封面新聞記者 張馨心

近日，全球知名科學(xué)期刊《自然》雜志公布2025年度十大科學(xué)人物榜單。其中，以色列魏茨曼科學(xué)研究所系統(tǒng)生物學(xué)家伊法特·梅爾布爾（Yifat Merbl）因在細(xì)胞垃圾中發(fā)現(xiàn)了免疫系統(tǒng)的新機(jī)制而入選，并被《自然》雜志稱為“發(fā)現(xiàn)抗菌肽的偵探”。

以色列魏茨曼科學(xué)研究所系統(tǒng)生物學(xué)家伊法特·梅爾布爾。受訪者供圖

偵探總是能從垃圾堆中找到重要線索，梅爾布爾也從這種方法中受益匪淺。她和團(tuán)隊(duì)在研究細(xì)胞“垃圾處理系統(tǒng)”時，發(fā)現(xiàn)了免疫系統(tǒng)的新機(jī)制。細(xì)胞在通過蛋白酶體降解自身蛋白質(zhì)的過程中，會持續(xù)產(chǎn)生大量短小的肽片段，其中一部分肽有抗菌功能。這意味著，人體內(nèi)存在一個此前完全未被認(rèn)識的天然抗菌“武器庫”。

這項(xiàng)新機(jī)制是如何被發(fā)現(xiàn)的？該發(fā)現(xiàn)有何意義？距離應(yīng)用于診療還有多遠(yuǎn)？封面新聞記者獨(dú)家專訪伊法特·梅爾布爾。

細(xì)胞“垃圾”中有何奧秘？

封面新聞：您的研究涉及細(xì)胞的“垃圾處理系統(tǒng)”。能否詳細(xì)介紹一下您的發(fā)現(xiàn)？

梅爾布爾：我們的發(fā)現(xiàn)揭示了一種此前未知的免疫機(jī)制，它存在于細(xì)胞的“垃圾處理系統(tǒng)”中。這個系統(tǒng)的核心是蛋白酶體（proteasome），幾乎存在于人體每一個細(xì)胞中，而且每個細(xì)胞內(nèi)往往有成千上萬個這樣的結(jié)構(gòu)。

細(xì)胞中的蛋白質(zhì)在完成其功能、發(fā)生損傷或不再需要時，會被送入蛋白酶體中降解，轉(zhuǎn)化為基本的構(gòu)件，用于合成新的蛋白質(zhì)。我們發(fā)現(xiàn)，在這一降解過程中，存在一個中間步驟，會產(chǎn)生一些較小的肽片段。令人驚訝的是，其中一些肽片段可以直接攻擊細(xì)菌：它們能夠結(jié)合細(xì)菌的外膜，在膜上形成孔洞，從而殺死細(xì)菌。

這一過程在人體內(nèi)持續(xù)不斷地發(fā)生，是一種始終處于工作狀態(tài)的防御機(jī)制，可以被視為免疫系統(tǒng)的第一道防線。隨著蛋白質(zhì)的不斷降解，細(xì)胞會持續(xù)產(chǎn)生多種具有抗菌功能的肽，從而提供廣泛的保護(hù)。

我們還發(fā)現(xiàn)，這一機(jī)制在正常情況下始終存在。但當(dāng)細(xì)胞遭遇細(xì)菌感染時，這一系統(tǒng)可以進(jìn)入類似“加速模式”的狀態(tài)，產(chǎn)生更多的抗菌肽。這一現(xiàn)象在我們的研究之前從未被認(rèn)識到。

隨后，我們對數(shù)據(jù)進(jìn)行了系統(tǒng)分析和預(yù)測。結(jié)果顯示，人體內(nèi)約92%的蛋白質(zhì)至少包含一個具有抗菌活性的肽片段，能夠直接結(jié)合并殺死細(xì)菌。這意味著，我們體內(nèi)存在一個規(guī)模巨大、此前完全未被認(rèn)識的天然抗菌“武器庫”。

該免疫機(jī)制為何此前未被發(fā)現(xiàn)？

封面新聞：作為首位揭示免疫系統(tǒng)這一機(jī)制的研究者，您認(rèn)為該機(jī)制為什么此前未被發(fā)現(xiàn)？

梅爾布爾：我認(rèn)為最主要的原因在于我們近年來開發(fā)的新技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)使我們能夠直接從細(xì)胞和組織中分離蛋白酶體，并且在不進(jìn)一步破壞的情況下，完整保留其中的肽片段。

