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對很多老年人來說,秋冬換季是一道不小的健康坎,流感和肺炎虎視眈眈,讓這段時(shí)間格外難熬。全球權(quán)威研究顯示,老年人群面對流感最為脆弱,在所有流感相關(guān)的呼吸道死亡中,約67%發(fā)生在65歲及以上的老年人群中[1]。
為了抵御這些威脅,接種疫苗成了大多數(shù)人的首選。然而現(xiàn)實(shí)很殘酷:恰恰是最需要保護(hù)的老年群體,疫苗產(chǎn)生的保護(hù)效力卻往往大打折扣,遠(yuǎn)低于年輕人。這背后的關(guān)鍵問題,就是隨年齡增長而逐漸衰退的免疫系統(tǒng)。
所以,修復(fù)免疫系統(tǒng),成了解決“老年人疫苗反應(yīng)差”這一問題的重點(diǎn)。那究竟是什么因素削弱了疫苗反應(yīng)?有沒有可能通過干預(yù)來逆轉(zhuǎn)?近期,《Cellular & Molecular Immunology》上的一項(xiàng)研究,給出了讓老年人疫苗效果滿血復(fù)活的潛在方向[2]。
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揭露疫苗失效真相,這次不全怪B細(xì)胞!
要弄清疫苗為啥不給力,我們得先看看它是怎么工作的。通常情況下,疫苗進(jìn)入身體后,會(huì)先在局部淋巴結(jié)啟動(dòng)早期免疫應(yīng)答,再到脾臟等器官中,靠B細(xì)胞啟動(dòng)一系列復(fù)雜過程(學(xué)術(shù)上稱為生發(fā)中心反應(yīng)),最終產(chǎn)生具有保護(hù)作用的特異性抗體。對于老年個(gè)體來說,這個(gè)過程中,脾臟成為了B細(xì)胞產(chǎn)生抗體的關(guān)鍵限制因素
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圖注:滅活疫苗的工作原理示意圖(目前接種的流感疫苗,基本都是滅活疫苗)
這并非空穴來風(fēng)。在此之前,已經(jīng)有研究將老年小鼠的B細(xì)胞植入年輕小鼠體內(nèi),并發(fā)現(xiàn)這些B細(xì)胞照樣能產(chǎn)生抗體,說明并不存在細(xì)胞內(nèi)部缺陷[3]。B細(xì)胞沒毛病,那拖后腿的就是脾臟器官了。
研究團(tuán)隊(duì)順著這個(gè)線索深挖,發(fā)現(xiàn)隨著年齡增長,脾臟里一種負(fù)責(zé)支撐框架和傳遞信號(hào)的基質(zhì)細(xì)胞——邊緣區(qū)網(wǎng)狀細(xì)胞(MRCs),數(shù)量大幅減少,功能還變得紊亂,直接導(dǎo)致脾臟結(jié)構(gòu)受損、沒法給B細(xì)胞提供產(chǎn)抗體的合適環(huán)境。
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圖注:老年小鼠的脾臟略有減小,脾臟基質(zhì)受損(PDGFRβ:特異性識(shí)別和標(biāo)記基質(zhì)細(xì)胞)
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MSCs修復(fù)受損脾臟,重啟抗體生產(chǎn)線
針對脾臟受損問題,研究團(tuán)隊(duì)想到了具有強(qiáng)大再生潛力的間充質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞(MSCs)。這種細(xì)胞以擅長組織修復(fù)著稱,這一次,它的目標(biāo)是修復(fù)脾臟,讓其恢復(fù)免疫功能。
研究人員向老年小鼠體內(nèi)輸注MSCs,發(fā)現(xiàn)MSCs具有極強(qiáng)的靶向性——精準(zhǔn)定位到脾臟位置,尤其是受損最嚴(yán)重的部位:邊緣區(qū)。在這里,MSCs緊緊貼住原本就存在的基質(zhì)細(xì)胞MRCs,并開始對它們進(jìn)行修復(fù)。
MSCs的主要修復(fù)邏輯比較簡單:通過分泌一種生長因子VEGFA,來促進(jìn)原本銳減的MRCs增殖,隨著頂梁柱MRCs的恢復(fù),脾臟內(nèi)部紊亂的組織架構(gòu)逐漸重建,B細(xì)胞和T細(xì)胞的分布恢復(fù)正常,抗體生產(chǎn)所必需的生發(fā)中心也得以重啟。
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圖注:MSCs治療恢復(fù)了老年脾臟免疫細(xì)胞的數(shù)量及有序分布(紅色區(qū)域:B細(xì)胞的分布位置和數(shù)量;綠色區(qū)域:T細(xì)胞的分布位置和數(shù)量)
MSCs全程不越界,不替免疫細(xì)胞干活,也不試圖制造新的免疫細(xì)胞,只激活宿主自身殘存的、但功能衰退的關(guān)鍵支持細(xì)胞(MRCs),這種授人以漁,激發(fā)機(jī)體自身潛力的策略,或許比單純補(bǔ)充細(xì)胞更為高明
