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家里老人一遇感冒、肺炎就難扛,甚至小感染拖成重癥?這都和免疫系統(tǒng)有關(guān),說到免疫系統(tǒng),大家往往先想到B細(xì)胞和T細(xì)胞;但沖在抗感染第一線的,其實(shí)是數(shù)量龐大的中性粒細(xì)胞,它們主打一個(gè)“快生快死,與敵同歸于盡”,并深刻影響著老年人遭遇感染后的命運(yùn)。
然而,衰老不僅讓英雄遲暮,還能讓英雄“倒戈”。《Aging Cell》上的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn):在衰老機(jī)體中,這些短命戰(zhàn)士被強(qiáng)制催老,還被逼上了黑化之路[1]。這種“黑化”,讓老年人一旦遭遇感染,免疫防線便極易失守。
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短命細(xì)胞不配衰老?實(shí)則不然
我們先往回翻翻老黃歷,看看學(xué)界對(duì)中性粒細(xì)胞的態(tài)度,是怎么一步步轉(zhuǎn)變的,這些轉(zhuǎn)變,也讓我們更加理解老年人為啥容易被感染。
衰老研究剛起步時(shí),科學(xué)家的關(guān)注基本都在B/T細(xì)胞上——它們能分裂、有記憶、功能復(fù)雜。中性粒細(xì)胞則處于被忽視的境地,因?yàn)樗难h(huán)半衰期僅6-8小時(shí)[2],快生快死;加之它是無法分裂的終末分化細(xì)胞,不符合復(fù)制性衰老的前提,似乎確實(shí)不太值得費(fèi)功夫研究。
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圖注:中性粒細(xì)胞的命運(yùn)。
直到1990年代,開始有研究陸續(xù)發(fā)現(xiàn)老年中性粒細(xì)胞的功能異常,如吞噬殺菌功能減弱。2000年,一篇綜述將這些研究系統(tǒng)梳理,確認(rèn)中性粒細(xì)胞功能隨年齡衰退[3]。但當(dāng)時(shí)只能籠統(tǒng)歸因于宿主整體衰老,并不清楚具體機(jī)制。
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圖注:中性粒細(xì)胞響應(yīng)感染的完整過程,其相關(guān)功能會(huì)隨齡下降。
轉(zhuǎn)機(jī)出現(xiàn)在單細(xì)胞測序技術(shù)成熟后,它讓科學(xué)家開始看到中性粒細(xì)胞的細(xì)微表型差異。2025年,中科院團(tuán)隊(duì)正式鑒定出衰老樣中性粒細(xì)胞亞群,并將其命名為RLSNs[4],中性粒細(xì)胞一步步進(jìn)入衰老研究視野。
說白了,中性粒細(xì)胞從來都不是不會(huì)老,而是受限于過去的認(rèn)知和技術(shù),沒人湊近看清它的衰老真相。
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這一次,終于看清它怎么老
這項(xiàng)研究中,科學(xué)家對(duì)比年輕和老年小鼠的肺部中性粒細(xì)胞,發(fā)現(xiàn)這些短命細(xì)胞并非簡單的機(jī)能變差,而是走完了一整套衰老流程
糖酵解失靈,喪失殺菌力
感染肺炎鏈球菌后,中性粒細(xì)胞本該進(jìn)一步增強(qiáng)糖酵解模式,為殺菌提供能量和活性氧(殺死細(xì)菌的武器),但老年小鼠糖酵解能力卻大幅下降。研究者用藥物抑制年輕小鼠/人類來源的中性粒細(xì)胞糖酵解后,其殺菌能力幾乎完全喪失,說明糖酵解過程至關(guān)重要。
