生素可以有效清除感染，但对于某些患者来说，症状会持续数月或数年。
麻省理工学院和赫尔辛基大学的研究人员现已发现，人体汗液中含有一种可以预防莱姆病的蛋白质。他们还发现，大约三分之一的人口携带这种蛋白质的遗传变异，在全基因组关联研究中与莱姆病相关。
目前尚不清楚该蛋白质如何抑制引起莱姆病的细菌生长，但研究人员希望利用该蛋白质的保护能力来制造有助于预防莱姆病的护肤霜，或治疗对抗生素无反应的感染。
麻省理工学院生物工程系首席研究科学家、麻省理工学院生物工程系首席研究科学家、研究人员之一米哈尔·卡斯皮·塔尔 (Michal Caspi Tal) 表示：“这种蛋白质可能对莱姆病提供一定的保护，我们认为，基于这种蛋白质的预防和治疗可能具有真正的意义。”这项新研究的资深作者。
赫尔辛基大学分子医学研究所的高级研究员、麻省理工学院和哈佛大学博德研究所的研究员汉娜·奥利拉（Hanna Ollila）也是该论文的高级作者，该论文今天发表在《自然通讯》杂志上。该论文的主要作者是赫尔辛基大学分子医学研究所的博士后萨图·斯特劳斯（Satu Strausz）。
令人惊讶的关联
莱姆病通常是由一种称为伯氏疏螺旋体的细菌引起的。在美国，这种细菌是通过老鼠、鹿和其他动物携带的蜱传播的。症状包括发烧、头痛、疲劳和独特的靶心皮疹。
大多数患者接受多西环素治疗，这是一种通常可以清除感染的抗生素。然而，在一些患者中，疲劳、记忆问题、睡眠中断和身体疼痛等症状可能会持续数月或数年。
塔尔和奥利拉是斯坦福大学的博士后，几年前开始了这项研究，希望找到莱姆病易感性的遗传标记。为此，他们决定对芬兰数据集进行全基因组关联研究 (GWAS)，该数据集包含 410,000 人的基因组序列及其病史的详细信息。
该数据集包括约 7,000 名被诊断患有莱姆病的人，使研究人员能够寻找与未患有莱姆病的人相比，在患有莱姆病的人中更常见的基因变异。
这项分析揭示了三个目标，其中两个是在先前与莱姆病有关的免疫分子中发现的。然而，他们的第三个打击完全出乎意料——一种名为 SCGB1D2 的分泌球蛋白。
分泌球蛋白是在肺部和其他器官的组织中发现的一类蛋白质，它们在针对感染的免疫反应中发挥作用。研究人员发现，这种特殊的分泌球蛋白主要由汗腺细胞产生。
为了找出这种蛋白质如何影响莱姆病，研究人员创建了 SCGB1D2 的正常版本和突变版本，并将它们暴露于实验室生长的伯氏疏螺旋体中。他们发现该蛋白质的正常版本显着抑制伯氏疏螺旋体的生长。然而，当他们将细菌暴露于突变版本时，需要两倍的蛋白质来抑制细菌生长。
然后，研究人员将细菌暴露于正常或突变的 SCGB1D2 变体中，并将它们注射到小鼠体内。注射了暴露于突变蛋白的细菌的小鼠感染了莱姆病，但注射了暴露于正常版本 SCGB1D2 的细菌的小鼠却没有感染莱姆病。
“在论文中，我们显示它们直到第 10 天都保持健康，但我们跟踪这些小鼠一个多月了，它们从未被感染。这不是延误，这是一个句号。这真的很令人兴奋，”塔尔说。
预防感染
麻省理工学院和赫尔辛基大学的研究人员在预印本服务器上发布了他们的初步发现后，爱沙尼亚的研究人员利用爱沙尼亚生物库的数据复制了全基因组关联研究的结果。这些数据来自约 210,000 人，其中包括 18,000 名莱姆病患者，后来被添加到《自然通讯》的最终研究中。
研究人员还不确定 SCGB1D2 如何抑制细菌生长，或者为什么该变体效果较差。然而，他们确实发现该变体导致氨基酸从脯氨酸转变为亮氨酸，这可能会干扰正常版本中发现的螺旋的形成。
他们现在计划研究将该蛋白应用到不会自然产生 SCGB1D2 的小鼠皮肤上是否可以防止它们被伯氏疏螺旋体感染。他们还计划探索该蛋白质作为治疗对抗生素无反应的感染的潜力。
“我们拥有对 90% 的人有效的神奇抗生素，但在我们了解莱姆病的 40 年来，我们并没有改变这一点，”塔尔说。 “百分之十的人在使用抗生素后无法康复，而且没有治疗方法。”
生物医学教授卡拉·斯皮勒 (Kara Spiller) 表示：“这一发现首先为预防莱姆病的全新方法打开了大门，看看它是否也能用于预防其他类型的皮肤感染，将会很有趣。”德雷克塞尔大学生物医学工程学院的创新，他没有参与这项研究。
研究人员指出，具有 SCGB1D2 保护性版本的人仍然可能患上莱姆病，而且他们不应该认为自己不会患上莱姆病。一个可能起作用的因素是，当被携带伯氏疏螺旋体的蜱虫叮咬时，该人是否碰巧出汗。
SCGB1D2 只是人体产生的 11 种分泌球蛋白之一，塔尔还计划研究其他一些分泌球蛋白在体内的作用，特别是在肺部，其中许多分泌球蛋白都存在于肺部。
“最令我兴奋的是，分泌球蛋白可能是一类我们从未考虑过的抗菌蛋白。作为免疫学家，我们不停地谈论免疫球蛋白，但在我们的 GWAS 研究中出现分泌球蛋白之前，我从未听说过它。这就是为什么现在对我来说如此有趣。我想知道他们都做什么，”她说。
该研究的部分资金由 Emily 和 Malcolm Fairbairn、Instrumentarium Science Foundation、芬兰科学院、芬兰医学基金会、Younger Family 和湾区莱姆基金会资助。