信号，直接引发细胞凋亡，并把自噬作用作为诱导细胞死亡的备用系统。目前，最受关注但又极具争议的两个研究领域是：自噬作用与细胞凋亡如何关联；自噬作用本身是否应该被看作细胞死亡的一种途径。

那么，自噬作用到底是保证细胞健康的途径，还是诱导细胞死亡的方式？科学家对自噬作用分子机理的研究，或许能解答这个问题。细胞中，一种叫做Beclin 1的信号蛋白，能诱发细胞的自噬作用，还能与抗凋亡蛋白Bcl-2结合。这两种蛋白质的结合或分开，决定着细胞的生死。其他科学家还发现，一个名为Atg5的蛋白对于自噬体的形成至关重要，它一旦进入线粒体，就能将一个自噬反应转变成凋亡反应。

任何事物都有两面性，自噬作用也不例外。很早以前，我们就注意到，癌细胞偶尔能激发自噬作用，达到“自救”的目的。通常，抗癌疗法会诱导恶性细胞自杀，但在治疗过程中，放疗和化疗会诱发超常水平的自噬作用，赋予癌细胞抵抗治疗作用的能力。

癌细胞还能利用自噬作用，解决养分不足的问题。一般来说，只有很少的养分能进入肿瘤内部，但养分缺乏会诱发自噬作用，让癌细胞分解生物大分子，延长自身寿命。科学家因此提出了一种抗癌策略：在放疗或化疗期间，抑制肿瘤内部的自噬作用。目前，用于这种疗法的药物已处于临床试验阶段。但值得注意的是，抑制自噬作用的同时，也可能使癌细胞内的基因突变增多，提高癌症复发的几率。要使这种疗法奏效，可能还需要对治疗策略做一些更精细的调整。

激发自噬作用

由于能清除细胞质中的残渣和失常细胞器，因此对于神经细胞这种长寿细胞，自噬作用显得尤为重要。如果自噬作用不能有效发挥，就可能引发阿尔茨海默病、帕金森病、亨廷顿病等神经退行性疾病，这3种疾病造成的大脑损坏都是不可修复的。阿尔茨海默病是最常见的痴呆症，仅仅在美国，就有450万患者。

人体衰老过程中，脂褐素(lipofuscin)会在大脑细胞中累积。这种褐色物质是脂类与蛋白质的混合物，就像老年人皮肤上出现的黄褐斑。美国内森·S·克莱恩精神病学研究所的拉尔夫·A·尼克森(Ralph A. Nixon)认为，脂褐素的累积其实是一种信号：衰老的大脑细胞已无法有效清除细胞内的异常或受损蛋白。在阿尔茨海默病患者的神经轴突上，一种黄色或褐色色素(蜡样质，ceroid)也会不断累积。在蜡样质集中的部位，轴突会变得肿大，而阿尔茨海默病特有的淀粉样斑块则会在肿大的轴突周围形成。

到目前为止，研究人员还没有完全弄清楚，蜡样质或它的前体物质是如何损害神经细胞的。但最新研究明确显示，在阿尔茨海默病发病早期发挥作用，促使淀粉样斑块形成的酶就存在于自噬体的外膜上。尼克森认为，在一定程度上，淀粉样斑块是由不完全的自噬作用造成的，正因为自噬作用不完全，神经细胞无法消化那些本应该被分解的物质(见下图)。利用电子显微镜，科学家拍摄到的阿尔茨海默病患者大脑中的斑块照片，证实了尼克森的观点：在最靠近斑块的那些神经细胞中，积累了大量“发育不良”的自噬体。这些斑块究竟是如何聚集在神经细胞周围的，科学家还没有定论。

从这些结果来看，只要是促进自噬作用的措施，似乎都可能缓解阿尔茨海默病。遗憾的是，目前还没有人知道，假如一种疗法不能保证自噬体与溶酶体融合，而仅仅是激发阿尔茨海默病患者体内的自噬作用，是否会对病人有好处。不过，这样的疗法可能对亨廷顿病患者有效。科学家发现，一种用于抑制移植器官发生免疫排斥的药物——雷帕霉素(rapamycin，也叫西罗莫司)也能诱发自噬作用。目前，研究人员正在测试，雷帕霉素能否有效激发自噬作用，去除亨廷顿病患者体内的一种有害蛋白质。

