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作者:摩西 | 主编:摩西
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爱尔兰都柏林圣三一学院医学院免疫学系的研究者,通过对外周血中的淋巴细胞进行分析,探索了人体从出生到老年这段生命过程中淋巴细胞亚群的变化规律。
为了研究免疫系统的动态变化,研究人员收集了从新生儿到老年人的外周血样本,进行了细致的分析。他们通过流式细胞术检测不同的淋巴细胞亚群,重点关注T细胞、B细胞和自然杀伤细胞(NK细胞)的变化。同时,还通过检测血清中的细胞因子,研究了不同年龄阶段的免疫反应特点。
流式细胞术检测 T 细胞、B 细胞、NK 细胞、CD4 + T 细胞、CD8 + T 细胞、CD4 - CD8 - T 细胞、CD4 + CD8 + T 细胞、iNKT 细胞、MAIT 细胞、Vδ1 T 细胞和 Vδ2 T 细胞
研究发现:
1、B细胞和NK细胞的变化:
B细胞在儿童时期数量增加,到了成年期逐渐减少。相比之下,NK细胞则随着年龄的增长而增加。这意味着,随着人们从婴儿逐渐成长,B细胞逐渐减少,而NK细胞作为防御的一部分,承担了更多的免疫职责。
2、T细胞的动态:
T细胞在一生中基本维持了相对稳定的数量。这些细胞负责人体的适应性免疫反应,能够识别并记住曾经感染过的病原体,从而在未来的感染中迅速反应。
3、新生儿和老年人免疫功能的相似之处:
新生儿的免疫系统虽然尚未完全发育成熟,但与老年人的免疫系统有一些相似之处,都表现出较弱的免疫反应,容易受到感染。
4、促炎和抗炎细胞因子的变化:
随着年龄的增长,促炎性细胞因子的水平在成年期增加,而抗炎性细胞因子的水平保持相对稳定。这解释了为什么老年人常常容易发生慢性炎症,甚至与慢性疾病有一定的关联。
脐带血和新生儿、学龄儿童、青年人和老年人外周血中的 T 细胞、B细胞和 NK 细胞频率。
为什么这些变化重要?
这些发现展示了不同类型的免疫细胞如何在我们的生命过程中发生变化。婴儿和老年人由于免疫系统较为薄弱,因此更容易感染疾病。而成年人的免疫系统则更加稳定,能够更好地应对病原体。
此外,这项研究还有助于解释为什么老年人会更容易受到慢性炎症的影响。随着促炎性因子增加,慢性炎症容易引发许多健康问题,例如心血管疾病、关节炎等。这也为未来开发针对不同年龄段的个性化医疗方案提供了线索。
10 个健康新生儿、10 个学龄儿童和 15 个成人的 10 个脐带血样本和外周血中的细胞因子水平。
外周免疫细胞的生命周期
从活跃到衰老
1. 新生儿期的免疫系统:初始防御机制
在新生儿期,免疫系统还未完全发育成熟,但却拥有一些基本的防御能力。这些早期的防御机制主要依赖于先天免疫系统中的自然杀伤细胞(NK细胞)和初生的B细胞。然而,由于T细胞和B细胞的功能尚未完全发挥作用,新生儿的免疫反应相对较弱。因此,新生儿特别容易受到感染,尤其是呼吸道感染和肠道感染。
研究表明,新生儿体内B细胞和T细胞的数量相对较少,但随着婴儿逐渐发育,它们的数量会迅速增加。在这一阶段,母乳中的抗体(尤其是IgA抗体)为婴儿提供了额外的保护,帮助其抵御外界病原体。
2. 儿童期:免疫系统逐渐走向成熟
儿童时期是免疫系统逐步发育的重要阶段。研究表明,T细胞和B细胞在儿童期的数量显著增加,这标志着适应性免疫系统的逐渐成熟。这个阶段,儿童的免疫系统开始学习如何识别病原体,并为未来的感染做好准备。
在这个过程中,B细胞的数量达到了顶峰。这些B细胞负责生成抗体,对抗外来病原体。与此同时,T细胞的增殖也加速了,它们负责识别被感染的细胞并发起免疫反应。此外,NK细胞继续在先天免疫中发挥作用,提供了额外的保护。
脐带血和新生儿、学龄儿童、青年人和老年人外周血中 CD4+、CD8+、 CD4+CD8+;和CD4-CD8-T 细胞的频率。
3. 成年期:免疫系统的黄金时代
成年期,免疫系统达到了最为活跃和强大的阶段。T细胞、B细胞和NK细胞都在这一阶段发挥着最佳的作用,帮助人体抵御各种病原体。研究发现,成年人免疫细胞的功能更加稳定,能够快速响应感染并且记忆病原体。这意味着成年人的免疫反应不仅更快,而且更加有效。
然而,这一阶段并非毫无挑战。随着时间的推移,成年人的免疫系统会因为环境、压力、疾病等因素而受到一定影响,免疫细胞可能逐渐进入衰老期,导致免疫功能下降。这也解释了为什么有些成年人容易受到慢性病和炎症的困扰。
4. 老年期:免疫系统的“疲劳期”
进入老年期后,免疫系统开始衰退。这种现象被称为“免疫衰老”(immunosenescence)。研究表明,老年人群体中的B细胞和T细胞数量显著减少,尤其是能够有效对抗新感染的T细胞。此外,NK细胞的功能也有所下降,虽然数量在某些情况下会增加,但它们的杀伤能力减弱。
与此同时,老年人的促炎因子水平增加,这意味着他们更容易出现慢性炎症状态。慢性炎症与多种疾病密切相关,例如心血管疾病、糖尿病和癌症等。因此,随着免疫系统的衰退,老年人不仅更容易受到感染,也更容易受到慢性病的侵袭。
免疫系统的“代谢变化”
研究还发现,免疫细胞在不同年龄段的代谢活动有所不同。年轻的免疫细胞代谢活跃,能够快速产生能量并发挥作用。而随着年龄增长,免疫细胞的代谢效率逐渐下降,这直接影响了它们对感染和疾病的反应能力。
例如,研究发现老年人T细胞的葡萄糖代谢能力下降,导致它们无法有效地启动免疫反应。这种代谢变化进一步加速了免疫系统的衰退。
个性化医学与免疫调节
这些发现对未来的个性化医学具有重要意义。了解不同年龄段免疫细胞的动态变化,可以帮助我们开发针对不同人群的个性化免疫疗法。对于新生儿和老年人,重点可能是通过补充外源性抗体或细胞疗法来增强免疫功能;而对于成年人,则可能需要采取免疫调节的方法,以防止免疫系统的过度活跃或衰退。
此外,随着免疫调节剂和代谢调控药物的出现,科学家们希望能够延缓免疫衰老的进程,改善老年人的健康状况。例如,抗坏血酸(维生素C)和其他抗氧化剂已被证明能够减少细胞衰老,延缓免疫系统的退化。
通过这项研究,科学家们进一步揭示了免疫系统在我们一生中的变化轨迹。从新生儿到老年,每个阶段的免疫系统都展现出不同的特点和挑战。理解这些动态变化,将为我们未来的免疫治疗和健康管理提供重要的参考。
无论是通过饮食、生活方式的调整,还是通过新兴的免疫疗法,延缓免疫系统的衰退,保护身体免受感染和慢性疾病的侵袭,都是未来健康领域的重要方向。