人体内存在此前未知的抗菌“武器库”？独家专访《自然》年度人物伊法特·梅尔布尔

封面新闻记者 张馨心

近日，全球知名科学期刊《自然》杂志公布2025年度十大科学人物榜单。其中，以色列魏茨曼科学研究所系统生物学家伊法特·梅尔布尔（Yifat Merbl）因在细胞垃圾中发现了免疫系统的新机制而入选，并被《自然》杂志称为“发现抗菌肽的侦探”。

以色列魏茨曼科学研究所系统生物学家伊法特·梅尔布尔。受访者供图

侦探总是能从垃圾堆中找到重要线索，梅尔布尔也从这种方法中受益匪浅。她和团队在研究细胞“垃圾处理系统”时，发现了免疫系统的新机制。细胞在通过蛋白酶体降解自身蛋白质的过程中，会持续产生大量短小的肽片段，其中一部分肽有抗菌功能。这意味着，人体内存在一个此前完全未被认识的天然抗菌“武器库”。

这项新机制是如何被发现的？该发现有何意义？距离应用于诊疗还有多远？封面新闻记者独家专访伊法特·梅尔布尔。

细胞“垃圾”中有何奥秘？

封面新闻：您的研究涉及细胞的“垃圾处理系统”。能否详细介绍一下您的发现？

梅尔布尔：我们的发现揭示了一种此前未知的免疫机制，它存在于细胞的“垃圾处理系统”中。这个系统的核心是蛋白酶体（proteasome），几乎存在于人体每一个细胞中，而且每个细胞内往往有成千上万个这样的结构。

细胞中的蛋白质在完成其功能、发生损伤或不再需要时，会被送入蛋白酶体中降解，转化为基本的构件，用于合成新的蛋白质。我们发现，在这一降解过程中，存在一个中间步骤，会产生一些较小的肽片段。令人惊讶的是，其中一些肽片段可以直接攻击细菌：它们能够结合细菌的外膜，在膜上形成孔洞，从而杀死细菌。

这一过程在人体内持续不断地发生，是一种始终处于工作状态的防御机制，可以被视为免疫系统的第一道防线。随着蛋白质的不断降解，细胞会持续产生多种具有抗菌功能的肽，从而提供广泛的保护。

我们还发现，这一机制在正常情况下始终存在。但当细胞遭遇细菌感染时，这一系统可以进入类似“加速模式”的状态，产生更多的抗菌肽。这一现象在我们的研究之前从未被认识到。

随后，我们对数据进行了系统分析和预测。结果显示，人体内约92%的蛋白质至少包含一个具有抗菌活性的肽片段，能够直接结合并杀死细菌。这意味着，我们体内存在一个规模巨大、此前完全未被认识的天然抗菌“武器库”。

该免疫机制为何此前未被发现？

封面新闻：作为首位揭示免疫系统这一机制的研究者，您认为该机制为什么此前未被发现？

梅尔布尔：我认为最主要的原因在于我们近年来开发的新技术，这项技术使我们能够直接从细胞和组织中分离蛋白酶体，并且在不进一步破坏的情况下，完整保留其中的肽片段。

正因为我们保留了这些肽的原始状态，才能分析它们所携带的天然信息，并将其与不同生物中已知的肽进行比较，判断它们是否与生物学功能相关。正是通过这种方式，我们才发现了它们广泛存在的抗菌活性。

如果无法在蛋白酶体中保留这些天然肽片段，这一免疫功能将始终处于“隐形”状态。这是一个典型的例子，说明新技术如何帮助我们以全新的视角理解生命过程，并揭示此前无法预见的生物学规律。

经历过哪些挑战？

封面新闻：在取得这一突破的过程中，您和团队遇到哪些挑战？

梅尔布尔：我们面临了两个主要挑战。第一个是技术层面的。我们必须开发一种全新的生化体系，能够在蛋白酶体仍在“工作”、正在降解蛋白质时，将其捕获并分离出来，同时保留其中正在被处理的肽片段。这种体系此前并不存在，开发过程充满了失败与反复尝试，而且在一开始，我们并不知道它是否真的可行。

第二个挑战是生物学和概念层面的。一旦我们做出了发现，就必须证明这一机制在真实的生物系统中如何发挥作用。然而，这种免疫防御并非由单一因子驱动，而是来源于可能占人体蛋白质总数92%的大量肽片段。在这种情况下，如何设计实验来证明：当你对系统进行干预时，它会产生具有生物学意义的变化，这是非常困难的。

尽管如此，我们最终成功克服了这两方面的挑战——既解决了技术难题，也建立了能够揭示这一机制生物学意义的实验体系。

该成果有何意义？

封面新闻：这一成果意味着什么？它是否也会对其他研究领域产生影响？距离真正应用于诊疗还有多远？

梅尔布尔：首先也是最重要的一点是，在抗菌耐药性日益成为全球性健康危机的背景下，我们的发现揭示了一种此前完全未被开发的资源——人体自身能够产生的、成千上万种潜在抗菌分子。这可能会从根本上改变我们对抗感染的方式。

