免疫细胞就像我们体内的哈特菲尔德家族和麦考伊家族——一旦受到伤害,它们就永不忘记。这就是我们获得免疫力的方式,也是疫苗起作用的原因:免疫细胞会记住入侵的病原体,并建立一个警报系统,以便在病原体再次出现时找到并与之对抗。但斯坦福大学研究人员的一项新研究为这一长期存在的免疫理论增添了一个新的细节。研究表明,即使是对于从未遇到的病原体,免疫细胞也能形成这种类似记忆的状态。这可能源于接触了无害的微生物——或者这些记忆实际上是从其他更有经验的细胞那里“借来”的。
这些发现可能有助于解释为什么婴儿和幼儿如此容易受到传染病的影响。他们还没有接触到足够多普遍存在、大部分无害的病原体,而与这些病原体的持续“搏斗”赋予了成年人的T细胞一种“细胞预知”能力。该研究的通讯作者、斯坦福大学微生物学家兼免疫学家马克·戴维斯(Mark Davis)表示:“这甚至可能为儿童吃泥土提供了一个进化上的线索。”儿童被泥土吸引是因为他们需要让初生的免疫系统接触到*某些东西*,以帮助建立防御。
戴维斯和他的合著者研究了一组称为CD4细胞的T细胞,这些细胞正是HIV病毒攻击的目标。CD4细胞在我们血液中巡逻,充当哨兵,一旦发现不属于身体的物质就会发出细胞警报。CD4细胞主要有两个类别:幼稚细胞,它们尚未接触过特定的病原体,可能需要一段时间才能产生反应;以及记忆型细胞,它们已经与病原体交战过,并一直在寻找它。记忆细胞可以在几小时内引发行动,而幼稚细胞可能需要几天甚至几周——在这期间,我们会生病。
几十年前,戴维斯发现CD4细胞在分裂时会重组其DNA,这基本上创造了一支具有非常特定病原体识别能力的T细胞大军。根据这篇新论文,这种能力也可能帮助它们识别它们从未见过的病原体。
研究人员检查了26名健康成年人的血液样本,并确定了哪些T细胞对哪些病原体有反应。大约一半的细胞看起来处于记忆状态,这意味着它们过去曾接触过特定的病原体。但随后戴维斯和他的同事进行了一些测试,发现这些人从未接触过这些疾病。他们还对新生儿进行了测试,使用了脐带血,发现婴儿的细胞是幼稚的。
为了进一步验证,研究人员选取了两名五年未接种流感疫苗的成年人,并为他们接种了疫苗。在这次旨在让CD4细胞产生新记忆的死病毒入侵后,患者的CD4记忆细胞增殖了。但有趣的是,其中一些细胞被唤醒,开始“记住”与流感无关的细菌和原生动物细胞结构。
幼稚细胞是如何实现这种微生物记忆生成的?这完全取决于环境。人们时刻暴露在无数的细菌、真菌和病毒中。T细胞可能表现得好像它们在应对它们以前见过的事物——也许细菌的蛋白质看起来与某种无害的微生物相似,细胞被骗了。或者,也许真正的记忆细胞在复制时会重组其DNA,从而赋予新细胞特定的特性。
戴维斯解释说:“我们免疫系统从未见过的危险病原体的预存免疫记忆,可能源于我们持续接触土壤、食物以及我们皮肤、门把手、电话和iPod耳塞上无处不在的、大部分无害的微生物。”
所以,也许可以减少使用消毒洗手液的习惯,不要担心我们周围无时无刻不在的数十亿(其中大部分无害)的微生物。它们可能正在为我们的免疫系统提供一个“起跑点”。
这项研究于本周发表在《Immunity》上。