Science：日本渔场使用新烟碱类杀虫剂后崩溃；麻疹感染引发儿童“免疫失忆”

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据一项新的研究披露，新烟碱类杀虫剂的使用可能导致了日本宍道湖的两个商业渔场在1993年突然崩溃。尽管这种世界上使用最广泛的杀虫剂对授粉物种的负面影响是众所周知的，但这些结果凸显了其对其它生物（包括脊椎动物）的新的和潜在的间接影响。

Masumi Yamamuro和同事使用了超过二十年的化学、生物学和渔业产量数据来追踪新烟碱类杀虫剂通过宍道湖水生食物链（从浮游动物到商业性捕捞的胡瓜鱼和鳗鱼）的影响。Yamamuro等人的分析揭示，在1993年对新烟碱类杀虫剂的首次使用与春季浮游动物的平均生物量减少83％同时发生，不久之后，以浮游动物为食物的渔业捕捞物种完全崩溃。在首次使用新烟碱类杀虫剂后的短短一年内，单单胡瓜鱼的捕获量就从每年的240吨萎缩至仅22吨。

据作者披露，新烟碱类杀虫剂通过减少胡瓜鱼和鳗鱼食物的无脊椎动物的丰度而间接降低了宍道湖的渔业产量。这提示，在此期间日本其它湖泊中的渔业产量的全国性减少可能也是因为杀虫剂的使用破坏了食物网所致。

作者说，由于新烟碱类是使用最广泛的杀虫剂，因此在世界各地的水域中也可能正在发生类似的动态变化。Olaf Jensen在相关的《视角》中写道：“在种植业者开始使用新烟碱类后的一年内，一个持续了数十年的渔场崩溃了。” 

Yamamuro等人的研究虽然只是观察性的，但它从该地区引进新烟碱类杀虫剂之前和之后的10多年的数据中为人们提供了具说服力的证据。”

研究人员发现，在非REM睡眠中缓慢振荡的神经活动会触发脑脊液波，该脑脊液波在睡眠脑中的流入和流出可为脑冲洗掉有害的代谢废物。

这项新研究揭示了睡眠神经生理学的一个关键组成部分，并将神经元活动与脑的流体动力学变化相关联，该流体动力学变化使睡眠具有生理恢复作用。由于慢波睡眠中断和脑中毒性代谢蛋白的积累与包括阿尔茨海默氏病在内的数种疾病有关，因此这些结果可能有助于改善疾病的后果。

睡眠对脑健康至关重要。已知非快速眼动（NREM）睡眠的慢波神经元活动可支持记忆处理和巩固以及大脑的生理维持。在NREM睡眠过程中，组织间液容积和流动对脑的盥洗增加，冲掉了积聚的可能导致神经变性的有毒废物蛋白。

然而，为什么这两个看似无关的过程会同时发生，或者它们是否甚至是关联的则仍然无法解释。Nina Fultz及其同事使用加速神经成像技术来检测睡眠中人脑的生理和神经活动，揭示了在NREM睡眠期间存在于电生理、血液和脑脊液动力学之间的关系模式。

据结果披露，在神经元慢波之后跟随出现的是脑中血容量和血流的振荡，从而为耦合的脑脊液波流入和流出脑腔创造了空间。Fultz等人证明，神经元慢波不仅对记忆重要，它们还能改变脑的生理和流体动力学。在相关的《视角》中，Søren Grubb和Martin Lauritzen更加详细地讨论了这些发现及其含义。

据一项新的研究披露，杂交可能在袖蝶属蝴蝶繁多的品种中发挥了重要作用，该研究用一种新的基因组学方法来解析源自基因渗入的不完整谱系排序的遗传贡献。这些结果提示，物种间偶尔的基因渗入和重组可能会对基因组产生重大的长期影响，并为物种的快速适应性分化和辐射提供必要的基因物质。

适应性辐射是扩大生物多样性的驱动力。填补新的生态位或对变化的环境做出反应的需求可能会引起属内的快速多样化，从而导致众多具独特适应性的新物种。然而，杂交在演化中的重要性一直是演化生物学中一个备受争议的话题。

