[科普中国]-最新研究证实，变秃真的可以变强大！

作者：Nekout

编辑：Yuki

20世纪初，美国纽约曼哈顿的空气中总笼罩着被伤寒所威胁的恐怖。而这一切都来源于一位名为玛丽·马龙（Mary Mallon）的厨子。

1906年的夏天，玛丽在银行家查理斯·沃伦（Charles H. Warren）纽约的豪宅中寻得了一个厨子的职位。然而在她就职的两周后，这一家11人中有6人因得了伤寒住进了医院。

在现代医学和微生物学刚刚启蒙、抗生素还未发明的当时，伤寒是一种死亡率大于10%的可怕传染病。

为了查清家人受害的原因，沃伦雇了当时有名的卫生学家乔治·索伯（George Sober）来调查真相。索伯简单问询了患病者，发现他们的共同点是都吃了当地的蚌，他推测有可能是水产品携带了病原体，于是草草整理了调查结果就这么交了差。毕竟，伤寒在当时纽约卫生条件糟糕的贫民区经常发生，他觉得这次富人家中的伤寒爆发可能只是一个意外。

玛丽因东家的变故丢了工作，又辗转于多户富人家中，继续干着厨子的工作。 伤寒也跟着她到处传播 。到1907年的3月，玛丽一共服务了8户人家，而这8户人无一例外的出现了伤寒症状。

此时，索伯有点摸不到头脑了，在他的概念中，伤寒的出现往往与糟糕的环境和不洁的饮食直接联系，可这次伤寒却连续出现在了环境优渥、衣食无忧的富人家中，难不成出现了只感染富人的伤寒？

直到后来，索伯发现一个规律——这些染病的家庭都曾雇佣过玛丽。这时他才意识到，玛丽有可能是一位健康的病原携带者。他登门要求玛丽配合他的调查，然而却被玛丽痛骂，并赶出了房门。

索伯不得不求助于纽约市卫生局，迫使玛丽最终配合调查，并提供了自己的唾液、粪便和尿液样品。

检测结果发现，玛丽确实是伤寒病原携带者。

（当时对玛丽的新闻报道。图片来源：Wikimedia Commons）

随后，玛丽被隔离在纽约东河（East River）中北兄弟岛（North Brother Island）上的一家传染病医院里。两年的隔离治疗让玛丽“学乖”了，一位新上任的卫生专员同情她，并给了她一个机会重新回到社会，但警告她不能再做厨子了。

（玛丽被隔离于医院中。图片来源：Wikimedia Commons）

但玛丽并没有其他的专长，出院几经辗转后，她改名玛丽·布朗（Mary Brown），又做回了厨子。这次，她在3个月内传染了25人，卫生局又一次将她抓回了北兄弟岛隔离了起来。

这次，玛丽就再也没有恢复自由。

后来，玛丽成了美国的“名人”，被大家称为“伤寒玛丽”（Typhoid Mary），甚至漫威还以她为原型塑造了同名的超级大反派。

（漫威超级大反派—伤寒玛丽。图片来源：Wikimedia Commons）

伤寒玛丽所携带的病原菌，就是大名鼎鼎的伤寒沙门氏菌（ Salmonella typhi ）。这种病原菌经常出现在鸡蛋壳，不新鲜的肉制品，抑或是患病者的排泄物中。

（伤寒的病原体——伤寒沙门氏菌。图片来源:US Center for Disease control and prevention）

得益于现代社会卫生条件的进步，特别是现代厕所的大规模普及，污水处理技术的进步以及抗生素的推广，使得伤寒沙门氏菌的危害相比100年前显著降低了。但时不时出现的食物中毒案例，仍有可能把人们打个措手不及。

那么，沙门氏菌究竟是如何侵染人体的呢？

从某种意义上讲，它们确实算得上是“有备而来”—— 沙门氏菌携带着一种叫做 三型分泌系统 （Type III Secretion system）的武器 ，形似注射器，位于菌体表面。

