作者:德克萨斯大学圣安东尼奥健康科学中心
Sunil Ahuja、Muthu Manoharan 等人描述了免疫复原力,以解释为什么有些人,无论年龄大小,免疫系统都会受到影响并减少炎症,而有些人则不会。蓝衣球体是 T 细胞。下面的球体是 COVID-19,其特征是红色尖峰蛋白。资料来源:德克萨斯大学圣安东尼奥健康科学中心
德克萨斯大学圣安东尼奥健康科学中心的研究人员与五个国家的合作者共同研究发现,不同个体抵御或从感染和其他炎症压力来源中恢复的能力--即所谓的 "免疫复原力"--存在很大差异。研究人员开发了一套独特的指标来量化免疫恢复能力的水平。这将有助于医疗保健决策,并帮助研究人员了解年龄相仿的人在寿命和健康结果方面的差异。这些研究成果发表在《自然通讯》(Nature Communications)上。
第一作者和资深作者、UT 健康科学中心圣安东尼奥分校教授、传染病专业医学博士 Sunil K. Ahuja 指出,虽然年龄在机体对感染和其他炎症压力源的反应中起着重要作用,但有些人无论年龄大小都能保持和/或恢复最佳的免疫恢复力。他是退伍军人管理局(VA)个性化医学中心的主任,该中心是南德克萨斯退伍军人医疗保健系统内的一个国家级中心。
"退伍军人管理局个性化医学中心和促进退伍军人健康研究基金会的高级研究科学家、合著者何伟京(Weijing He)医学博士说:"免疫恢复力是指在经历炎症应激因素时保持良好免疫功能(称为免疫能力)并将炎症降至最低的能力。"我们发现,在衰老过程中和经历炎症压力时,有些人的免疫恢复能力会下降"。
为评估免疫复原力水平而开发的实验室测试在近 5 万人中进行了评估,这些人的年龄和免疫系统所面临的挑战类型各不相同。评估结果表明,具有最佳免疫复原力的人更有可能:
寿命更长。
抵御艾滋病毒和流感感染。
抵御艾滋病。
抵抗肾移植后皮肤癌复发。
抵御 COVID-19 感染
抵御败血症
研究人员通过两种方法测量免疫复原力:
通过测量 CD8+ 和 CD4+ T 细胞(一种白细胞)之间的平衡。T细胞能抵抗感染,但在许多传染病和自身免疫性疾病中都会出现T细胞水平失衡的情况。CD8+ 和 CD4+ T 细胞之间的平衡被分为四个不同的类别,称为免疫健康等级。
通过测量与免疫能力和更大生存机会相关的基因表达水平,以及与炎症和更高死亡风险相关的基因表达水平。标志着高免疫能力和低炎症的基因表达标记与跟踪最佳免疫复原力的免疫健康等级相一致。
"退伍军人事务部个性化医学中心研究员、德克萨斯大学奥斯汀分校药学院助理教授格蕾丝-C-李(Grace C. Lee)博士解释说:"许多人在考虑疾病结果时只想到炎症。"然而,免疫恢复力的概念将免疫能力和炎症水平结合在一起。
向前迈进了一步
这项研究提出了免疫恢复力的新概念,它将免疫能力和炎症之间的平衡视为影响健康结果的关键因素,与年龄无关。
"李说:"这是一个优势,也是向前迈出的一步,因为通过超越炎症的视角,我们可能会发现心血管疾病、COVID-19、艾滋病毒/艾滋病和癌症等慢性疾病的新预防和治疗策略。
弗雷明汉分析
研究报告的合著者、退伍军人个性化医学中心和圣安东尼奥UT健康科学中心的高级研究科学家、医学硕士Muthu Saravanan Manoharan指出,研究小组根据免疫恢复能力的基因表达标记将弗雷明汉心脏研究的参与者分为四组。
"Manoharan说:"在控制了年龄和性别的影响后,具有最佳免疫复原力的参与者(由标志着高免疫能力和低炎症的基因表达标记物定义)寿命更长。"具有低免疫能力-高炎症指标的参与者死得更早,而具有高免疫能力-高炎症指标或低免疫能力-低炎症指标组合的参与者寿命介于两者之间。
流感
研究小组还在流感季节开始前抽血,对健康大学生和社区中 50 岁以下人群的免疫恢复能力基因表达标志物进行了研究。在首次出现症状的当天,大多数参与者,包括那些在流感样病症出现前具有最佳免疫恢复能力的人,其基因表达谱都显示出免疫能力低和炎症高,这在寿命较短的人身上很明显。