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圖注:A:老年小鼠肺部的糖酵解型中性粒細(xì)胞偏少;B:人為抑制糖酵解后,人類中性粒細(xì)胞的殺菌能力幾乎喪失。
凋亡抵抗,老而不死
正常免疫細(xì)胞完成抗感染任務(wù)后會(huì)主動(dòng)凋亡,避免誤傷自己人。但衰老中性粒細(xì)胞打破了這條規(guī)矩,檢測顯示,老年小鼠肺部的中性粒細(xì)胞SA-β-gal陽性率更高(檢測衰老細(xì)胞的標(biāo)準(zhǔn)),同時(shí)細(xì)胞凋亡減少。中性粒細(xì)胞進(jìn)入“老而不死”的狀態(tài)。
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圖注:老年小鼠的中性粒細(xì)胞出現(xiàn)凋亡抵抗。
殺敵不成,反釀炎癥
更麻煩的是,和其它衰老細(xì)胞一樣,老而不死的中性粒細(xì)胞會(huì)出現(xiàn)衰老相關(guān)分泌表型SASP,持續(xù)釋放TNFα等炎癥因子。它們不僅殺不死細(xì)菌,還變成了炎癥源頭,禍害其它正常細(xì)胞。
沖在抗感染第一線的中性粒細(xì)胞,就此淪為不殺菌還搞破壞的內(nèi)鬼。中性粒細(xì)胞占據(jù)了免疫細(xì)胞的半壁江山,是抗感染的第一道關(guān)卡,一旦異常——?dú)⒉凰谰⒗隙凰馈⑺奶幏呕穑@道防線就失守了。那是誰把它們推向了這條路?
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誰在逼中性粒細(xì)胞“黑化”?
研究者沿著中性粒細(xì)胞的行動(dòng)軌跡(骨髓—血液—肺部)追蹤,發(fā)現(xiàn)它的“黑化”并非普通細(xì)胞那樣因自身復(fù)制損耗出現(xiàn)的自主衰老,而是分步式衰老——先天隱患打底,后天微環(huán)境點(diǎn)火,缺一不可
先從骨髓源頭說起,老年小鼠的中性粒細(xì)胞剛誕生時(shí),就已經(jīng)帶著一些問題苗頭:細(xì)胞周期阻滯蛋白p16(與DNA損傷相關(guān))升高,增殖標(biāo)記Ki67降低。衰老的造血環(huán)境,從一開始就給它們埋下了隱患。
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圖注:老年小鼠骨髓中性粒細(xì)胞中,衰老標(biāo)記p16升高,增殖標(biāo)記Ki67降低。
但真正讓細(xì)胞發(fā)生質(zhì)變的,是在它們進(jìn)入肺部、脾臟等外周器官之后。只有在這些地方,中性粒細(xì)胞才完整呈現(xiàn)出SASP分泌、凋亡抵抗、代謝失靈等全套衰老特征。
這其中的策反者,就是炎癥因子TNFα。它在衰老肺部組織中的濃度顯著升高;并且將TNFα阻斷后,衰老中性粒細(xì)胞的衰老表型開始逆轉(zhuǎn),殺菌能力恢復(fù),感染后小鼠肺部的細(xì)菌載量也降低了10倍。
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圖注:阻斷TNFα可以恢復(fù)衰老中性粒細(xì)胞殺菌能力,降低肺部細(xì)菌載量。
更關(guān)鍵的是,中性粒細(xì)胞更新極快,及時(shí)阻斷TNFα不僅能逆轉(zhuǎn)現(xiàn)有細(xì)胞的衰老,還能讓新生細(xì)胞從一開始就避開策反信號(hào),相比于更新緩慢、衰老較難逆轉(zhuǎn)的普通體細(xì)胞,對(duì)它的干預(yù)見效更快、效果也更持久。
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如何科學(xué)干預(yù)?病毒感染也通用?