袖蝶属是由至少40个蝴蝶品种组成的多样化属，它们以其多彩且极为独特的翅翼图案而闻名。由于这种多样性，该物种一直被用于研究物种之间的基因渗入。然而，鉴于从不完全的谱系排序中难以区分基因混合，杂交在袖蝶属适应性辐射中的作用仍然受到质疑。

Nathaniel Edelman和同事为数个袖蝶属制备了20个新的基因组装配体。使用一种新的方法来确认通过杂交引入的基因变异，Edelman等人能对该蝴蝶属的演化历史进行研究。

结果显示，通过多个独立的基因渗入事件所引入的基因变异极大地影响了袖蝶的演化历史，而基因渗入的影响会随局部重组、基因密度和基因组架构而异。Loren Rieseberg在一则相关的《视角》中写道：“这项研究给一个不断增加的文献库添加了材料；这些文献表明，杂交的足迹是动植物基因组的一个共同的特征，而杂交为适应性多样化提供了动力。”

针对77名未接种疫苗儿童在麻疹感染前后免疫系统的两项单独的调查揭示，这种感染可长期削弱对病毒和细菌的免疫力，从而产生一种“免疫失忆”，使这些人将来更容易受到其它病原体的感染 。

根据发表在《科学-免疫学》和《科学》上的这些发现，科学家再次强调了广泛接种疫苗的必要，因为它不仅可以预防麻疹，而且可以防止减弱对其它类型病原体的“群体免疫力”。

在采用麻疹疫苗之前，几乎每个孩子都经历过麻疹感染。疫苗接种已经在2000年至2017年期间帮助减少了80％的麻疹病例，估计挽救了2110万人的生命。然而，由于反疫苗接种运动、不接种疫苗的宗教团体以及获得疫苗的机会有限等因素组合，每年继续受到麻疹影响的人超过700万，造成死亡人数超过10万。

自2018年以来，仅疫苗接种减少就已导致麻疹感染增加了近300％。为帮助估计疫苗接种的价值，Velislava Petrova等人和Michael Mina等人对麻疹可促发免疫抑制的假说进行了研究。

该假说认为，即使在明显的麻疹症状（如特征性麻疹皮疹）消失后，免疫抑制仍可持续数月至数年。该假设已经得到先前研究的支持，其中包括有证据将麻疹与高达50％的传染病所致童年时期死亡关联。

然而，麻疹后免疫抑制究竟如何在人类中呈现尚不清楚。在《科学-免疫学》中，Petrova和同事对采自未接种疫苗的儿童群体中的B细胞（它们是能够识别病毒并对其发起攻击的主要免疫细胞之一）进行了测序，他们发现了麻疹抑制免疫的两个标志：B细胞池补充恢复不完全以及由于B细胞克隆耗尽所致的免疫记忆受损。

在其它的动物研究中，科学家们发现，已接种过流感疫苗的感染麻疹的雪貂会对该病毒免疫力下降并会在继发性流感感染时经受更严重的症状。

在《科学》杂志中，Mina和同事使用了一种名为VirScan的工具来分析未接种疫苗的儿童在麻疹感染前后的抗体（即针对并抵御异物—包括病毒抗原—的蛋白）反应。该技术可对血液中数千种针对病毒和微生物抗原的抗体进行追踪。

研究人员发现，在感染麻疹两个月后，该病消耗了每个人的11％至73％的抗体储备，即使在疾病康复后，针对各种传染性病原体的免疫记忆也严重受损。在接种了麻疹、腮腺炎和风疹疫苗的婴儿中则未见抗体耗竭。

此外，在感染麻疹的猕猴中，60％的抗体储备在至少5个月中都无法被检测到。作者说，尽管有可能通过重新接触病原体来重建抗体储备，但这可能需耗时数月或数年，并可能带来一些健康风险。由Duane Wesemann撰写的相关《焦点》更详细地介绍了这两项研究。