探寻人类机体免疫系统的奥秘！

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谷 君 说

尽管人类基因组计划（Human Genome Project）对人类基因组进行了测序并导致了新型基因组学工具的开发，但是它没有解决人类免疫系统的规模和复杂性。

探寻人类机体免疫系统的奥秘！

文/T.Shen

提高免疫系统，我们都知道其是保护机体免于损伤的重要防御屏障，近些年来，科学家们通过多项研究破解了机体免疫系统的奥秘，本文中，小编就对相关成果进行筛选整理，与各位一起学习！

【1】Nature：重磅！解码人体免疫系统！首次对人体免疫系统进行全面测序

有史以来第一次，科学家们对人体免疫系统进行全面测序，人体免疫系统比人类基因组大数十亿倍。在一项新的研究中，来自美国范德堡大学的研究人员对这个庞大而又神秘的系统的一个关键部分---编码循环B细胞受体库的基因---进行了测序。通过对成年人和婴儿中的这些B细胞受体进行测序，他们发现了令人吃惊的抗体序列重叠，这些重叠可能为开发在不同人群中起作用的疫苗和疗法提供了潜在新的抗体靶标。作为一项大型的多年计划的一部分，这项研究旨在确定人们能够应对和适应各种各样疾病的遗传基础。相关研究结果于2019年2月13日在线发表在Nature期刊上。

这一进展之所以成为可能，是因为生物学研究与高性能前沿超级计算的结合。尽管人类基因组计划（Human Genome Project）对人类基因组进行了测序并导致了新型基因组学工具的开发，但是它没有解决人类免疫系统的规模和复杂性。

研究者James E. Crowe博士说道，“人类免疫学和疫苗开发领域面临的一个持续存在的挑战是我们没有关于正常健康的人体免疫系统的完整参考数据。在当今时代之前，人们认为不可能开展这样的研究，这是因为免疫系统在理论上是非常大的，但是这篇新论文表明可以确定其中的很大一部分，这是因为每个人的B细胞受体库的规模出乎意料地小。”

【2】JCI：科学家发现机体免疫系统的“总开关”

doi：10.1172/JCI124725

近日，一项刊登在国际杂志Journal of Clinical Investigation上的研究报告中，来自曼彻斯特大学的科学家们通过研究发现了机体免疫系统的重要部分，其或许对于开发治疗人类最具毁灭性疾病的新型疗法具有重大意义，比如癌症、糖尿病、多发性硬化症克罗恩病等。

研究者指出，这项研究中我们发现了一种被microRNA-142分子所调节的分子通路，这对于理解机体免疫系统的功能非常重要；microRNA-142分子能控制调节性T细胞，从而调节机体免疫系统的功能并帮助抑制自身免疫性疾病的发生，该分子是免疫系统中高度表达的调节子。

【3】Current Biology：新研究揭示人体免疫系统发育的机制

doi：10.1016/j.cub.2019.01.058

康斯坦茨大学的细胞生物学家阐述了最近人类免疫系统的进化过程，并在科学期刊《Current Biology》杂志上发表了他们的发现。在公共基因组数据的推动下，这项工作提供了证据，即受体分子CEACAM3的遗传改变与抵御特定病原微生物的能力有关。

像秘密活动的专业窃贼一样，细菌病原体也需要正确的工具套件潜入并在我们的身体中建立自己。在这方面，一些微生物是极端专家，仅感染单一宿主生物。这个小组包括淋球菌和病原体流感嗜血杆菌，它们仅在人类中发现。这两种病原体都具有超越人体各种防御机制的能力，以便将自身附着在粘膜上。

这一发现表明，这种受体分子最近才出现在灵长类动物的进化史上，”豪克说。各种类人猿之间这种受体的比较进一步揭示了CEACAM3的进化速度惊人。这种快速发展可以通过受体作为对特化细菌的防御的功能来解释：细菌表面上允许病原体逃避这种免疫监视的任何变化将在世代的过程中通过CEACAM3的相应变化进行匹配。“结果是一种分子军备竞赛，其中有时微生物有边缘，有时免疫系统有，”Christof Hauck解释道。

