身體佈滿鱗片的穿山甲。圖片來源：Julian Chong
■本報記者陳彬
全身覆蓋鱗片的哺乳動物——穿山甲，是動物界的奇特成員。人們通常認為，穿山甲的鱗片僅僅是保護自身免受外界傷害的盔甲。然而，溫州肯恩大學教授朱紹和團隊的最新研究卻重繪了這一傳統觀念。
研究團隊發現，穿山甲鱗片的結構並非人們想像的那樣簡單。該結構可以使鱗片像篩檢程式一樣捕獲微生物，防止機體受到傷害。更重要的是，穿山甲鱗片富含具有免疫應答功能的活性成分，很多成分具有抗菌和抗炎特性。這意味著，穿山甲的鱗片就像一個隨身攜帶的“小藥箱”。
近日，該研究成果發表於《BMC生物學》。
具有先天“缺陷”卻能存活至今
朱紹和在穿山甲研究和保護領域已工作了十餘年。其間，他發現穿山甲身上有一個很神奇的現象。
“干擾素ε基因專在皮膚上皮細胞及內部黏膜保護組織中表達，是胎盤哺乳動物抵抗病原體的首道防線，能有效封锁病原體穿透表皮進入體內。”朱紹和告訴《中國科學報》，自然界病原體繁多，但很難穿透表皮進入體內，關鍵在於干擾素ε基因能在病原體入侵時迅速啟動免疫系統，實現有效防禦。
“曾有人用小鼠做過實驗，當干擾素ε基因敲除後，小鼠更容易被外界細菌和病毒感染，並出現明顯的表皮損傷病變。”朱紹和說。
然而，在與國際團隊共同開展穿山甲基因組項目時，朱紹和團隊意外發現，穿山甲體內干擾素ε功能基因缺失，這意味著當病原體侵入皮膚時，它們可能很難啟動先天性免疫反應。
既然如此，穿山甲家族究竟如何在滿是細菌與病毒的自然界繁衍至今的？
皮膚免疫力較弱，卻擁有細密鱗片，這不禁讓朱紹和猜想——是否正是這些鱗片彌補了穿山甲皮膚免疫力的不足？
嶄新的防禦機制
最終的研究結果證明了朱紹和的猜測。
“我們發現，穿山甲鱗片結構比之前認為的複雜得多。借助這種結構，鱗片能够像篩檢程式一樣捕獲微生物，防止它們傷害機體。”朱紹和說。更令人興奮的是，他們首次在穿山甲鱗片中發現了大量分泌囊泡（外泌體）、活性成分（如溶菌素等）以及細菌DNA。
長期以來，人們普遍認為穿山甲鱗片主要由角蛋白組成，類似於人類的頭髮或指甲。然而，一個關鍵問題始終未解——穿山甲鱗片中的活性化合物，特別是抗菌蛋白究竟源自何處？
科學家進一步研究發現，這些活性化合物很可能來源於穿山甲鱗片周邊的活躍細胞，包括免疫細胞。這些細胞能够釋放出一種叫作外泌體的囊泡，就像一個個小“藥囊”，裝載著各種藥物成分，如抗菌和抗炎物質。當它們進入鱗片內部後，會釋放這些活性化合物，從而顯著提升穿山甲的防禦能力。
朱紹和表示，這些發現不僅為深入探索穿山甲鱗片的生理特徵提供了新方向，還預示著這些活性成分未來可能被用於開發穿山甲中藥材替代物、新藥或仿生資料，為人類健康作出貢獻。
基於這些發現，研究團隊構建了一套穿山甲鱗片防禦機制模型，以此解釋哺乳動物鱗片如何提供宿主-病原體防禦的新功能。
朱紹和說：“穿山甲的鱗片大而硬，能有效阻擋捕食者和病原體。同時，重疊的大鱗片還能產生和儲存有益物質，可能遍佈皮膚表面，保護穿山甲免受病原體侵害，維持皮膚健康。”
對此，論文合著者、溫州肯恩大學學術副校長楊毅欣表示，朱紹和團隊揭示了穿山甲鱗片防禦病原體入侵的機制，發現鱗片是抑制病原體的生物防禦武器。這是一項開創性研究，揭示了穿山甲干擾素先天缺陷的補償機制。
開發替代品，保護穿山甲
長期以來，由於非法貿易、棲息地遭破壞等原因，世界各地的穿山甲種群數量銳減。特別是在傳統中醫中，穿山甲被認為具有珍貴的藥用價值，因而遭到長期偷獵和捕殺。
現時，在世界自然保護聯盟瀕危物種紅色名錄中，穿山甲已經被列為“極危”等級。十幾年前，朱紹和便大力呼籲加强對穿山甲的保護。
然而，自己的研究成果進一步證明穿山甲鱗片的藥用價值，會不會在某種程度上將穿山甲置於更危險的境地呢？
對於這個問題，朱紹和認為，穿山甲之所以被大肆捕殺，其根本原因在於人們長期存在包括藥用價值在內的各種需求，所謂“有需求才有殺害”。
“囙此，若能通過研究穿山甲鱗片發現潜在替代品，减少對穿山甲的需求，就可能在根本上瓦解買賣市場，起到釜底抽薪的作用。”朱紹和表示，現時的研究證明，穿山甲鱗片中具有的抗菌和增强免疫力的化合物，都可以在實驗室中通過人工合成獲得。
截至目前，朱紹和團隊已成功合成一系列與穿山甲抗菌、抗炎和免疫相關的化合物的天然等同候選藥物。現時，他們正在積極尋求行業合作夥伴，對這些先導化合物進行試驗，開發穿山甲這一珍稀瀕危中藥材的替代品及功能性產品，並將其推向市場。
值得一提的是，10月21日，國家藥監局、國家中醫藥局聯合發佈《關於支持珍稀瀕危中藥材替代品研制有關事項的公告》。其中明確提出，根據臨床用藥需求，結合珍稀瀕危中藥材資源和具體品種情况，現階段重點支持穿山甲、羚羊角、牛黃、熊膽粉、冬蟲夏草等珍稀瀕危中藥材用於中藥生產的替代品研製。這標誌著我國在保護穿山甲等珍稀瀕危物種方面邁出了重要一步。
“我們呼籲各國政府提供便利，獲取符合倫理道德的穿山甲組織樣本。這對於深化對穿山甲生物學的理解，並挖掘其在人類醫學領域可能帶來的變革，具有重要意義。”朱紹和說，中國有機會引領這一倡議，成為全球穿山甲研究的先驅。