超長壽老人的“超強”免疫系統

超長壽老人的“超強”免疫系統

長壽老人的延壽奧秘始終是學術界和大眾都十分關注的話題。一般來說,伴隨著衰老進程的推移,常人罹患癌症、傳染性疾病的幾率大大增加,這就導致人類壽命的有限性。長壽老人,乃至超長壽老人,是如何“反其道而行之”的呢?

日前,日本理化學研究所生命醫科學研究中心與慶應義塾大學醫學部長壽綜合研究中心的一項針對超長壽老人的聯合研究給出了一個可能的答案——超長壽老人可能擁有著異於常人的免疫系統。那麼,超長壽老人的免疫系統到底有哪些特殊之處呢?

對於百歲老人,再活十年有多難?

活到多少歲才能被稱之為長壽者或是超長壽者呢?

縱觀全球,人類的平均壽命大抵不過七十多歲。根據世界衛生組織WTO的統計,2018年日本男女的平均壽命為84.2歲,位居世界長壽國之首。能夠活過百歲的老人,實屬不易,足以被稱為長壽者(centenarian)。能超過一百一十歲的人,更是鳳毛麟角,他們也有一個專屬的英文名字,叫supercentenarian,意為超長壽者。

不要小瞧從百歲過度到一百一十歲的這十年。對於一個身體各方面都已衰老,各項機能都可能退化的老人來說,經得住自然因素的考驗,平安跨越另一個十年,或許比登上珠峰更要艱難。2015年日本的國勢調查結果中顯示,突破百歲的老人大約有兩萬多人(這一數據在2017年時已增長至六萬多人),而完美地突破一百一十歲的超長壽者只有146人。

超長壽老人的“超強”免疫系統

圖片來自理化學研究所 日本2015年百歲以上人口分佈

超長壽老人免疫系統暗藏玄機

然而,受到實驗樣本人數的限制,此前有關超長壽老人的研究幾乎為零。直到2019年11月12日,日本理化學研究所與慶應義塾大學長壽綜合研究中心在PNAS(美國國家科學院院刊)上刊登了一篇有關超長壽老人的研究,才初步揭示了隱藏在他們身體中的秘密。

這個秘密就是,他們似乎擁有著特殊的免疫系統。

研究人員分別抽取了7個超長壽老人和5個50~80歲常人的血液,對他們血液中的T細胞與B細胞等免疫細胞進行了深入細緻的分析。

他們檢測了單個免疫細胞的基因表達情況,發現超長壽老人血液中CD4+殺傷性T細胞的數量要遠遠大於普通人(如下圖所示,箭頭所示代表CD4+殺傷性T細胞;圖左為超長壽老人,圖右為50-80歲人群)。同時發現,較多的CD4+殺傷性T細胞含有相同的表面識別分子,這說明,

他們的T細胞可能針對過相同的抗原,產生了大量的克隆。

超長壽老人的“超強”免疫系統

免疫細胞數量分佈圖 (圖片來自理化學研究所)

殺傷性T細胞可能是實現長壽的秘密武器

那麼,什麼是CD4+殺傷性T細胞呢?我們首先來了解一下人體的免疫系統。如果把人體比作一個國家,免疫系統就是維護這個國家安全的軍隊,可以抵禦外敵(細菌、病毒等)的入侵。而免疫系統中的淋巴細胞更猶如先鋒部隊一般,起到分辨敵我,消滅病原的作用。

超長壽老人的“超強”免疫系統

免疫細胞,圖片來自知乎

淋巴細胞中,有兩個“性格”不同的主力兄弟,一個叫T,一個叫B。學術上,它們被稱為T淋巴細胞和B淋巴細胞。倆兄弟起初都來自同一個前身——造血幹細胞,在骨髓中形成。後期由於“國家”需要,T細胞作為長兄一般的存在,被迫離開故土,遷移到胸腺(Thymus),因此被簡稱為T。T細胞在那裡完成更精細的磨鍊,最後發育為成熟的T淋巴細胞。而B則不同,他更像是幼弟,留守家園,因首次在鳥類法氏囊(Bursa)中被發現,因此簡稱為B。B細胞後期在骨髓中繼續成長壯大,最後發育為成熟的B淋巴細胞。