揪出了TNFα這一策反者,再結(jié)合中性粒細(xì)胞易干預(yù)、見效快的特點(diǎn),如何進(jìn)行安全有效的科學(xué)干預(yù),成為下一步關(guān)鍵。
1.靶向TNFα干預(yù):時(shí)機(jī)與劑量很關(guān)鍵
研究者在感染前用TNFα抗體預(yù)處理細(xì)胞,成功逆轉(zhuǎn)了中性粒細(xì)胞衰老。但TNFα也是正常免疫反應(yīng)的一部分,感染時(shí)需要它來招募免疫細(xì)胞、啟動(dòng)防御。臨床證實(shí),長期使用TNFα抑制劑還會(huì)增加結(jié)核等感染風(fēng)險(xiǎn)[5]。
所以問題不是TNFα本身好壞,而是什么時(shí)候動(dòng)它、動(dòng)多久。如何精準(zhǔn)把控TNFα干預(yù)的時(shí)間窗口與給藥劑量,比如開發(fā)只清除慢性衰老信號(hào),而不影響其免疫功能的短效制劑或通路靶向藥物,仍需進(jìn)一步探索。
2.中性粒細(xì)胞的兩副面孔
本研究揭示了衰老中性粒細(xì)胞的“黑化”,而在2025年,哈佛團(tuán)隊(duì)的一項(xiàng)研究,展示了衰老中性粒細(xì)胞的另一面:它們也在自救——主動(dòng)釋放一種巨大的抗炎囊泡(LAND-V),其表面攜帶CD55和CD47,來抑制補(bǔ)體過度激活(免疫防御機(jī)制,過度激活會(huì)誤傷自身組織)、減輕組織損傷[6]。
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圖注:衰老中性粒細(xì)胞來源的囊泡調(diào)節(jié)補(bǔ)體激活,促進(jìn)炎癥消退。
同一個(gè)細(xì)胞,走向衰敗的同時(shí),也在啟動(dòng)某種補(bǔ)償機(jī)制。只不過在老年個(gè)體中,這種補(bǔ)償跟不上破壞的速度。干預(yù)或許可以不清除衰老細(xì)胞,而是幫它們把補(bǔ)償機(jī)制發(fā)揮得更好(比如促進(jìn)LAND-V的產(chǎn)生),讓它們變得“老而有用”
3. 病毒感染時(shí),中性粒細(xì)胞也添亂
既然細(xì)菌感染后,衰老會(huì)讓中性粒細(xì)胞功能異常,那這種機(jī)制在病毒感染中是否通用?
2019年,就有研究發(fā)現(xiàn):老年小鼠感染流感后,肺部中性粒細(xì)胞的數(shù)量是年輕小鼠的3倍,但過量細(xì)胞不僅無法有效清除病毒,反而在感染后期大量堆積,加劇肺損傷。過量中性粒細(xì)胞耗竭后,小鼠存活率從40%飆升至80%,且不影響機(jī)體對(duì)病毒的正常清除[7]。
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圖注:感染流感后,老年小鼠肺部中性粒細(xì)胞數(shù)量增加,在其耗竭后,小鼠存活率飆升。
可見,無論是細(xì)菌還是病毒感染,衰老都會(huì)讓中性粒細(xì)胞的作用走向負(fù)面,只是方式不同:細(xì)菌感染時(shí),問題是喪失殺菌能力;病毒感染時(shí),問題是募集過多、堆積致?lián)p。
最后,這項(xiàng)研究目前還停留在小鼠階段,但人類來源的細(xì)胞已經(jīng)給出了積極信號(hào)——衰老中性粒細(xì)胞的糖酵解缺陷同樣存在[1]。精準(zhǔn)干預(yù)TNFα的思路,有望幫助老年人更好地抵御感染。
聲明 -本文內(nèi)容僅用于科普知識(shí)分享與抗衰資訊傳遞,不構(gòu)成對(duì)任何產(chǎn)品、技術(shù)或觀點(diǎn)的推薦、背書或功效證明。文內(nèi)提及效果僅指成分特性,非疾病治療功能。涉及健康、醫(yī)療、科技應(yīng)用等相關(guān)內(nèi)容僅供參考,醫(yī)療相關(guān)請(qǐng)尋求專業(yè)醫(yī)療機(jī)構(gòu)并遵醫(yī)囑,本文不做任何醫(yī)療建議。如欲轉(zhuǎn)載本文,請(qǐng)與本公眾號(hào)聯(lián)系授權(quán)與轉(zhuǎn)載規(guī)范。
參考文獻(xiàn)
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