Cell：挑战常规！先天性免疫系统经训练后随时准备应对未来的危险
2018-01-16 佚名 “细胞”微信号
当你接种抵抗脊髓灰质炎或流感等疾病的疫苗时，你的免疫系统会加速抵御这种特定的感染。但是，如果你感染了水痘病毒，或者甚至感染了一种略微不同的流感病毒毒株，那么你的运气就不好了。这是因为传统的疫苗努力激活适应性免疫系统。适应性免疫系统的功能主要由高度特异性的靶向特定威胁的T细胞和B细胞执行。
当你接种抵抗脊髓灰质炎或流感等疾病的疫苗时，你的免疫系统会加速抵御这种特定的感染。但是，如果你感染了水痘病毒，或者甚至感染了一种略微不同的流感病毒毒株，那么你的运气就不好了。这是因为传统的疫苗努力激活适应性免疫系统。适应性免疫系统的功能主要由高度特异性的靶向特定威胁的T细胞和B细胞执行。
但是如果存在一种较为常规的疫苗，那么这是否能够操纵免疫系统来抵抗包括感染和化疗在内的各种威胁呢？在一项新的研究中，来自美国宾夕法尼亚大学的研究人员与一个国际团队合作，展示了通常对体内检测到的威胁作出反应的先天性免疫系统如何经训练后“记住”过去的威胁并对未来的挑战作出更强有力的反应。相关研究结果发表在2018年1月11日的Cell期刊上，论文标题为“Modulation of Myelopoiesis Progenitors Is an Integral Component of Trained Immunity”。论文通信作者是德国德累斯顿技术大学的Triantafyllos Chavakis。其他的论文共同作者包括宾夕法尼亚大学牙医学院微生物学系的George Hajishengallis教授和德国波恩大学的Mihai G. Netea。
这些研究人员证实，这种由源自真菌的化合物β-葡聚糖等介导的先天免疫训练是在骨髓中发生的。这些发现指出在出现较高的感染风险的情况之前，或者在接受化疗来避免中性粒细胞减少---免疫系统的中性粒细胞耗减---之前，人们可能增加自己的免疫系统。
宾夕法尼亚大学牙医学院微生物学系的George Hajishengallis教授说，“在化疗前服用β-葡聚糖将会是一个很好的应用，而且在感染的情况下，β-葡聚糖会激活你的先天性免疫系统，这样它随时准备着对感染作出更快的和更强的反应。”
在此之前，免疫学领域的流行观点是适应性免疫系统具有记忆力，这就是为什么即便在接种几年后，疫苗仍然是有效的，但是先天性免疫系统则不会。然而，在过去的几年里，由Netea和其他人开展的的一些研究对这个观点提出了挑战，它们表明通过接受各种刺激物（如β-葡聚糖，即一种在真菌中发现的糖分子）激发，先天性免疫系统能够经这种训练后作出强健的反应。对先天性免疫训练的这些初始研究提示着这种效应是由成熟的髓细胞（中性粒细胞、单核细胞和巨噬细胞等）发生的表观遗传变化介导的。但是，鉴于这些成熟的骨髓细胞仅存活一两天的时间，而这种训练效果能够持续数月的时间，因此Hajishengallis、Chavakis、Netea及其同事知道必定存在某种其他的机制在发挥作用。
他们的猜测是，这些变化定会在某种程度上影响骨髓，即造血干细胞（HSC）---特别是那些作为骨髓细胞前体（myeloid cell precusor）的那些HSC ---所在的部位。为了验证这个预测，他们给小鼠单次注射β-葡聚糖，发现它们的HSC在一天之内增殖了。
Hajishengallis说，“但这不是随机增殖。存在髓细胞生成（myelopoesis）---骨髓前体细胞的生成---的倾向。”
重要的是，他们证实HSC发生的这些变化是持久的。当他们将来自4周前接受β-葡聚糖或对照注射的小鼠的HSC移植到缺乏HSC的小鼠中时，他们发现这些接受β-葡聚糖注射组小鼠HSC移植的小鼠产生更多的髓细胞谱系。
为了观察这种骨髓细胞增殖是否具有保护作用，这些研究人员让接受β-葡聚糖注射的小鼠或者对照小鼠接触一种模拟细菌感染的物质。他们发现，相比于对照组小鼠，β-葡聚糖注射组小鼠的骨髓细胞产量更高，而且它们的HSC具有更少的DNA损伤。
在化疗后接受β-葡聚糖激发也具有有益的影响。虽然化疗药物能够耗减关键的免疫细胞，但是这些研究人员发现，在接受两种常见的化疗药物治疗后，β-葡聚糖激发导致小鼠具有更多的白细胞，而且这些小鼠的寿命也长于那些接受对照注射的小鼠。
Chavakis说，“我们的发现可能对化疗相关的白细胞减少具有重要的治疗意义。”
这些结果确实伴随着注意事项。这些研究人员指出，尽管具有抵抗感染和化疗的保护作用，但是有理由对先天性免疫训练持谨慎态度。加强先天性免疫系统可能导致过多的炎症信号，从而导致诸如组织损伤或自身免疫疾病之类的问题。
Hajishengallis说，“所有接受β-葡聚糖注射的小鼠开始时都是健康的，而且它们的免疫系统都被激活了。我们并不知道的是，如果这些小鼠已患有慢性疾病或年龄较大，会发生什么情况。它们的免疫系统可能作好准备对感知到的危险做出过度的反应，并使慢性炎症恶化。”
这些研究人员计划沿着好几条途径跟进他们的研究，包括在老化情形下研究先天性免疫系统训练，观察它如何影响包括牙周炎在内的各种疾病的进展。
原始出处：
Mitroulis I，et al.，Modulation of Myelopoiesis Progenitors Is an Integral Component of Trained Immunity.Cell. 2018 Jan 11；172(1-2)：147-161.e12.
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