正因?yàn)槲覀儽Ａ袅诉@些肽的原始狀態(tài)，才能分析它們所攜帶的天然信息，并將其與不同生物中已知的肽進(jìn)行比較，判斷它們是否與生物學(xué)功能相關(guān)。正是通過這種方式，我們才發(fā)現(xiàn)了它們廣泛存在的抗菌活性。

如果無法在蛋白酶體中保留這些天然肽片段，這一免疫功能將始終處于“隱形”狀態(tài)。這是一個典型的例子，說明新技術(shù)如何幫助我們以全新的視角理解生命過程，并揭示此前無法預(yù)見的生物學(xué)規(guī)律。

經(jīng)歷過哪些挑戰(zhàn)？

封面新聞：在取得這一突破的過程中，您和團(tuán)隊(duì)遇到哪些挑戰(zhàn)？

梅爾布爾：我們面臨了兩個主要挑戰(zhàn)。第一個是技術(shù)層面的。我們必須開發(fā)一種全新的生化體系，能夠在蛋白酶體仍在“工作”、正在降解蛋白質(zhì)時，將其捕獲并分離出來，同時保留其中正在被處理的肽片段。這種體系此前并不存在，開發(fā)過程充滿了失敗與反復(fù)嘗試，而且在一開始，我們并不知道它是否真的可行。

第二個挑戰(zhàn)是生物學(xué)和概念層面的。一旦我們做出了發(fā)現(xiàn)，就必須證明這一機(jī)制在真實(shí)的生物系統(tǒng)中如何發(fā)揮作用。然而，這種免疫防御并非由單一因子驅(qū)動，而是來源于可能占人體蛋白質(zhì)總數(shù)92%的大量肽片段。在這種情況下，如何設(shè)計實(shí)驗(yàn)來證明：當(dāng)你對系統(tǒng)進(jìn)行干預(yù)時，它會產(chǎn)生具有生物學(xué)意義的變化，這是非常困難的。

盡管如此，我們最終成功克服了這兩方面的挑戰(zhàn)——既解決了技術(shù)難題，也建立了能夠揭示這一機(jī)制生物學(xué)意義的實(shí)驗(yàn)體系。

該成果有何意義？

封面新聞：這一成果意味著什么？它是否也會對其他研究領(lǐng)域產(chǎn)生影響？距離真正應(yīng)用于診療還有多遠(yuǎn)？

梅爾布爾：首先也是最重要的一點(diǎn)是，在抗菌耐藥性日益成為全球性健康危機(jī)的背景下，我們的發(fā)現(xiàn)揭示了一種此前完全未被開發(fā)的資源——人體自身能夠產(chǎn)生的、成千上萬種潛在抗菌分子。這可能會從根本上改變我們對抗感染的方式。

目前，我們正在努力理解這些肽“如何作戰(zhàn)”：哪些肽針對哪些細(xì)菌？這種特異性背后的基本規(guī)律是什么？是否需要經(jīng)過改造以提高穩(wěn)定性、遞送效率或療效？

更重要的是，它的意義并不僅限于傳染病領(lǐng)域。這一機(jī)制可能為免疫系統(tǒng)受損的患者提供額外的保護(hù)層。例如，接受某些癌癥治療的患者，往往會經(jīng)歷免疫功能下降的階段；器官移植患者同樣需要人為抑制免疫系統(tǒng)以避免排異反應(yīng)。如果我們能夠?qū)W會如何利用這一機(jī)制，它可能會在這些脆弱時期提供額外的防護(hù)。

從基礎(chǔ)生物學(xué)角度來看，這一發(fā)現(xiàn)也為免疫學(xué)開啟了全新的篇章。我們希望深入研究這一機(jī)制在不同組織中的運(yùn)作方式，比較免疫細(xì)胞與非免疫細(xì)胞是否存在差異，并從進(jìn)化角度理解它如何形成、又如何與適應(yīng)性免疫系統(tǒng)及其他免疫細(xì)胞協(xié)同工作，共同抵御各種疾病。

從更廣泛的角度看，它在生物技術(shù)領(lǐng)域同樣具有巨大潛力，例如用于抗菌材料、醫(yī)療器械涂層等。因此，它的應(yīng)用前景遠(yuǎn)不止于傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)。

當(dāng)然，目前我們還沒有進(jìn)入臨床應(yīng)用階段。我非常希望未來能夠推動這一發(fā)現(xiàn)走向?qū)嵺`。如果成功，那將是非常令人振奮的事情。

