海洋海绵里的秘密，海底结核病，为结核病的演变提供了新的思路

结核病仍然是全球最致命的传染病之一，但其起源和演化路径尚不完全清楚。近日，科学家们从澳大利亚大堡礁的海洋海绵中找到了一种新的细菌，它竟然和我们熟知的结核病凶手——结核分枝杆菌类似，这种新细菌被命名为Mycobacterium spongiae（简称M. spongiae），为我们理解结核病的起源和进化提供了重要线索。

结核病是一种由结核分枝杆菌引起的传染病，主要影响肺部，但也可能攻击其他器官，尽管医学进步了很多，结核病仍然是全球最致命的传染病之一，每年导致超过150万人死亡。虽然结核分枝杆菌和人类共存了数千年，但它的起源和进化过程一直是个谜。

研究团队从大堡礁的海洋海绵中分离出了一种新的分枝杆菌M. spongiae和结核分枝杆菌的基因组非常相似，平均核苷酸一致性高达80%！这意味着它们在进化上有很近的亲缘关系。更令人惊讶的是，M. spongiae保留了结核分枝杆菌的许多关键“武器”，比如ESX分泌系统，这是结核分枝杆菌在人体内生存和致病的重要工具。

研究发现，虽然新发现的M. spongiae和结核分枝杆菌在基因上很相似，但它却不会让人生病，M. spongiae在37°C人体温度环境下无法生长，这可能是它无法感染人类的主要原因之一。在小鼠实验中，M. spongiae能在肺部存活56天，但并没有引起明显的病理变化，表明M. spongiae已经适应了海洋环境，而不是哺乳动物宿主。

既然新发现的M. spongiae和结核分枝杆菌这么像，那么能不能用它来开发新的结核病疫苗呢？目前唯一广泛使用的结核病疫苗是卡介苗，但它对成人的保护效果有限。研究人员尝试将M. spongiae的ESX-1系统导入卡介苗中，看看是否能提高疫苗的效果，可惜，实验结果显示，这种改良版的卡介苗没有比普通卡介苗提供更好的保护，这可能是因为M. spongiae的ESX-1分泌系统在哺乳动物宿主中的功能受限。

尽管研究成果没有直接带来新的疫苗，它的发现仍然意义重大，M. spongiae的发现支持了结核分枝杆菌可能起源于海洋环境的假说。通过比较M. spongiae和结核分枝杆菌的基因，科学家可以更好地理解结核分枝杆菌是如何从环境细菌进化成人类病原体的。

图：M. spongiae的一般示意

A) 简化海洋琼脂上少量M . spongiae生长的代表性示例。B)简化海洋肉汤中M . spongiae的生长曲线。每个点都是从三个生物重复中获取的测量值的平均值（S2 表）。C) Ziehl-Neelsen 染色的M . spongiae细胞。D) M . spongiae细胞的电子显微照片（放大 33,000 倍）。

M. spongiae的发现为我们理解结核病的起源和进化打开了一扇新的大门，虽然它没有直接带来新的疫苗，但它的存在提醒我们，自然界中还有许多未知的微生物，它们可能隐藏着解决人类健康问题的关键。

参考文献：Sacha J. Pidot, Stephan Klatt, Louis S. Ates, Wafa Frigui, Fadel Sayes, Laleh Majlessi, Hiroshi Izumi, Ian R. Monk, Jessica L. Porter, Vicki Bennett-Wood, Torsten Seemann, Ashley Otter, George Taiaroa, Gregory M. Cook, Nicholas West, Nicholas J. Tobias, John A. Fuerst, Michael D. Stutz, Marc Pellegrini, Malcolm McConville, Roland Brosch, Timothy P. Stinear. Marine sponge microbe provides insights into evolution and virulence of the tubercle bacillus. PLOS Pathogens, 2024; 20 (8): e1012440 DOI: 10.1371/journal.ppat.1012440

申明：内容来源于海洋资源ocean-resource创作，未经允许，不得转载。