一种致命真菌在全球范围内重创了蛙类和蟾蜍种群，然而，一些种群即使在病原体持续存在的情况下，也最终开始恢复。由伦敦大学学院（UCL）、伦敦动物学会（ZSL）和帝国理工学院（Imperial College London）领导的研究团队现已发现了一个关键差异，这可能解释了其中的原因：两栖动物免疫防御的时机。

壶菌（Batrachochytrium dendrobatidis, 简称Bd）是全球两栖动物数量严重下降的主要驱动因素。当两栖动物从蝌蚪或幼体阶段蜕变，并形成真菌可以感染的更坚韧的皮肤时，死亡率往往会急剧上升。

这项发表在《自然化学生物学》（Nature Chemical Biology）上的研究，聚焦于法国和西班牙比利牛斯山脉四个湖泊周围的普通产婆蟾。在这些地区，Bd曾导致蟾蜍数量锐减。

在一个湖泊，大量蟾蜍仍在死亡，种群濒临灭绝。而在其他三个湖泊，尽管Bd依然存在并持续造成一些死亡，但蟾蜍种群已经恢复。

研究人员将重点放在了抗菌肽（antimicrobial peptides）上，这是一种由皮肤分泌的短链氨基酸，是蟾蜍免疫防御的重要组成部分。

在从Bd爆发中恢复的种群中，这些防御机制更有可能在动物仍是蝌蚪时就已成熟。这种更早的发育意味着蟾蜍在进入成年期时，已经具备了更强的保护能力。

该研究的主要作者、来自伦敦大学学院化学系、伦敦动物学会动物学研究所和帝国理工学院的菲利普·杰维斯（Phillip Jervis）博士表示：“我们的研究表明，那些因这种疾病而严重衰退的物种仍然可以恢复。它们拥有抵抗感染的工具——这仅仅取决于时机。这种疾病在蟾蜍和蛙类从蝌蚪变为成体时致死。在蝌蚪阶段获得成熟的免疫力有助于这些蟾蜍存活，并使种群得以延续。”

Bd导致壶菌病，这种疾病会损害两栖动物的皮肤，并破坏它们调节水分、盐分和矿物质的能力。

这种真菌以含有角蛋白的皮肤为食。蝌蚪和幼体缺乏这种角质化皮肤，因此它们只有在变态为成体后才变得特别脆弱。

杰维斯博士说：“下一步是研究哪些因素阻止了这些免疫系统过早成熟。这可能与遗传或环境因素有关，例如温度或鳟鱼的存在——鳟鱼对蝌蚪来说是一个主要危险，可能促使它们更快地发育成成体以离开水域，这意味着它们的免疫系统发展时间更少。”

为了详细检查蟾蜍的化学防御机制，研究人员使用质谱分析技术，分析了从它们皮肤中释放的肽（短链氨基酸）混合物。结果显示，化合物的种类比预期要多得多。

研究人员鉴定出1152种肽，其中只有7种是以前已知的。

那些蝌蚪分泌更多种类肽的种群（意味着它们的防御在成年期之前就已经成熟）在Bd爆发的情况下依然繁衍兴旺。相比之下，那些蝌蚪产生相对较少肽的种群仍然面临高死亡率。

资深作者、伦敦大学学院化学系的阿莱西娅·塔博尔（Alethea Tabor）教授说：“我们发现了比预期多得多的肽种类。我们现在需要了解它们如何控制病原体，以及哪些具有抗菌作用。”

“许多人类药物最初都是在自然界中发现的——例如，青霉素就来自真菌。因此，这些肽是新的线索，可以用于帮助人类健康，特别是考虑到我们人类物种正面临抗菌素耐药性上升的问题，这要求我们寻找治疗感染的新方法。”

质谱分析允许科学家以极高的精度测量分子质量。在这项研究中，伦敦大学学院化学系的研究人员使用了串联质谱法，将肽分解成碎片并测量这些碎片的质量，以确定分子的整体结构。通过这种方法，他们鉴定并测序了样本中的大量肽。

合著者、伦敦大学学院化学系的克斯蒂·卡鲁（Kersti Karu）博士说：“并行分析数百到数千个分子的能力仅在过去十年中才出现。这种方法更常应用于人类健康研究，例如区分癌细胞和正常组织，但正越来越多地扩展到其他生物学研究领域。”