研究興趣始于何處？

封面新聞：您最早是在什么時候?qū)ι飳W(xué)，尤其是細(xì)胞機(jī)制產(chǎn)生興趣的？

梅爾布爾：我對生物的熱愛可以追溯到童年。我對周圍的一切都充滿好奇——無論是一片看似貧瘠卻充滿生命的土地，還是觀察蜜蜂在沙地中活動，我都想弄明白它們在做什么。

對分子機(jī)制的深入興趣則是在我接觸生物計算學(xué)之后逐漸形成的。本科階段，我非常著迷于用計算方法進(jìn)行預(yù)測，但只有當(dāng)這些預(yù)測能夠在實(shí)驗(yàn)室中被驗(yàn)證時，我才真正感到滿足。

那是一個重要的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。我意識到，計算不僅是一種工具，更是一種生成全新假設(shè)的方式，讓我們能夠提出前所未有的問題，并用分子和生化手段去回答它們。某種意義上，這就像為觀察生命系統(tǒng)戴上了一副全新的“眼鏡”。

患有ADHD對科研是否有影響？

封面新聞：您曾公開談及自己患有注意缺陷與多動障礙（ADHD），在社會的傳統(tǒng)認(rèn)知中，ADHD往往被視為一種“限制”，而科學(xué)家則被想象為高度理性、專注的群體。您如何看待這種刻板印象？

梅爾布爾：我在人生較晚的階段才被確診患有ADHD。回想起來，身邊許多人其實(shí)并不覺得意外，但我自己卻一直不愿面對這個問題。直到我在魏茨曼科學(xué)研究所成為終身教授之后，才真正覺得自己準(zhǔn)備好了去正視它。

我并不害怕嘗試和犯錯。我想看看不同的方法如何影響我的思維方式、創(chuàng)造力以及與他人的交流。在某種意義上，我把ADHD變成了一種“優(yōu)勢”，而不是缺陷。我學(xué)會了與它共處，而不是與之對抗。

年少時期，我甚至沒有拿到高中畢業(yè)文憑，因?yàn)槲腋緹o法長時間坐在教室里。當(dāng)時，ADHD還沒有進(jìn)入公眾討論，周圍并不理解這種情況，也不理解這樣的孩子。

直到今天，我仍然很難對許多事情保持專注。對我而言，ADHD更多是一種“分心”——思緒不斷跳躍，想法層出不窮，甚至在對話中也會不自覺地轉(zhuǎn)向其他問題。但只要是我真正熱愛的事情，我就能高度集中。

從我個人的經(jīng)歷來看，ADHD患者也能成為科學(xué)家，我們同樣可以成就任何事情。我真心相信，只要找到自己的熱愛，并在人生的不同階段遇到愿意相信你的人，一切皆有可能。

入選“年度十大人物”有何感受？

封面新聞：您入選了《自然》雜志年度人物（Nature‘s 10）。這一認(rèn)可對您個人意味著什么？

梅爾布爾：《自然》年度人物榜單歷年來匯聚了無數(shù)杰出的科學(xué)家，比如DeepSeek創(chuàng)始人梁文鋒就在今年的榜單中。我從未預(yù)料自己會得到這份認(rèn)可，因此感到無比榮幸。

雖然這不是一個獎項(xiàng)，但對科學(xué)家而言，這種認(rèn)可意義非凡。它意味著你的工作正在產(chǎn)生影響，意味著人們相信你的研究能夠改變世界。這份榮譽(yù)不僅屬于我個人，也屬于實(shí)驗(yàn)室的每一位成員。他們才是真正推動研究前進(jìn)的核心力量。能夠被列入這個名單，是我們整個團(tuán)隊(duì)共同的榮耀。

對年輕科研人員有哪些建議？

封面新聞：您會給年輕科研人員哪些建議？

梅爾布爾：對我來說，最重要的一點(diǎn)就是做自己真正熱愛的事情。我常對學(xué)生說：如果有些事情別人能做得比你更好，那就讓他們?nèi)プ?。你?yīng)該專注于自己獨(dú)特的價值——你看問題的方式、提問的角度，以及你獨(dú)一無二的思考路徑。

我鼓勵年輕科學(xué)家不要害怕困難的問題和挑戰(zhàn)。即使他人暫時不理解、不支持，也要堅(jiān)持自己認(rèn)為重要的方向。先說服自己它值得去做，然后全力以赴。

我也常說，真正的失敗只有一種——停止嘗試。只要你還在努力，就不是失敗。即使遭遇挫折，你也一定學(xué)到了東西。不要被拒絕或錯誤擊倒，只要每天都比昨天的自己進(jìn)步一點(diǎn)點(diǎn)，你就走在正確的路上。