【4】PNAS：机体免疫系统如何有效识别病毒肽并对其进行攻击？

近日，一项刊登在国际杂志Proceedings of the National Academy of Sciences上的研究报告中，来自澳大利亚国立大学和澳洲莫纳斯大学的科学家们通过研究解开了长期以来困扰研究者的一个问题，即机体免疫系统如何有效识别来自病毒的蛋白并抵御病毒入侵机体，相关研究或为后期开发新型疫苗提供了新的线索和思路。

研究者David Tscharke教授表示，机体免疫系统能识别超过80%的病毒蛋白，并能以此来诱发免疫反应，这远远超出了我们的想像；本文研究或能帮助深入理解病毒和疫苗被机体识别的分子机制，对于后期开发新型疫苗具有非常重要的意义。此外，研究人员还能将本文研究结果应用于其它病毒和癌症中，从而确定对机体免疫系统非常有利的目标。

【5】Nature：揭示免疫系统保护机体抵御肠癌的新型分子机制

近日，一项刊登在国际杂志Nature上的研究报告中，来自柏林大学夏里特医学院（Charité - Universitatsmedizin Berlin）的科学家们通过研究发现了一种机体保护肠道干细胞免于癌变的保护性机制，机体中的先天性免疫系统在其中扮演着关键角色。

机体的肠壁细胞会面对外源性物质，比如细菌、被消化分解的食物等，特定的外源性物质会诱发肠壁上皮细胞发生遗传性改变，如果出现DNA损伤的积累（尤其是上皮干细胞出现这种损伤积累）就会导致肠癌的发生。为了抑制癌症的发生和进展，细胞就需要修复损伤的DNA，如果损伤面过大的话，细胞就会启动“细胞凋亡”程序来自救。

【6】Science：揭示先天免疫系统介导的HIV纳米颗粒免疫原靶向生发中心机制

doi：10.1126/science.aat9120

免疫系统能够识别纳米和微米大小的颗粒（比如病毒和细菌）并对它们作出反应。纳米颗粒经输入淋巴被运送到淋巴组织中，经内化和加工后用于树突细胞的抗原呈递，并且通过B细胞受体（BCR）的结合激活B细胞。免疫识别的这些特征促进人们将纳米颗粒抗原用于许可的疫苗中，比如HPV疫苗和乙肝病毒疫苗，并且在开发新疫苗时促进人们设计纳米颗粒形式的免疫原。对HIV病毒而言，来自临床前动物模型的证据表明相比于单体抗原，纳米颗粒HIV免疫原能够更加高效地激活低亲和力的生殖系前体B细胞，促进增强的滤泡辅助T细胞（follicular helper T cell， Tfh）诱导和生发中心反应，并且促进诱导中和抗体反应。然而，人们对这种适应性免疫受到免疫原的物理形式影响的机制仍然知之甚少。

在一项新的研究中，来自美国麻省理工学院等多家研究机构的研究人员比较了两种不同的发生高度糖基化的HIV抗原---一种源自gp120的小蛋白和一种较大的保持稳定的包膜蛋白（Env）三聚体---在以蛋白纳米颗粒形式或者以游离形式存在时在初次免疫后的命运。不同于单体抗原的是，纳米颗粒抗原被快速地运送到滤泡树突细胞（follicular dendritic cell， FDC）网络，随后以依赖于补体、甘露糖结合凝集素（mannose-binding lectin， MBL）和免疫原聚糖（immunogen glycan）的形式聚集在生发中心。相关研究结果于2018年12月20日在线发表在Science期刊上。

【7】Nat Commun：免疫系统或是维持机体青春永驻的源泉

能够保持机体年轻、健康且精力充沛是很多人的愿望，近日，一项刊登在国际杂志Nature Communications上的研究报告中，来自魏茨曼科学研究学院的科学家们通过研究表示，人们的这一愿望或许未来有望实现。

