当人体随着年纪渐长而老化，免疫系统功能也会逐步衰退，不仅削弱其对外来病原体的抵抗力，也令长者对疫苗接种的效果普遍比年轻人较弱。美国史丹佛大学医学院团队近期的一项研究发现，透过调节老年实验小鼠体内造血干细胞的组成比例，有助重振免疫系统，改善其防御病毒感染的能力。研究于 3 月底在期刊《自然》（Nature）中发表，未来或有望应用于人体，逆转免疫力随老化衰退，继而令人容易遭受严重感染的困境。
以创新技术量化人体免疫力，免疫辅助检测助力精准健康（基因线上国际版）建构人体免疫力屏障，造血干细胞举足轻重
造血干细胞（Hematopoietic stem cells，HSCs）顾名思义就是负责造血作用（Hematopoiesis）的干细胞，具备多潜能性（Multipotency）和自我更新（Self-renewal）双重能力。前者让 HSCs 分化成所有类型的血球细胞，包括红血球、血小板和各种白血球（如 B 细胞、T 细胞、单核球、巨噬细胞、树突细胞等）；后者则可以让 HSCs 长久保持分化能力，从而能持续产生生物体所需的各类型血球细胞。
HSCs 其中一个主要功能就是借由分化成淋巴细胞（Lymphocytes）和骨髓细胞（Myelocytes，泛指淋巴细胞以外的其他血球），建构生物的免疫系统。这包括主要由骨髓细胞组成、不具有特异性和记忆性、且与炎症反应相关的先天免疫系统（Innate immunity），以及主要由淋巴细胞（B 细胞和 T 细胞）负责，可对特定病原体做出特异性反应，并在初次感染后产生免疫记忆的后天免疫系统（Adaptive immunity）。
造血干细胞分化不平衡，恐令长者免疫力打折扣
然而需要注意的是，HSCs 的分化倾向会随着生物年龄增长而有所改变。在青年时期，干细胞分化较为均衡，不会特别侧重其中一边，这阶段的造血干细胞可简称为 bal-HSC。可是当生物步向老年，干细胞分化取向会逐渐向骨髓细胞的一方倾斜（Myeloid-biased），这阶段的造血干细胞可简称为 my-HSC。当干细胞分化失去平衡，淋巴细胞生成减少而骨髓细胞生成增加，就可能会令生物对外来病原体的防御力被削弱，而且骨髓细胞通常是透过触发炎症反应来抵御病原体入侵，过强或慢性的炎症反应也会对健康构成危害。再者，由于疫苗接种主要作用于人体的后天免疫系统，所以上述现象也可能会令疫苗对长者的保护力打折扣。
研究论文其中一位通讯作者，史丹佛大学病理学及发育生物学教授 Irving Weissman 以新冠疫情为例，带出问题的严重性。他指出当长者体内新的 B 细胞和 T 细胞产量减少，使他们对新冠病毒的防御力较一般年轻人为低，继而导致老年族群重症和死亡比率较高。即使后来有疫苗可供接种，也未能扭转劣势。Weissman 教授表示，如果能够将小鼠实验的结果在人类身上重现，重振长者的免疫系统，即使日后再有新的全球性病原体来袭，也有望减低老年族群的危害。
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参与此次研究的团队成员来自史丹佛大学医学院和隶属于美国国家过敏和传染病研究所（National Institute of Allergy and Infectious Diseases）的洛矶山实验室（Rocky Mountain Laboratories），过程以 18 至 24 个月大的小鼠作为研究对象。考虑到实验小鼠的平均寿命只有约 2 至 3 年，它们活到这个年纪已属老态龙钟之年。研究人员使用针对 my-HSC 的抗体，将小鼠体内倾向分化为骨髓细胞的造血干细胞（my-HSC）清除。团队发现与未经治疗的小鼠相比，接受抗体治疗的老年小鼠体内含有更多 bal-HSC，新生 B 和 T 细胞的数量亦较高。这意味着小鼠的免疫系统回复到与年轻时期相似的状态。此外，治疗效果到接受治疗 2 个月（8 周）后仍能持续，当治疗组小鼠在 8 周后接种一款对应某种先前从未遇过的病毒的疫苗时，其免疫反应比未经治疗的小鼠更强，免疫力状况也较接近用作对照的年轻小鼠。
论文第一作者，史丹佛大学医学院博士后研究员 Jason Ross 表示，研究团队不仅观察到抗体治疗组小鼠 HSC 的分化状况有所改变，生成更多参与后天免疫的淋巴细胞，它们体内的炎症蛋白水平也有所下降，从而令对抗新病原体侵袭时触发的炎症得以减轻，而且治疗效果的持续时间也超乎团队预期。
研究人员又提到，由于实验小鼠与人类的 my-HSC 非常相似，未来或许可以尝试验证能否借助类似技术，在人体中重现上述成果，甚至开发出能够逆转人类免疫系统衰老的新疗法，改善老年族群对疫苗接种的反应，减少新型病毒感染对长者的危害。
延伸阅读：T 细胞代谢途径研究新发现，有望为免疫学研究开拓新路参考资料：
1. https://med.stanford.edu/news/all-news/2024/03/older-immune-system.html
2. https://highscope.ch.ntu.edu.tw/wordpress/?cat=4839
3. https://www.nature.com/articles/s41586-024-07238-x
4. https://medicine.wustl.edu/news/life-span-increases-in-mice-when-specific-brain-cells-are-activated/
5. https://www.nature.com/articles/d41586-024-00871-6
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