全世界有將近18億人感染結(jié)核分枝桿菌（Mtb），這是一種常見，且有可能致命的細菌，每年引起數(shù)百萬例結(jié)核病。這種細菌已經(jīng)與人類共同進化了數(shù)千年，為自己設(shè)計了從人類宿主中截取養(yǎng)分的方法，同樣人類也進化出了復(fù)雜的反擊方式。

密歇根大學醫(yī)學院，哈佛大學的研究人員在最新一項研究中發(fā)現(xiàn)了一種特殊的機制：免疫系統(tǒng)使用的一種名為“衣康酸酯（itaconate）”的武器對抗結(jié)核桿菌。

針對結(jié)核桿菌的研究已經(jīng)很多年，但最近科學家們才發(fā)現(xiàn)免疫系統(tǒng)在受到攻擊時，會大量產(chǎn)生衣康酸酯。但到目前為止，衣康酸酯如何解除引起疾病的細菌武裝還是一個謎。

Mtb隱藏在人體免疫細胞內(nèi)，利用膽固醇獲取生長和增殖所需的能量。在此過程中，細菌會產(chǎn)生一種有毒的中間體，稱為丙酸酯，這種物質(zhì)必須將其清除。

清除丙酸酯的一種方法依賴于源自人宿主的維生素B12。“B12是一種非常有趣的維生素，因為它是我們細胞所需濃度非常低的一種維生素，也許是維生素中最低的一種，但它對生命至關(guān)重要，”文章通訊作者，生物化學家Ruma Banerjee博士說。

60多年前，科學家就發(fā)現(xiàn)了一種具有生物活性形式的維生素，稱為輔酶B12，它參與細胞代謝。輔酶B12可以在細菌和人類細胞中發(fā)生非常復(fù)雜的化學反應(yīng)，因為它會釋放自由基（未成對的電子），從而使化學反應(yīng)變得很復(fù)雜。

通常，自由基非常不穩(wěn)定，因此壽命短。 “在體內(nèi)，自由基會引起細胞和DNA損傷，因為它們具有很高的反應(yīng)性，” Banerjee說。輔酶B12產(chǎn)生的這對自由基（稱為雙自由基，biradical，生物通注）導(dǎo)致了一個問題，那就是酶如何能夠包含和使用它。

研究小組證明衣康酸酯的活化形式，即衣康酸-輔酶A（itaconyl-CoA，生物通注），能阻斷結(jié)核桿菌中B12依賴的途徑，阻止其利用丙酸酯生長。“它誘使B12依賴性酶利用衣康酰輔酶A作為底物，然后導(dǎo)致其中一個自由基自己消失”，Banerjee說。

此外，itaconyl-CoA/coenzyme B12反應(yīng)也產(chǎn)生了穩(wěn)定的雙自由基，雙自由基持續(xù)了一個多小時，而不是迅速消失。因此文章的另外幾位作者利用這個機制生成酶的晶體，解析它的3D結(jié)構(gòu)。

“這是第一次看到這種雙自由基。了解酶如何利用這種反應(yīng)也許可以使我們改變方法的用途，并且在化學方面具有重要價值。”

這一新發(fā)現(xiàn)也可以解釋為什么人群中只有3％至5％攜帶突變的基因。 Banerjee說：“ CLYBL基因突變的人沒有明顯的不良反應(yīng)，只是其B12含量略低。”他推測這可能有助于對抗感染。