Nature Medicine：空气污染对人类免疫系统的影响

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题目：Inhaled particulate accumulation with age impairs immune function and architecture in human lung lymph nodes

期刊：Nature Medicine

IF：87.241

发表时间：2022年11月21日

通讯作者单位：哥伦比亚大学

DOI：https://doi.org/10.1038/s41591-022-02073-x

主要内容：

来自环境污染物的吸入颗粒物在肺部相关淋巴结的巨噬细胞中积累多年，通过对免疫细胞功能和淋巴结构的直接影响损害了免疫监视。这些发现揭示了改善空气质量对保持免疫健康以对抗当前和新出现的病原体的重要性。

世界人口正在老龄化，与疾病相关的大部分医疗费用、发病率和死亡率涉及到生命中第六个十年及以上的人。因此，我们需要提高对加剧老年人疾病易感性的基本机制的认识。正如在SARS-COV-2大流行中所观察到的那样，老年人对呼吸道感染以及其他肺部疾病（如慢性阻塞性肺病和癌症）的敏感性增加。这种易感性归因于免疫细胞的衰老变化，它导致了系统性炎症和适应性免疫的功能损伤。然而，免疫系统在整个身体的粘膜和淋巴组织中是局部的，而衰老对局部免疫反应的影响还没有得到很好的研究。肺部持续暴露在环境中，而这种暴露对免疫系统的影响随着年龄的增长还不清楚。在这项研究中，作者调查了大气颗粒物在人类寿命期内对肺部相关免疫的作用。

在作者对人体组织免疫的研究中，使用了从已故人体器官捐献者那里获得的样本，作者一直观察到与肺部相关的淋巴结（LNs）是黑色的，因为存在黑色颗粒物，而与肠道相关的LNs是预期的米黄色，没有颗粒物。因此，作者开始使用定量成像和细胞及功能测定法研究颗粒物对这些不同LN部位的免疫细胞和LN结构的影响。作者发现，大气中的颗粒物随着年龄的增长特别是在肺部相关的LN中积累，而不是在肠道相关的LN中积累，而且这种积累在40岁以后明显增加（图1）。由于淋巴管连接着LN和组织，人们可能期望黑色颗粒物会分散到其他类型的组织排水LN中；然而，颗粒物被夹在肺相关LN中的事实表明颗粒物对肺部免疫的局部影响。作者发现，颗粒物被包含在一个特定的巨噬细胞亚群中，该亚群位于LN的T细胞区而不是滤泡内。重要的是，含有颗粒物的巨噬细胞表现出活化程度降低，促炎症细胞因子的产生受损，吞噬能力明显下降，而同一LN中不含颗粒物的巨噬细胞则没有表现出这些功能改变。由于B细胞滤泡和淋巴引流的破坏，颗粒物在肺相关LN中的积累进一步导致了LN结构完整性与年龄相关的改变。这些结果表明，吸入的颗粒物对发生在淋巴器官中的先天性和适应性免疫过程有直接和累积的影响，这些淋巴器官对肺和呼吸道进行免疫监视。

作者的研究表明，我们环境中的污染物对人类的免疫系统，特别是与呼吸道相关的免疫器官有直接的有害影响。LNs过滤杂质并协调有害抗原和病原体的清除，但几十年来，与肺部相连的LNs被颗粒物堵塞，结果它们无法执行宿主防御和免疫监视的基本功能。此外，污染物的影响是累积性的，在一定程度上可以说明老年人的呼吸道感染结果比年轻人差。

作者的研究提出了关于微粒被LNs中的特定巨噬细胞亚群所包含的机制的重要问题。目前还不知道这些巨噬细胞是常驻LN还是来自于迁移到相关LN的肺部巨噬细胞。评估针对某些巨噬细胞群是否能促进颗粒物的清除将是有趣的。此外，作者表明颗粒物损害了由巨噬细胞表达的清道夫受体所介导的吞噬能力。然而，颗粒物对吞噬病原体和细胞碎片的其他途径的影响仍有待确定。此外，了解吸入颗粒物对肺部本身的常驻免疫细胞群的全部影响也很重要，这是一个正在调查的领域。

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41591-022-02073-x

转自：“生物医学科研之家”微信公众号

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