为什么有些人一生都比其他人健康?

2023-12-12 星期二

前段时间《环球科学》公众号里有篇文章在讲免疫弹性,很有意思。

原文发表在今年6月的Nature Communication上,内容很丰富,里面也提到了不少跟C-19相关的内容。

今天咱们就来聊聊这篇文章,先简单说下大致内容:

  • 作者提出了“免疫弹性”来解释“为什么有些人更不容易生病或更加长寿”。简而言之,这些人具备最佳免疫弹性,更能够保持”高免疫能力,低炎症“的状态。

  • “CD4/CD8”和“与寿命相关的基因表达谱”被用来衡量免疫弹性,最佳免疫弹性的人具备“CD4/CD8≥1,CD≥800”和“高SAS-1、低MAS-1基因表达特征。

  • 具备最佳免疫弹性的人,在衰老和受到炎症应激暴露时,可以抵抗免疫弹性的退化,能够降低多种疾病的风险和存活概率,能够更加长寿

  • 通过减少炎症刺激,免疫弹性的衰减是可逆的。



接下来我们看具体内容。


“免疫弹性”框架

人在一生中难免会遇到各种各样的炎症(抗原)暴露,免疫和炎症的稳态会被打破。

免疫弹性最佳的人,能够保持或者快速恢复到之前的水平;

免疫弹性较弱的人则难以恢复,在反复的抗原刺激下免疫能力越来越弱,炎症越来越高,导致生病时更严重,死亡率更高。



那具体如何衡量免疫弹性呢?作者开发了两种外周血指标:

(1)淋巴细胞:CD4+和CD8+T细胞的水平;

(2)与寿命相关基因表达谱:与生存相关特征SAS-1和死亡相关特征MAS-1的表达。


文章中使用了多项队列数据对两组指标进行验证,对于任何年龄具备最佳免疫弹性的人:

  • 寿命更高;

  • 患C-19和脓毒症的生存率更高;

  • 抵抗HIV感染、AIDS进展、部分癌症、严重C-19、有症状/严重流感的能力更强


免疫健康等级(IHG)

作者用CD4+和CD8+T细胞的数值来衡量免疫健康等级(IHG),最佳免疫健康等级为“CD4/CD8≥1,CD4≥800”,即I级


在对血吸虫、C-19感染者、HIV患者、女性性工作者、非人灵长类动物等多个队列的验证中,作者有发现人类的免疫健康等级有以下特色;

(1)免疫健康等级I级女性中比例更高;随着年龄的增长,I级的比例逐渐下降

(2)免疫健康等级I级原始等级,随着抗原刺激增加,非I级开始出现;

(3)在任何年龄,增加抗原刺激都可能导致免疫健康等级从I级向非I级转变;

(4)免疫健康等级I级的偏离程度与抗原刺激的水平成正比。

(5)免疫健康等级I级可以重构,比如通过缓解抗原刺激。


免疫弹性表型与健康

遇到炎症应激源时,有些人能够保持或者快速恢复到免疫健康等级I级,作者称之为免疫弹性抗侵蚀表型反之无法保持或恢复的人,被称为易感表型


抗侵蚀表型抵抗多种疾病存在相关性。

比如,抗侵蚀表型的C-19患者,住院和死亡风险更低。

下图有3组不同免疫弹性的C-19患者,A组的住院和死亡的相对风险更低。

  • A组感染前和就诊时的免疫健康等级都为I级

  • B组是感染前为I或II,就诊时为II或IV;

  • C组是感染前为IV,就诊时为IV。



肾移植受者患复发性皮肤鳞状癌的风险较高。在初次诊断出皮肤鳞状癌时免疫健康等级为I级的患者,复发的风险更低


女性性工作者中免疫健康等级I级的受试者,出现HIV血清转化的风险相对最低


而对于易感型来说,健康结果相对较差。

免疫健康等级III/IV级与死亡率增加、认知功能下降趋势、HIV阳性人群癌症白血快速进展以及流感疫苗反应性降低趋势相关。


接下来我们再看下基因表达谱——SAS-1和MAS-1的情况。


SAS-1和MAS-1

作者使用了两组基因指标来衡量免疫功能炎症状态——与生存相关特征SAS-1死亡相关特征MAS-1的表达

SAS-1是与生存相关的特征,里面包含免疫能力相关的基因(如CCR7、IL7R),SAS-1表达较高与较高的免疫能力相关。

MAS-1是与死亡相关的特征,里包含与炎症相关的基因(如C5AR1、MYD88),MAS-1表达较高与较高的炎症水平有关。

作者将SAS-1和MAS-1根据高低水平分为四个等级:

  • SAS-1高,MAS-1低(最佳免疫弹性)

  • SAS-1高,MAS-1高

  • SAS-1低,MAS-1低

  • SAS-1低,MAS-1高


SAS-1、MAS-1的类型与免疫健康等级之间存在关联:

(1)“SAS-1高,MAS-1低”的表达在女性中更常见,也会随着年龄增长而逐渐下降;

(2)在多个队列中(系统性红斑狼疮、急性C-19,未接受ART疗法的HIV阳性患者),免疫健康等级I级中SAS-1高,MAS-1低”的比例普遍更高。

作者认为SAS-1高,MAS-1低免疫健康等级I级的转录组代理指标。


SAS-1高,MAS-1低“与多种健康结局相关。

比如,在控制了性别与年龄后,“SAS-1高,MAS-1低”的人群,死亡风险相对最低。

此外,“SAS-1高,MAS-1低”脓毒症期间的生存优势相关,也与常见呼吸道疾病感染较轻相关。

在三种呼吸道疾病挑战鼻内接种实验中,有近一半的参与者表现出无症状。

在挑战前后,无症状参与者的"高SAS-1,低MAS-1”的比例更高;而有症状参与者中比例更低,且“低SAS-1,高MAS-1”的比例更高。


免疫弹性模型

最后我们再看下作者对免疫弹性模型的总结。

下图中可以看到,在经历抗原刺激后,有些人能够保持和快速恢复到最佳免疫弹性状态(高免疫力,低炎症),这种免疫平衡活性有助于长寿和更好的健康状态。

相反,有些人则无法保持或恢复到最佳免疫弹性状态。


免疫弹性的衰减与年龄有关,同时也与免疫弹性侵蚀有关,每一次抗原刺激都有可能侵蚀免疫弹性,而具备抗侵蚀表型的人能够衰减的幅度更慢。


免疫弹性的状态可以用CD4/CD8和SAS-1/MAS-1来衡量,抗免疫弹性侵蚀表型具有“CD4/CD8≥1,CD4≥800”和“高SAS-1,低MAS-1”(与高免疫,低炎症一致)的特征。


这个模型提供了一种衡量免疫健康状况的方法,无论年龄、性别、基础病状态如何,每个人对疾病和治疗的反应都可能因为免疫弹性的不同而有所差别。

对于免疫弹性较弱的人,可以通过减少接触传染性、环境、行为和其他压力源来恢复最佳免疫弹性。

对于早期发现免疫弹性退化的个体,可以促进检查以减少应激源

此外作者也提到,对于公卫而言,改善人群整体的免疫弹性和降低反复性炎症应激的策略也应该是高度优先事项。



参考资料:

https://www.nature.com/articles/s41467-023-38238-6

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