文章中，研究人员首先开始对机体免疫系统参与关键活动的方式进行调查，这一关键活动即如何清除衰老的细胞，机体的衰老细胞并没有完全死亡，而是丧失了功能或遭受了无法弥补的损伤，这些细胞会通过促进炎症发生来参与疾病的发生过程；研究者利用免疫活动关键基因缺失的小鼠进行研究，两年后这些小鼠机体中会积累大量的衰老细胞，缺失该基因的小鼠会遭受慢性炎症的折磨，而且机体的多项功能均发生了下降，相比正常对照小鼠而言，这些小鼠显得非常老，而且会发生过早死亡。

【8】Nature：构建出首个人类早期妊娠细胞图谱，揭示母体免疫系统在早期妊娠发生的变化

维持健康的妊娠有时是困难的：许多妇女遭受流产或死产，而其他妇女出现先兆子痫等问题。许多这些问题的根源发生在妊娠的最初几周，这也是胎盘形成的时候。胎儿着床到母体中称为蜕膜（decidua）的子宫内膜上，从而为胎盘提供良好的血液供应。研究母体和胎儿之间的界面可能有助于解答许多重要问题，包括母体的免疫系统如何发生变化从而允许母体和发育中的胎儿共同存在。 然而，在此之前这个领域还没有得到很好的研究。

在一项新的研究中，来自英国威康基金会桑格研究所、纽卡斯尔大学和剑桥大学的研究人员研究了妊娠前三个月的7万多个细胞。利用单细胞RNA测序和单细胞DNA测序，他们鉴定出蜕膜和胎盘中的母体细胞和胎儿细胞，并发现这些细胞如何相互作用。他们发现胎儿细胞和母体细胞利用信号相互交谈，这种交谈使得母体免疫系统支持胎儿生长。这项研究也是首次构建出关于人类早期妊娠的人类细胞图谱（Human Cell Atlas）。

它呈现了子宫和胎盘中的新的意想不到的细胞状态，并显示每个细胞中的哪些基因开启。从这项研究获得的新见解将有助于我们了解导致成功妊娠的原因，以及在流产或先兆子痫期间可能出现的问题。相关研究结果发表在2018年11月15日的Nature期刊上。

【9】Cell Metabol：科学家鉴别出免疫系统关键组分的新功能

doi：10.1016/j.cmet.2018.09.009

血液中循环的一种补体蛋白是机体免疫系统的重要组成部分，其能够帮助免疫系统有效识别细菌、病毒和其它有害的病原体，同时也能促进白细胞更快速地寻找病原体并且有效对其进行杀灭；近日，来自隆德大学的研究人员通过研究发现了中央补体蛋白C3的一种未知的功能，相关研究刊登于国际杂志Cell Metabolism上，文章中研究人员描述了C3调节细胞自噬的作用机制。

自噬是机体中的一种基本机制，其能够控制细胞分解胞内物质的能力，比如去除细胞废物，通过再使用自身组分来产生能量等，干扰细胞自噬机制被认为会诱发多种疾病，因此本文研究对于理解多种疾病的发生以及新型疗法的开发至关重要，比如2型糖尿病等疾病。此前研究人员通过研究发现，血液中包含40种蛋白质的补体系统在胰腺的β细胞中同样存在。

【10】Cell：新生儿出生后免疫系统为何会快速发育

doi：10.1016/j.cell.2018.06.045

根据最近由来自Karolinska当研究所的科学家们发表在最近一期的《Cell》杂志上的一篇文章，婴儿刚出生的时候，免疫系统受到外界细菌、病毒环境的影响开始快速地发育。

对新生儿的免疫系统变化的检测一直以来十分困难，因为需要在分娩之后直接从脐带中取样。如今，研究者们开发出了一类新的免疫细胞分析技术，能够对出生四周内的婴儿的免疫细胞进行系统的检测。

在这项研究中，通过先进的质量细胞检测技术以及血浆蛋白深度分析技术，作者比较了100名新生儿（其中包含早产儿）在出生后第一周，第四周以及第十二周时的血液样本。

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