（沙门氏菌的“敲门钻”——三型分泌系统。图片来源：Wikimedia Commons）

这个“注射器”能够刺穿宿主上皮细胞的细胞膜，并注射入一系列效应因子（effector），像对细胞下达了“放我进来”的指令，通过改变宿主细胞的骨架，让正常的上皮细胞敞开门户迎接（吞噬）在外排队等待的细菌。

（沙门氏菌利用三型分泌系统“注射器”刺穿宿主上皮细胞，并注射入效应因子（示意图）。绘图：Yuki）

上皮细胞不像巨噬细胞，它们不具有消化细菌的能耐，沙门氏菌被上皮细胞吞噬后，就像来到了桃花源，细胞内的营养物质任它吃喝，而宿主的免疫系统又找不到它。吃完一家再换一家，引发宿主产生一系列炎症反应，并造成严重的病变。

但伤寒沙门氏菌在成功侵染宿主细胞之前，还是需要谨慎行事——免疫系统时时刻刻都监控着宿主的身体，一旦发现外来入侵者的踪迹，就会主动对其进行剿灭。

而 免疫系统识别伤寒沙门氏菌的“标签”，就是它们那一头漂亮的秀发——鞭毛 。这些鞭毛的结构与三型分泌系统类似，特点是能够像螺旋桨一样旋转，推动细菌四处游走。

（帮助细菌运动的“小辫子”——鞭毛）

免疫系统一旦抓到这些“小辫子”，就会命令巨噬细胞去吞噬并消灭绝大部分入侵的沙门氏菌。

（捕杀细菌是巨噬细胞的本职工作。图片来源：《工作细胞》）

而沙门氏菌为了长期生活在人体，会想方设法不被免疫系统察觉。

比如，它们会通过刷低自己的“存在感”向宿主的免疫系统妥协——当成功入侵上皮细胞后，就降低自身的代谢水平，靠低调行事来躲避免疫细胞的追杀。而这也很可能就是伤寒玛丽一直携带着沙门氏菌却不发病的原因。

近日，加拿大麦克马斯特大学(McMaster University)的研究者又发现了 沙门氏菌躲避免疫细胞监测的一种新的方式 [3] ——变“秃” 。

为了防止被免疫细胞揪住“小辫子”，有些沙门氏菌选择了抛弃鞭毛，忍痛割“发” ，从而让自己在免疫细胞面前变成“隐形菌”。

（丢掉“小辫子”的沙门氏菌在巨噬细胞面前变成“隐形菌”。绘图：Yuki）

这些沙门氏菌又是如何变秃的呢？

原来，沙门氏菌有一种名为SsrB的转录因子能够负向调控鞭毛合成相关的基因。当SsrB激活时，沙门氏菌的脑袋就会变秃， 虽然暂时失去了运动能力，但却获得了针对免疫系统的隐身挂，从而躲过免疫细胞的攻击 。确实算得上是非常机（jiǎo）智（zhà）了。

（激活SsrB为自己“剃度”的沙门氏菌。图片来源：参考文献[3]）

牺牲了一头秀发的沙门氏菌，最终开启了隐身特技变得更加强大。

看来，变秃意味着变强大果真名不虚传。所以，还是乐观地面对自己上扬的发际线和日渐稀疏的脑顶吧！

（变秃了也变强了。图片来源：《一拳超人》）

作者名片

排版：小爽

题图来源： 《一拳超人》

参考文献：

[1]"Dinner With Typhoid Mary" (PDF). FDA.（https://orauportal.fda.gov/courseware/FD202W100/SCORM_FD202_Module_3_Microbiology/Module_3_Dinner_With_Typhoid_Mary.pdf）

[2]Marineli et al. 2013. "Mary Mallon (1869-1938) and the history of typhoid fever". Annals of Gastroenterology. 26 (2): 132–133.

[3]Ilyas et al. 2018. Regulatory Evolution Drives Evasion of Host Inflammasomes by Salmonella Typhimurium. Cell Report. In press.