吞掉病原体

既然自噬体能捕捉、销毁受损线粒体，它们是否也能以同样的方式，对付侵入细胞内部的寄生生物呢？科学家给出了肯定答案。最近，本文作者德雷蒂奇和两个日本研究团队(大阪大学的吉森保研究组与东京大学的笹川千寻研究组)，几乎同时发现自噬作用能清除多种病原体：每年导致200万人死亡的结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis，导致肺结核的病原体)、肠道病原体(如志贺氏菌及沙门氏菌)、A型链球菌(在人体内释放毒素，侵蚀身体组织)、鲜奶和乳酪中的李斯特菌(可引起脑膜炎和败血症)、被美国疾病控制与预防中心列为生物恐怖制剂的土拉弗朗西斯菌(Francisella tularensis)、主要以艾滋病患者为宿主的弓形虫(Toxoplasma gondii)等。

然而，和癌细胞一样，一些微生物也有对付自噬作用的办法。嗜肺性军团杆菌(Legionella pneumophila)是导致军团病的病原体，它很容易侵入人体细胞。如果嗜肺性军团杆菌被自噬体吞噬，它就会延迟甚至阻止自噬体与溶酶体融合。这样一来，被感染的自噬体不但不能帮助细胞去除病原体，反倒成为了细菌繁殖的场所，而且它包裹着的细胞质也成为了细菌的养料。细菌表现出的这种巧妙的进化策略，恰好证明自噬作用是人体阻挡病原体入侵的主要屏障，而且已在人体中存在了相当长的时间(因为病原体必须闯过这道屏障，才能存活下来)。

HIV病毒则能利用自噬体，消灭人体免疫细胞。法国病原体及卫生生物技术研究中心的马丁·比雅德-皮埃查克孜克(Martine Biard-Piechaczyk)和法国国家健康与医学研究院的帕特利斯·科多诺(Patrice Codogno)的研究显示，健康免疫细胞(主要是CD4+ T细胞)也可能被HIV病毒间接杀死。HIV病毒进入细胞时，它会褪去外壳，而构成外壳的蛋白质会诱使附近细胞进行过度自噬，直至发生凋亡。就这样，通过激发周围细胞的自噬作用，HIV病毒快速杀死人体内的健康CD4+ T细胞。最终，免疫细胞大量死亡，艾滋病全面爆发。

联手免疫系统

科学家还发现，自噬作用不仅能直接清除病原体，还会参与免疫反应(见下图)。为了帮助细胞消灭病原体，自噬体会把病原体或与病原体相关的物质，送至细胞膜上的Toll样受体(toll-like receptor，调控先天性免疫应答的蛋白质分子)。正常情况下，Toll样受体与病原体的结合位点要么在细胞外，要么在某些细胞器内，因此在细胞质中，病原体不会接触到Toll样受体。但自噬体却能把病原体及其组成部分，运载到结合位点，让Toll样受体与这些有害物质结合在一起，刺激细胞释放一种叫作干扰素(interferon)的化学物质，抑制病原体增殖。人体内的这种先天性免疫应答反应，能在第一时间抵抗感染，细胞根本不需要再做其他准备。

自噬体也能参与特异性免疫反应，即获得性免疫(adaptive immunity)。当病毒侵入细胞质，“哄骗”细胞制造病毒蛋白时，自噬体就会吞噬某些病毒蛋白，将它们送到另一种细胞器(膜上具有一种叫做MHC II型分子的抗原呈递分子)中，进行部分销毁。MHC II型分子与病原体碎片结合后，就会被运送到细胞表面，刺激免疫系统作出获得性免疫应答。与先天性免疫应答相比，虽然获得性免疫应答所需的时间较长，但针对性和有效性却高得多。

延缓衰老

自噬作用可能还决定着人类的寿命。很多人都认为，许多疾病(包括癌症和神经性疾病)的发病几率，都会随着年龄的增长而升高。这可能是因为，年龄增大后，自噬作用的效率降低了。按照美国阿尔伯特·爱因斯坦医学院(Albert Einstein College of Medicine)的安·玛丽亚·库尔沃(Ann Maria Cuervo)的说法，包括自噬作用在内的细胞系统，都会随着年龄的增长而逐步丧失功能，尤其是负责清除异常蛋白及细胞器的系统。它们的工作效率降低，会导致有害物质大量累积，最终引发疾病。

库尔沃认为，如果自噬作用效率降低，确实是造成年老体弱的首要因素，我们就可以解释为什么限制热量摄取，能延长多种实验动物的平均寿命了。动物摄取的食物越少(在保证基本营养供给的前提下)，寿命就越长，人类可能也是如此。限制养料的供给(起始饥饿)，细胞加速自噬，因此，当个体衰老时，限制热量的摄取，也许能提高自噬作用的效率。最