Nature：随着年龄增长，免疫细胞如何发生变化？

人类衰老并非一个线性过程。同样，心血管疾病或神经退行性疾病的风险也并非随着年龄增长而线性增加。了解免疫系统如何随时间而变化，对于阐明这些年龄相关性疾病的驱动因素至关重要。

近日，艾伦免疫学研究所领导的一项研究表明，T细胞亚群在衰老个体中容易发生基因表达变化，这导致免疫活性和疫苗反应出现年龄相关性变化。

这篇题为“Multi-omic profiling reveals age-related immune dynamics in healthy adults”的论文于10月29日发表在《Nature》杂志上。

研究人员通过外周血单核细胞的单细胞RNA测序，以及基于Olink的血液蛋白质组分析和光谱流式分析，对300余名年龄在25-90岁的健康个体的外周免疫细胞特征进行分析。

他们还对96名受试者进行纵向分析，这些受试者接种了季节性流感疫苗，并在两年内提供了多达10份血液样本。他们对比了49名年轻人（25-35岁）和47名老年人（55-65岁）的免疫细胞特征。

在蛋白质组学方面，研究人员重点揭示了69种蛋白表达的年龄相关变化。这个数据集中包含CXCL17等之前被证实与衰老相关的标志物，以及与特定免疫细胞亚群相关的蛋白质。另一方面，他们并没有在年轻人和老年人中观察到显著的炎症蛋白表达差异。

通过对超过1600万个PBMC进行scRNA-seq分析，研究人员追踪到71种免疫细胞类型或亚型。他们将这些信息纳入AIFI人类免疫健康图谱（AIFI Human Immune Health Atlas）。

这个数据集包含300万个T细胞、240万个单核细胞、120万个B细胞、110万个自然杀伤细胞，以及造血前体细胞和其他免疫细胞，这些细胞又被进一步细分为数十个亚群。

35个T细胞亚群表现出最明显的年龄相关变化。研究人员在其中观察到非线性的重编程爆发，并且与全身性炎症或慢性巨细胞病毒感染等因素引发的免疫反应不一致。

他们指出，衰老的CD4 T细胞（包括记忆T细胞）发生了转变，其中辅助性T细胞（Th2）的活性改变。这种变化进而导致B细胞活化异常，包括对流感疫苗抗原的效应B细胞反应失调。

“总的来说，这项研究构建了免疫衰老的统一模型。随着年龄的增长，Th2偏向的T细胞重编程会导致效应B细胞活化减弱、抗体类别转换异常，并在反复暴露于抗原的环境中引发抗体功能障碍，” 作者在文中写道。

另一个年长队列的转录组和蛋白质组数据所揭示的免疫细胞动态特征也支持了这些结果，这个队列包含234名个体，年龄在40岁至90岁以上。

“这些结果，以及其他许多免疫亚群在转录编程上的稳定性，表明免疫衰老并非以稳定衰退的形式展开，而是受内在和外在因素共同塑造的非线性动态过程，” 作者写道。

研究人员强调，追踪此类免疫细胞动态对于理解衰老机制至关重要，能够为不同生命阶段的个体提供适当的疾病治疗和预防策略。

“这些研究凸显了在设计疫苗接种策略、细胞疗法及临床免疫治疗中考量年龄因素的重要性，” 他们指出。

目前，研究人员提供了交互式工具（https://apps.allenimmunology.org/aifi/insights/dynamics-imm-health-age/），供大家探索这一庞大的人类免疫健康资源库。