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修復(fù)效果有多牛?小鼠九成存活,
食蟹猴抗體飆升
大家最關(guān)心的問題來了:脾臟修復(fù)好后,曾經(jīng)不給力的疫苗能重新發(fā)力,幫助衰老個(gè)體抵御感染嗎?答案是:不僅能,還在接近人類的靈長類動(dòng)物身上成功驗(yàn)證。
首先,在小鼠中進(jìn)行抗流感測試:給兩組老年小鼠都接種流感疫苗,并用病毒攻擊,其中一組提前用MSCs修復(fù)了脾臟。結(jié)果發(fā)現(xiàn)沒有MSCs修復(fù)的小鼠,在兩周內(nèi)全部死亡;而接受了修復(fù)的小鼠,疫苗特異性抗體水平顯著提高,在病毒攻擊下,肺部損傷和病毒也明顯減少,最終呈現(xiàn)了驚人對比:兩周生存率0% vs 約90%。
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圖注:MSCs預(yù)處理將流感感染老年小鼠的存活率從0(藍(lán)線)提升至90%(紅線)(Vehicle:對照溶劑;PR8:H1N1病毒)
對這些老年小鼠來說,MSCs修復(fù)策略把致命威脅變成了可以挺過去的小麻煩,直接帶來了保命級(jí)效果。
而且,這次并沒有止步于小鼠,研究團(tuán)隊(duì)在靈長類動(dòng)物食蟹猴身上(它的免疫系統(tǒng)特征與人類非常相似)進(jìn)一步驗(yàn)證了MSCs修復(fù)策略。MSCs干預(yù)可以提高老年食蟹猴(17-20歲)的流感疫苗抗體水平(覆蓋H1N1、H3N2等四類毒株),改善脾臟結(jié)構(gòu),增強(qiáng)對疫苗的免疫應(yīng)答。
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圖注:MSCs干預(yù)顯著提升了老年食蟹猴對流感疫苗的廣譜抗體應(yīng)答(縱坐標(biāo):針對四種流感毒株的特異性抗體水平。黑線:對照組;紅線:MSCs干預(yù)組)
從小鼠的90%存活率到食蟹猴的廣譜抗體飆升,MSCs修復(fù)策略已經(jīng)得到跨物種驗(yàn)證,讓我們看到了它強(qiáng)大的臨床轉(zhuǎn)化潛力。
小結(jié)
這項(xiàng)研究為修復(fù)老年免疫衰退提供了新思路。然而,我們也能從中窺見干細(xì)胞療法從實(shí)驗(yàn)室走向大眾所面臨的經(jīng)典難題:衰老小鼠的脾臟萎縮模型,在多大程度上能模擬老年人復(fù)雜的免疫狀況?小鼠和食蟹猴身上的高收益,未來在人體試驗(yàn)中能否復(fù)現(xiàn)?目前仍需打個(gè)問號(hào)。
這并非個(gè)例,大量MSCs的臨床前結(jié)果驚艷,但人體試驗(yàn)卻屢屢未能達(dá)到預(yù)期。這背后是多重因素的交織:MSCs本身的異質(zhì)性、動(dòng)物模型和人類的本質(zhì)鴻溝,以及人體疾病環(huán)境的高度復(fù)雜性等。
MSCs早期展現(xiàn)的廣譜修復(fù)潛力,疊加干細(xì)胞概念的光環(huán),無形中點(diǎn)燃了人們對它“近乎萬能”的過高期待。但科學(xué)的每一次突破,從有效到可重復(fù)、可標(biāo)準(zhǔn)化、適用于真實(shí)人群的療法,中間還有漫長的轉(zhuǎn)化之路要走。關(guān)注前沿技術(shù)的同時(shí),我們或許需要再多點(diǎn)兒理性與耐心~
[本文的名稱是《Mesenchymal stromal cells counteract with age-related immune decline and enhance vaccine efficacy by modulating endogenous splenic marginal reticular cells in elderly models》,發(fā)表于《Cellular & Molecular Immunology》期刊,通訊作者是中山大學(xué)項(xiàng)鵬、陳小湧、李偉強(qiáng)教授及中山大學(xué)附屬口腔醫(yī)院陳莉莉教授。第一作者是中山大學(xué)劉嘉玲、李峙杉和柯瓊教授及中山大學(xué)附屬第三醫(yī)院劉秋莉副研究員。本研究資助來源:國家重點(diǎn)研究發(fā)展計(jì)劃,干細(xì)胞與轉(zhuǎn)化研究(2022YFA1104100,2022YFA1105000,2018YFA0801404),國家自然科學(xué)基金(82570270,82270230,32130046,82171617,82471689,82170540,82471462,82270566)等。]
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參考文獻(xiàn)
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