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免疫系统|深海鮟鱇雌鱼为何可融合雄鱼繁殖？源于独特的免疫系统

深海鮟鱇鱼分布于世界各海域 ， 但目前所知约有160种鮟鱇鱼数量非常稀少 。 它们会在300~5,000米漆黑的海里 ， 用头部前悬挂的发光饵球吸引猎物 ， 正因如此也昵称为灯笼鱼 。 鮟鱇鱼有非常大的口部和能扩大的胃部 ， 能瞬间捕捉并吞食比身体还大的猎物 。
免疫系统|深海鮟鱇雌鱼为何可融合雄鱼繁殖？源于独特的免疫系统
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深海鮟鱇鱼的雄性体形比雌性小非常多 ， 比较极端的例子 ， 雌性的长度甚至可达雄性的60倍长 ， 体重相差至50万倍 。 雄性鮟鱇鱼并没有发光饵球 ， 反而有发育良好的大眼睛和大鼻孔 ， 能接收物种特有的雌鱼放出的化学分泌物 ， 因此找到雌鱼结合 。
雌雄深度结合 ， 难分彼此
生活在深海的鮟鱇鱼繁衍策略非常特别 。 体型非常迷你的雄鱼会一直贴附在对它们来说非常巨大的雌鱼身上 ， 两者组织相连并创建共享血液循环系统 。
鮟鱇鱼这种繁衍现象称为“异性寄生生活” 。 对分布于广阔深海的鮟鱇鱼来说 ， 雄鱼和雌鱼非常难遇见进而交配 ， 因此发展出这种繁衍策略 ， 可克服实例分散的限制 ， 达到延续下一代的目的 。
早在1920年 ， 一位冰岛渔业学家首次发现贴附在一起的鮟鱇鱼 ， 自此后一世纪 ， 这种神秘的深海鱼类的奇特繁衍策略 ， 就一直是人类解不开的谜题 。
鮟鱇鱼的繁殖策略最让科学家着迷的不只是特别 。 鮟鱇鱼在异性寄生状态下 ， 雄鱼会变成完全依赖雌鱼养分供给的身体一部分 ， 就像胎儿在母体内增长 ， 或像移植器官融入受赠者的身体 。
但比起人类器官移植是如此困难 ， 鮟鱇鱼的例子中 ， 基因相近甚至身为同种的两个实例 ， 组织相互结合时竟然不会发生预期应会出现的免疫排斥反应 。
7月30日发布于期刊《科学》的研究 ， 德国马克思普朗克免疫生物学和表观遗传学研究所（Max Planck Institute of Immunobiology and Epigenetics）及美国华盛顿大学（University of Washington）的科学家针对此现象 ， 研究鮟鱇鱼的免疫系统为何不会在组织融合的时候产生免疫反应 。
过去数十年 ， 科学家一直想知道鮟鱇鱼这种罕见现象究竟怎么发生的 。 几年前马克思普朗克研究所免疫学家Thomas Boehm博士和华盛顿大学世界级鮟鱇鱼专家的鱼类学家Pietsch博士开始合作 ， 研究不同种类的鮟鱇鱼基因组 。
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棘头光棒鮟鱇（Photocorynus spiniceps） ， 雌鱼背上寄生着一只小小的雄鱼 。 （Source：华盛顿大学 ， 下同）
能否解决人类器官移植的排斥反应？
共同作者的华盛顿大学水产及渔业科学荣誉教授Ted Pietsch表示 ， 研究鮟鱇鱼是很好的机会 ， 通过研究此现象了解人类组织器官移植时遇到的困难 。
他们首先开始研究鮟鱇鱼的（major histocompatibility ， 主要组织兼容性复合体）抗原结构 。 MHC是一种生物体细胞表面分子 ， 当细胞受外来病毒或细菌感染时 ， 担任免疫系统的警报信号 。
为了确保所有外来病原体都能有效辨认 ， MHC分子的串行结构变化非常多样 ， 因此很难在同个物种找到两个实例有近乎相同的MHC结构 ， MHC分子的多样性也是器官或骨髓移植时会产生组织配对问题的原因 。 研究鮟鱇鱼的MHC过程 ， 团队惊讶的发现 ， 永久异性寄生的鮟鱇鱼竟然没有能表现MHC分子的基因 ， 就像它们为了组织融合繁衍而放弃了免疫系统辨认外来威胁的能力 。
人类的免疫系统对抗对外来威胁时 ， 例如器官移植后产生排斥等状况 ， 一般负责清除感染细胞或攻击外源组织的杀手T细胞 ， 也在免疫系统扮演非常重要的角色 。 但鮟鱇鱼的免疫系统 ， 团队发现鮟鱇鱼的杀手T细胞反应非常迟钝 ， 甚至几乎没有功能 。 除此之外 ， 团队也通过分析确认某些种类的鮟鱇鱼 ， 免疫系统一大防御利器的抗体系统 ， 也几乎不存在 。
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雌性约氏黑角鮟鱇 ， 称为黑海恶魔（Melanocetus johnsonii） ， 下方有一只相对较小的寄生雄鱼 。
独树一格的免疫反应
一般来说 ， 脊椎动物的免疫系统可分为先天免疫系统（innate immunity）及后天免疫系统（adaptive immunity） 。 先天型免疫反应较快、没有专一性、保护不持久 ， 例如物理性的屏障皮肤、化学性的分泌物、发炎反应等 。 后天型免疫则通过识别特定外来病原体 ， 进而产生专一性的防御及长期记忆 ， 包含以淋巴细胞为主的协同防御 ， 通过抗原识别清除受感染的细胞及病原体 。 Boehm博士表示 ， 鮟鱇鱼身上发现的各项免疫系统缺失 ， 换成在人类身上 ， 会因免疫不全导致死亡 。
但与一般脊椎动物免疫系统不同 ， 研究团队发现鮟鱇鱼免疫系统采取的策略十分独特 。 它们缺乏一般与组织排斥有关的基因 ， 但拥有更好的先天免疫反应 ， 并以此对抗外界感染源 。
虽然免疫系统是经过几亿年演化 ， 形成稳定的先天免疫系统及后天免疫系统 ， 但这项研究结果也显示 ， 后天免疫系统并不像我们以为的无可取代 ， 自然界也有脊椎动物只依靠先天免疫系统生存 。
虽然目前对鮟鱇鱼先天免疫增强的细节还有待进一步研究 ， 这项研究所揭开的鮟鱇鱼免疫策略 ， 或许可在未来帮助免疫系统缺失或受损的病患 。
【免疫系统|深海鮟鱇雌鱼为何可融合雄鱼繁殖？源于独特的免疫系统】（首图为薛氏宽鳃鮟鱇；来源：Flickr/NOAA Photo LibraryCC BY 2.0）


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