新研究发现婴儿免疫的弱点和“秘密武器”

新的研究揭示了为什么婴儿更容易受到呼吸道感染，指出了他们尚未成熟的记忆T细胞。然而，婴儿也具有独特的防御机制，即支气管相关淋巴组织(BALT)，它产生针对新病原体的抗体，并在3岁时消失。

　　

哥伦比亚大学(Columbia University)的研究人员领导的两项新研究解释了为什么婴儿会患上如此多常见的呼吸道感染，并确定了一种仅在婴儿身上发现的特殊免疫细胞群，这种免疫细胞群可以帮助婴儿更好地应对新的病原体。

“我们对免疫系统是如何在一生中发育的知之甚少，我们对儿童免疫系统发育的了解大部分来自动物研究，”哥伦比亚大学瓦格洛斯内外科医学院免疫系统发育专家Donna Farber博士说，他领导了这项研究。“但鼠的发育速度比人类快得多，它们的免疫系统也与我们的有所不同。”利用来自已故儿童器官捐献者的大量组织样本，Farber的团队能够精确地指出婴儿与成人免疫系统发育的不同之处。

肺和肠道中的免疫细胞需要时间才能成熟

发表在《免疫》(Immunity)杂志上的一项研究发现，被称为记忆T细胞(memory T cells)的特殊免疫细胞是在首次接触病原体后形成的，在3岁之前，它们在肺部和肠道中迅速积聚，在血液和淋巴组织中积聚的速度更慢。这些细胞使年龄较大的儿童和成人在下次遇到病原体时能够立即产生特异性免疫反应。

但是有个问题。

Farber说:“我们发现，幼儿的记忆T细胞在功能上还不成熟，大约在4到6岁时才开始具有保护免疫的能力。这就解释了为什么与成年人相比，婴儿和幼儿更容易患复发性呼吸道感染和其他传染病。”

这一发现也可以解释为什么在一岁大的时候给孩子介绍食物可以预防严重的食物过敏。“早期记忆T细胞比成熟的记忆细胞更有耐受性，所以它们不会对新食物产生免疫反应，”Farber说。

“秘密武器”保护婴儿免受新病原体侵害

但是，尽管婴儿极易受到反复感染，但发表在《自然免疫学》(Nature Immunology)上的另一项研究发现，婴儿有一种独特的方式来应对新的病原体。研究人员在婴儿的肺部发现了被T细胞包围的产生抗体的B细胞簇。这种支气管相关淋巴组织(BALT)在6 - 12个月大时形成，3岁后消失。

Farber说:“在T细胞记忆形成之前，BALT使肺部能够产生针对呼吸道病原体的抗体，但在儿童后期不再需要它们时，BALT就会崩溃。这种机制有助于幼儿对生命早期遇到的许多不同的呼吸道病原体做出反应。”

这也可以解释为什么与成年人相比，幼儿对新的呼吸道感染(包括SARS-CoV-2)的抵抗力更强。

Farber说:“对于以前从未遇到过的SARS-CoV-2病毒，我们看到50多岁和60多岁的人非常容易感染严重的COVID，但大多数接触过SARS-CoV-2的孩子都很好，许多人甚至没有症状。这告诉我们，婴儿和幼儿必须有一些适应能力来应对成年人所没有的新病原体。”

BALT也可能是一些儿童患上慢性哮喘和过敏的原因。Farber说:“这些疾病的部分原因可能是BALT在儿童时期的异常持续，这可能引发对某些抗原的过度反应。”

Farber补充说，这项研究可能提供线索，说明为什么鼻内COVID疫苗的早期试验在成人中没有显示出希望，而鼻内流感疫苗往往在儿童中效果更好。“这种类型的疫苗可能在儿童身上效果更好，因为他们有BALT结构，可以在肺部引发新的抗体。BALT提供了一些保护，但显然不能保护幼儿免受一切伤害，我们必须记住，在疫苗出现之前，三分之一的儿童在婴儿期死于传染病。所以儿童疫苗对保护我们非常重要。”

参考文献:

“Site-specific development and progressive maturation of human tissue-resident memory T cells over infancy and childhood” by Thomas J. Connors, Rei Matsumoto, Shivali Verma, Peter A. Szabo, Rebecca Guyer, Joshua Gray, Zicheng Wang, Puspa Thapa, Pranay Dogra, Maya M.L. Poon, Ksenia Rybkina, Marissa C. Bradley, Emma Idzikowski, James McNichols, Masaru Kubota, Kalpana Pethe, Yufeng Shen, Mark A. Atkinson, Maigan Brusko, Todd M. Brusko and Donna L. Farber, 7 July 2023, Immunity.

“Induction of bronchus-associated lymphoid tissue is an early life adaptation for promoting human B cell immunity” by Rei Matsumoto, Joshua Gray, Ksenia Rybkina, Hanna Oppenheimer, Lior Levy, Lilach M. Friedman, Muhammad Khamaisi, Wenzhao Meng, Aaron M. Rosenfeld, Rebecca S. Guyer, Marissa C. Bradley, David Chen, Mark A. Atkinson, Todd M. Brusko, Maigan Brusko, Thomas J. Connors, Eline T. Luning Prak, Uri Hershberg, Peter A. Sims, Tomer Hertz and Donna L. Farber, 17 July 2023, Nature Immunology.