目前，我们正在努力理解这些肽“如何作战”：哪些肽针对哪些细菌？这种特异性背后的基本规律是什么？是否需要经过改造以提高稳定性、递送效率或疗效？

更重要的是，它的意义并不仅限于传染病领域。这一机制可能为免疫系统受损的患者提供额外的保护层。例如，接受某些癌症治疗的患者，往往会经历免疫功能下降的阶段；器官移植患者同样需要人为抑制免疫系统以避免排异反应。如果我们能够学会如何利用这一机制，它可能会在这些脆弱时期提供额外的防护。

从基础生物学角度来看，这一发现也为免疫学开启了全新的篇章。我们希望深入研究这一机制在不同组织中的运作方式，比较免疫细胞与非免疫细胞是否存在差异，并从进化角度理解它如何形成、又如何与适应性免疫系统及其他免疫细胞协同工作，共同抵御各种疾病。

从更广泛的角度看，它在生物技术领域同样具有巨大潜力，例如用于抗菌材料、医疗器械涂层等。因此，它的应用前景远不止于传统医学。

当然，目前我们还没有进入临床应用阶段。我非常希望未来能够推动这一发现走向实践。如果成功，那将是非常令人振奋的事情。

研究兴趣始于何处？

封面新闻：您最早是在什么时候对生物学，尤其是细胞机制产生兴趣的？

梅尔布尔：我对生物的热爱可以追溯到童年。我对周围的一切都充满好奇——无论是一片看似贫瘠却充满生命的土地，还是观察蜜蜂在沙地中活动，我都想弄明白它们在做什么。

对分子机制的深入兴趣则是在我接触生物计算学之后逐渐形成的。本科阶段，我非常着迷于用计算方法进行预测，但只有当这些预测能够在实验室中被验证时，我才真正感到满足。

那是一个重要的转折点。我意识到，计算不仅是一种工具，更是一种生成全新假设的方式，让我们能够提出前所未有的问题，并用分子和生化手段去回答它们。某种意义上，这就像为观察生命系统戴上了一副全新的“眼镜”。

患有ADHD对科研是否有影响？

封面新闻：您曾公开谈及自己患有注意缺陷与多动障碍（ADHD），在社会的传统认知中，ADHD往往被视为一种“限制”，而科学家则被想象为高度理性、专注的群体。您如何看待这种刻板印象？

梅尔布尔：我在人生较晚的阶段才被确诊患有ADHD。回想起来，身边许多人其实并不觉得意外，但我自己却一直不愿面对这个问题。直到我在魏茨曼科学研究所成为终身教授之后，才真正觉得自己准备好了去正视它。

我并不害怕尝试和犯错。我想看看不同的方法如何影响我的思维方式、创造力以及与他人的交流。在某种意义上，我把ADHD变成了一种“优势”，而不是缺陷。我学会了与它共处，而不是与之对抗。

年少时期，我甚至没有拿到高中毕业文凭，因为我根本无法长时间坐在教室里。当时，ADHD还没有进入公众讨论，周围并不理解这种情况，也不理解这样的孩子。

直到今天，我仍然很难对许多事情保持专注。对我而言，ADHD更多是一种“分心”——思绪不断跳跃，想法层出不穷，甚至在对话中也会不自觉地转向其他问题。但只要是我真正热爱的事情，我就能高度集中。

从我个人的经历来看，ADHD患者也能成为科学家，我们同样可以成就任何事情。我真心相信，只要找到自己的热爱，并在人生的不同阶段遇到愿意相信你的人，一切皆有可能。

入选“年度十大人物”有何感受？

封面新闻：您入选了《自然》杂志年度人物（Nature‘s 10）。这一认可对您个人意味着什么？

梅尔布尔：《自然》年度人物榜单历年来汇聚了无数杰出的科学家，比如DeepSeek创始人梁文锋就在今年的榜单中。我从未预料自己会得到这份认可，因此感到无比荣幸。

虽然这不是一个奖项，但对科学家而言，这种认可意义非凡。它意味着你的工作正在产生影响，意味着人们相信你的研究能够改变世界。这份荣誉不仅属于我个人，也属于实验室的每一位成员。他们才是真正推动研究前进的核心力量。能够被列入这个名单，是我们整个团队共同的荣耀。

对年轻科研人员有哪些建议？

封面新闻：您会给年轻科研人员哪些建议？

梅尔布尔：对我来说，最重要的一点就是做自己真正热爱的事情。我常对学生说：如果有些事情别人能做得比你更好，那就让他们去做。你应该专注于自己独特的价值——你看问题的方式、提问的角度，以及你独一无二的思考路径。

我鼓励年轻科学家不要害怕困难的问题和挑战。即使他人暂时不理解、不支持，也要坚持自己认为重要的方向。先说服自己它值得去做，然后全力以赴。

我也常说，真正的失败只有一种——停止尝试。只要你还在努力，就不是失败。即使遭遇挫折，你也一定学到了东西。不要被拒绝或错误击倒，只要每天都比昨天的自己进步一点点，你就走在正确的路上。

在我还是本科生的时候，从未想过自己会成为教授，更没想过会获得这样的认可。我只是单纯地享受科研的每一步。对我而言，激情、好奇心和对探索的热爱，始终是最强大的动力。