免疫细胞图谱揭示人群衰老轨迹差异

同一天出生的两个人，免疫系统的衰老速度可能截然不同。一项由圣路易斯华盛顿大学医学院（Washington University School of Medicine in St Louis）、俄亥俄州全国儿童医院（Nationwide Children's Hospital）和伦敦国王学院（King's College London）合作完成的新研究，绘制了人类免疫衰老图谱，为解释这种差异提供了线索。相关论文以《全球队列单细胞分析勾勒免疫衰老决定因素，并将GZMK⁺与GZMB⁺ Tem细胞比值与健康轨迹关联》为题发表在《Immunity》上。

千万级免疫细胞数据

研究人员首先分析了来自北美、英国、亚洲和澳大利亚八个队列的2600多名20岁至90岁以上、以健康为主成人的血液样本，共约1240万个单个免疫细胞。分析显示，年轻人的血液中均一性地富集未接触过特定病原体、对新感染或疫苗仍具适应性的初始免疫细胞；而老年人的免疫系统则更加多样，部分老年参与者体内反映炎症的免疫细胞明显更多。

为刻画这种转变，研究者根据两类白细胞——产生颗粒酶B（granzyme B）的细胞与产生颗粒酶K（granzyme K）的细胞——之间的比值，将每位参与者置于一个免疫衰老谱系上。效应记忆CD8 T细胞（effector memory CD8 T cells）利用颗粒酶破坏靶细胞或协调免疫应答，其中产生颗粒酶B的细胞是病变细胞的直接杀手，而产生颗粒酶K的细胞研究较少，可能参与增强免疫应答。

关联十年健康结局

随后，研究人员评估参与者在谱系上的位置是否与其患病风险相关。由于英国生物样本库（UK Biobank）数据包含蛋白质信息但缺少CD8 T细胞计数，科学家利用一个包含CD8 T细胞计数和血液蛋白质数据的较小健康成人数据集，构建计算机模型，以捕捉颗粒酶B或颗粒酶K细胞占优时留下的蛋白质轨迹，再将该模型应用于英国生物样本库5万名参与者的基线血液蛋白样本，计算其免疫细胞谱系位置。

结果显示，基线时免疫系统明显偏向颗粒酶B细胞的健康成人，十年后死亡风险高于颗粒酶K细胞较多者；前者在随后十年中也更易患上2型糖尿病、高血压、肝病和肾衰竭等慢性疾病。

论文共同作者、华盛顿大学医学院病理与免疫学教授Marina Terekhova博士表示：“健康状态下颗粒酶B细胞水平较高，意味着免疫系统可能已经在对某些东西作出反应。这不是正式的疾病诊断，但可能提示身体偏离了正轨。”

健康的免疫系统会随时间逐渐向颗粒酶K细胞倾斜，而偏向颗粒酶B细胞则提示不健康衰老。由于个体可能在生命更早阶段就达到颗粒酶B状态，其免疫系统衰老轨迹各不相同，这解释了为何同年出生的人在数十年后面临不同的慢性病和死亡风险。

论文通讯作者之一、华盛顿大学医学院病理与免疫学教授Maxim Artyomov博士指出，这些发现提示“血液中存在线索，可以告诉我们某人处于健康还是不健康的衰老轨迹”。Artyomov及其实验室正将研究转化为一种可使用标准设备处理的简易血液检测。“识别免疫系统中特定的生物学危险信号，有望为早期预警检测铺路，在临床诊断前数年发现疾病风险。”

来源：GEN（英文原文，生物航编译，内容以原文为准）