华盛顿大学等构建免疫衰老图谱,颗粒酶K/B比例揭示健康老化轨迹
Immune cell map uncovers how individual aging trajectories diverge
华盛顿大学医学院、全国儿童医院和伦敦国王学院研究者分析2609名成年人约1240万个免疫细胞,并利用英国生物库5万名参与者15年随访数据,发现颗粒酶K产生CD8 T细胞与颗粒酶B产生细胞的比例可区分健康与非健康衰老轨迹:颗粒酶K主导关联健康老化,颗粒酶B主导关联十年内死亡风险升高及2型糖尿病、高血压等慢性病。
人体免疫系统的衰老早已不是黑箱:免疫衰老伴随胸腺退化、初始与记忆T细胞比例失衡等改变,并形成以慢性炎症为特征的"炎症衰老"状态,后者被认为是年龄相关疾病的主要风险因素 [1]。单细胞技术让人们得以在图谱层面刻画这一过程——小鼠多组织单细胞图谱记录了各器官细胞组成随龄的系统性改变 [3];就T细胞而言,产颗粒酶K(GZMK)的CD8 T细胞在小鼠和人群中均随衰老积累,且在小鼠中被证明可增强非免疫细胞的炎症功能,被视为炎症衰老的标志 [2][4]。但既往工作主要回答“哪些细胞随年龄增减”,对于为何同龄人的免疫系统和健康结局会走向截然不同的方向,一直缺少可量化、可预测的指标。
由华盛顿大学医学院联合美国Nationwide儿童医院和伦敦国王学院主导、发表于Immunity的新研究,分析了来自北美、英国、亚洲和澳大利亚8个队列、2609名20岁至90岁以上基本健康成年人的约1240万个血液免疫细胞。结果显示,年轻人血液均匀富含尚未接触特异病原、仍对新感染和疫苗保持应答能力的初始免疫细胞,而老年人群的免疫系统差异明显拉大,部分人富集反映炎症状态的细胞。研究据此提出以效应记忆CD8 T细胞中产颗粒酶B与产颗粒酶K两类细胞的比值,将个体置于一条免疫衰老谱上:前者是病变细胞的直接杀伤者,后者研究较少,可能起到“报警”并召集免疫支援的作用。
为检验谱上位置能否预示未来健康,团队借助UK Biobank中50万名40至69岁初始健康参与者、最长15年的医疗记录。由于该库缺乏CD8 T细胞计数,研究者先用一个同时具备CD8计数和血液蛋白的小型队列训练计算模型,再对其中5万人的基线血液蛋白评分。结果显示:基线时偏向颗粒酶B的健康人,十年后死亡风险更高,也更易在此后十年内罹患2型糖尿病、高血压、肝病、肾衰竭等慢性病;健康免疫系统的自然走向是逐渐偏向颗粒酶K。这与此前把GZMK+ CD8 T细胞视为炎症衰老标志的观察形成耐人寻味的对照 [2][4]——在新框架下,颗粒酶K一侧反而对应更健康的轨迹,而部分个体可能在生命较早阶段便进入颗粒酶B主导状态,这为“同年出生、风险迥异”提供了免疫学解释。
当然,局限也很清楚:目前给个体定位仍需复杂昂贵的专门技术,团队正致力于将其转化为常规设备即可处理的简易血液检测;研究者也强调颗粒酶B偏高提示的是亚临床免疫应激而非疾病诊断,颗粒酶K细胞的实际功能所知尚少。从风险关联走向可干预的临床工具,仍有相当长的路要走。
- 1.Immunosenescence: molecular mechanisms and diseases · Signal Transduct Target Ther 2023
- 2.Comprehensive Profiling of an Aging Immune System Reveals Clonal GZMK+ CD8+ T Cells as Conserved Hallmark of Inflammaging · Immunity 2021
- 3.A single-cell transcriptomic atlas characterizes ageing tissues in the mouse · Nature 2020
- 4.Single-cell atlas of healthy human blood unveils age-related loss of NKG2C+GZMB-CD8+ memory T cells and accumulation of type 2 memory T cells · Immunity 2023
研究发现颗粒酶K/B比例可预测健康老化轨迹,并关联十年内死亡及慢病风险,为早期干预提供生物标志物。
来源:监管与产业动态 · medicalxpress.com