T和B倆兄弟,自幼分離,長大後在分工上自然有所不同,但又密不可分。

B性格稍顯內向,只參與體液免疫,它無法直接攻擊受感染的細胞,但可以識別侵入身體的敵軍—病原體,產生抗體,使其在血液中流通,包圍入侵者,產生免疫反應,達到“劫持”的作用。

而T是“大哥”,自然本領更強大,任務更重。它在體液免疫和細胞免疫中均發揮作用。T細胞擁有更多的技能,在遭遇敵情時,可根據需要變身為多種形式,包括CD4+T細胞和CD8+T細胞。尤其當B遇到病原體,需要產生抗體的時候, CD4+T細胞首先變身為輔助性CD4+T細胞,協助B細胞完成抗體的產生。

超長壽老人的“超強”免疫系統

在戰場上,對抗最兇猛的敵人——病毒和癌症則需要CD8+T細胞變身為CD8+killer T細胞(CD8+殺傷性T細胞),針對被病毒或癌症侵襲的細胞進行直接的剿滅活動。但是,若是在長期慢性感染的條件下,CD8+殺傷性T細胞的殺傷力會漸漸弱化,戰鬥力開始下降。此時,CD4+T細胞的一部分就會變身為CD4+killer T細胞 (CD4+殺傷性T細胞),加入到剿滅腫瘤等惡性疾病的活動中去。這就意味著,CD4+殺傷性T細胞數量越多,人體對病毒、癌症,乃至慢性疾病的抵禦效果就會越有效,就可能會更長壽。

超長壽老人的“超強”免疫系統

殺傷性T細胞包圍癌細胞的超高分辨率圖像,來源:wikipedia T細胞,公有領域

遺憾的是,一般情況下,血液中的CD4+殺傷性T細胞只有極少量的存在,這也許是大部分人都只具有正常壽命的原因所在。根據理化學研究所與慶應義塾大學醫學部的共同研究,在這七位超長壽老人的體內,都特異性地含有超高水平的CD4+殺傷性T細胞。不得不說,這也許正是他們能夠抵禦外在的致病誘導,以及克服內在的癌變風險,實現超長壽的秘密武器。

長壽到底是什麼決定的?有關長壽的研究已經有多年的歷史,各個領域的科學家先後做了很多的嘗試,幾乎沒有人可以給出確切的回答。本文中所闡述的研究,開闢了一個新的研究視野,讓人眼前一亮——原來之所以長壽可能是因為身體裡含有很多殺傷性T細胞啊!然而,在探索長壽奧秘的長征裡,這仍只是小小的一步。未來,科學家將會繼續揭開有關長壽更深層次的奧秘。

參考文獻:

1.T cell wikipedia

2.https://www.riken.jp/press/2019/20191113_1/index.html

3.https://memorva.jp/ranking/unfpa/who_whs_life_expectancy.php

4.Kosuke Hashimoto, Tsukasa Kouno, Tomokatsu Ikawa, Norihito Hayatsu, Yurina Miyajima, Haruka Yabukami, Tommy Terooatea, Takashi Sasaki, Takahiro Suzuki, Matthew Valentine, Giovanni Pascarella, Yasushi Okazaki, Harukazu Suzuki, Jay W. Shin, Aki Minoda, Ichiro Taniuchi, Hideyuki Okano, Yasumichi Arai, Nobuyoshi Hirose, Piero Carninci, "Single-cell transcriptomics reveals expansion of cytotoxic CD4 T-cells in supercentenarians", Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)

5.https://www.riken.jp/press/2015/20151221_1/index.html

6.Arata Takeuchi, Mohamed El Sherif Gadelhaq Badr, Kosuke Miyauchi, Chitose Ishihara, Reiko Onishi, Zijin Guo, Yoshiteru Sasaki, Hiroshi Ike, Akiko Takumi, Noriko M. Tsuji, Yoshinori Murakami, Tomoya Katakai, Masato Kubo and Takashi Saito, "CRTAM determines the CD4+ cytotoxic T lymphocyte lineage", Journal of Experimental Medicine

作者單位:日本理化學研究所

(此文為轉載)


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