
大约6亿年前,当产生第一批动物形式的进化爆发酝酿时,发烧出现了。一些生物发现,当他们感到不舒服时,花时间在一个温暖的地方可以提供一些缓解。今天我们知道,温度的升高可以促进新陈代谢,优化免疫功能,抑制病原体的生长。这一策略非常成功,冷血动物,如鱼或蜥蜴,已经维持了数百万年,一些寻求温暖的水域,另一些则在阳光下度过更多的时间。当像人类这样的温血动物出现时,这种防御系统重新出现,但在这种情况下,不需要寻求热量,因为这些物种可以调节自己的内部温度来实现这一点。
周一,《美国国家科学院院刊》(PNAS)发表了来自上海华东师范大学和青岛海洋科学技术中心的一组研究人员的研究成果,他们利用尼罗罗非鱼来理解为什么发烧有助于我们感染。他们证实,这种生存策略早在温血动物出现之前数百万年就出现了。
在一项实验室实验中,研究人员观察到感染了鱼腥味爱德华氏菌的罗非鱼在5天的时间里移动到鱼缸的温暖区域。这种行为是冷血鱼类产生发烧的行为,它引发了身体的一系列变化,帮助它们抵御感染。就好像高温是一个警钟,他们的身体减缓了破坏t细胞的酶的产生,t细胞协调免疫系统的适应性反应,从而使他们活得更长;同时,脾脏中的t细胞变得更毒。
当罗非鱼感到虚弱并寻求温暖的水时,它就会失去食欲,变得昏昏欲睡,就像人类发烧时发生的那样。因此,鱼停止进食,就像间歇性禁食一样,它的身体激活了细胞自噬,这是一种回收系统,可以丢弃元素并释放能量,以更好地应对感染。
对罗非鱼的研究还表明,进入成功生物工具箱的新元素是如何保存数亿年的,在无数物种灭绝中幸存下来,并与其他创新相结合。当发烧第一次出现时,没有任何生物具有适应性免疫系统——这是脊椎动物今天用来保护自己的复杂防御系统。发烧的增加有助于增强先天免疫,与t细胞不同,先天免疫并不专门攻击引起问题的病原体。对罗非鱼免疫系统的这一部分也进行了分析。当鱼接近温水时,一氧化氮(一种强大的抗菌剂)的转录会加速,并产生引发炎症反应的蛋白质。此外,高温使一些病毒和细菌难以繁殖。
大约4.5亿年前,第一批具有适应性免疫的动物出现了,它们被赋予了一系列识别特定入侵者的机制。虽然反应较慢,但它也更有效,并产生记忆,使其能够更好地击退来自同一生物体的后续攻击。发表在《美国国家科学院院刊》上的这项研究表明,尽管这种防御机制在发烧1.5亿年之后才出现,但适应性免疫的元素,如t细胞,是如何整合温度升高的信号,以便在感染的情况下更好地发挥作用的。
这篇论文的作者回忆说,无论是像温血动物那样自动升高体温,还是像冷血动物那样迁移到更温暖的地方,体温升高的能力在提高免疫力和抵抗感染方面起着至关重要的作用,从而提高了生存的机会。在实验室实验中,已经看到用药理学方法退烧或通过阻止运动增加受感染动物的死亡率。