许多人在康复过程中恢复了最初的免疫恢复能力;然而,即使是一些在感染流感前具有最佳免疫恢复能力的人也未能恢复。"退伍军人个性化医疗中心(VA Center for Personalized Medicine)和退伍军人健康研究基金会(Foundation for Advancing Veterans' Health Research)的高级生物统计学家、硕士、合著者内森-哈珀(Nathan Harper)指出:"在感染流感六个月后,一些人的基因表达仍然显示出免疫健康状况不佳的特征。"这一点相当惊人,因为这意味着像流感这样的炎症性压力会长期降低易感人群的免疫健康。
性工作者
这项研究对肯尼亚的女性性工作者进行了调查。在一项长期研究中,有过无保护性行为者的免疫健康等级有所下降。"这项研究的共同作者、加拿大马尼托巴大学马克斯-拉迪医学院医学微生物学和传染病系副教授莱尔-R-麦金农博士说:"大多数艾滋病病毒感染者都是免疫健康等级较低的女性。
"在安全性行为指导和工具的帮助下,10 年内无保护性行为频率较低的女性恢复了最佳的免疫恢复能力,这表明消除免疫压力源可导致恢复更健康的免疫状态"。
艾滋病
在其中一个队列中,作者观察到一种罕见的能力,即在长期炎症压力下仍能保持高水平的免疫能力和低水平的炎症,这种能力被称为精英免疫健康状态。"研究小组资深成员、美国空军传染病医生 Jason F. Okulicz 医学博士说:"有趣的是,我们发现一些年轻成年人在感染艾滋病毒后仍能保持最佳的免疫恢复能力指标。"这些标志物的保存与艾滋病的抵抗力和血液中较低的艾滋病毒水平有关。
值得注意的是,我们发现在及早开始抗病毒治疗后,一些艾滋病毒抗体阳性者表现出了最佳免疫复原力的标志物,这些标志物通常在未感染艾滋病毒的年轻成年人身上可以观察到"。
COVID-19
在其他感染中,免疫复原力与感染反应之间也存在关联。约有 80% 的人在感染急性 COVID-19 时免疫健康等级较低,而他们的免疫等级预示着死亡率,与年龄无关。
"合著者、退伍军人事务部个性化医学中心研究科学家贾斯汀-穆尼耶(Justin Meunier)指出:"即使在患有严重社区获得性肺炎和败血症的患者中,那些在进入重症监护室时免疫恢复力基因表达标志物水平较高的人也更有可能存活下来。
肾移植受者
对肾移植受者的免疫复原力也进行了测量,他们患皮肤癌的风险比常人高出100倍。每位参与者在移植后都患过一次这种癌症。"牛津大学纳菲尔德外科科学系临床学术讲师、医学博士马修-博托姆利(Matthew J. Bottomley)说:"我们探讨了罹患第二种癌症的风险,这取决于每位参与者罹患第一种癌症时的免疫健康等级。"我们发现,如果一个人在罹患第一种癌症时具有最佳的免疫恢复能力,那么他就不会再罹患第二种癌症。
作者与撒丁岛的研究人员合作,对近4000名原本健康的人的血液免疫细胞图谱进行了研究。"合著者、意大利拉努塞国家研究委员会遗传与生物医学研究所的Edoardo Fiorillo博士指出:"我们发现,无论年龄大小,免疫复原能力差的人的免疫细胞图谱都反映出免疫活化的增加。"有趣的是,我们观察到免疫恢复能力较差的非人灵长类动物也表现出类似的免疫细胞特征"。
女性表现出更强的免疫恢复能力
在所研究的人群中,一个一致的发现是,年龄并不是一个人对炎症应激反应的唯一决定性因素。一些免疫恢复能力较差的年轻人也有老年人常见的特征和免疫健康等级。这一发现表明,年轻时恢复和维持免疫能力的能力可能与寿命有关。
在不同人群和物种中发现的另一个因素是,女性的最佳免疫恢复能力高于男性。对人类进行的遗传研究以及对具有遗传基础的免疫复原力较低的小鼠进行的评估表明,免疫复原力可能是由基因的变异校准的。值得注意的是,免疫复原力较低的小鼠最容易受到埃博拉病毒的严重感染。
了解风险
Ahuja说,免疫检查对公共卫生的影响可能很大。他指出,通过CD8+和CD4+计数评估免疫健康等级是监测免疫恢复力的一种简单方法。
这些评估有助于了解哪些人更有可能患上影响免疫系统的疾病,个人对治疗的反应如何,以及他们是否会康复以及康复的程度如何。
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