黃麗映 劉韜

近年來，人口老齡化已逐漸成為社會關(guān)注的焦點，而衰老與感染性疾病、心血管疾病、神經(jīng)退行性疾病、自身免疫失調(diào)性疾病、腫瘤等疾病的發(fā)生率升高直接相關(guān)。機體衰老伴隨著免疫功能的紊亂是這些疾病發(fā)生的重要原因之一。因此，免疫與衰老之間的關(guān)系逐漸受到各領(lǐng)域?qū)W者的關(guān)注[1]。衰老是個復(fù)雜的過程，表現(xiàn)為生理結(jié)構(gòu)完整性的逐漸喪失，導(dǎo)致機體功能損害和死亡易感性增加。近年來，學(xué)術(shù)界提出了衰老的共同特征，主要表現(xiàn)為慢性低度炎癥即炎癥性衰老、基因組不穩(wěn)定性、端粒磨損、表觀遺傳改變、蛋白質(zhì)平衡喪失、營養(yǎng)傳感失調(diào)、線粒體功能障礙、細胞衰老、干細胞衰竭以及細胞間通訊的改變[2]。免疫衰老通常定義為機體的先天性和適應(yīng)性免疫系統(tǒng)發(fā)生與年齡相關(guān)的結(jié)構(gòu)和功能改變[3]。目前研究表明衰老對適應(yīng)性免疫系統(tǒng)的影響大于對先天性免疫系統(tǒng)的影響，可通過免疫細胞衰老相關(guān)標(biāo)志物表達的改變、細胞因子分泌量的變化、細胞亞群的變化和細胞功能缺陷來體現(xiàn)[4-5]。同時免疫監(jiān)視功能受損會加速衰老細胞的積累，進一步加速衰老的進程[6]?；诂F(xiàn)有的衰老理論仍存在一定不完整性，人體免疫系統(tǒng)平衡的調(diào)控具有復(fù)雜性，為了滿足日益增長的老年人口健康相關(guān)需求，對年齡相關(guān)性免疫衰老的研究迅速發(fā)展。同時，對免疫衰老指標(biāo)的量化有助于評估機體免疫功能狀態(tài)，對健康管理、重大疾病的預(yù)防和指導(dǎo)臨床治療決策具有重要意義。

一、衰老相關(guān)的T細胞改變

1.衰老相關(guān)的T細胞亞群及其免疫功能的變化：衰老會影響免疫系統(tǒng)的所有細胞，尤其是T細胞更容易受到衰老過程的影響[7]。幼稚CD4+T和CD8+T淋巴細胞均起源于胸腺，通常表達CD45RA 分子、趨化因子受體（chemokine receptor 7，CCR7），同時分泌大量白細胞介素2（interleukin 2，IL-2）等細胞因子。這群細胞在抵御病原體和清除惡性細胞中起著主要作用。然而隨著機體的衰老，胸腺開始逐漸退化，T細胞的發(fā)育、分化和成熟出現(xiàn)障礙，表現(xiàn)為胸腺向外周輸出幼稚T淋巴細胞數(shù)目減少，同時CD8+T細胞數(shù)量比CD4+T細胞下降快[8]。大量研究表明由于體內(nèi)外各種抗原的刺激增加，特別是巨細胞病毒（cytomegalovirus，CMV）感染與效應(yīng)型記憶T細胞（effector memory T cell，TEM）增加有密切的聯(lián)系，使外周血中幼稚淋巴細胞活化成記憶性淋巴細胞，并在體內(nèi)長期存在[9-10]。這一過程導(dǎo)致隨年齡增長，記憶性CD4+和CD8+T淋巴細胞數(shù)目增加，使其對新抗原的反應(yīng)能力降低，同時表達CD45RO 分子增加，分泌腫瘤壞死因子α（tumor necrosis factor -α，TNF-α）、白細胞介素4（interleukin 4，IL-4）、白細胞介素5（interleukin 5，IL-5）、干擾素γ（interferon，IFN-γ）和細胞毒性分子如穿孔素和顆粒酶等[11]（表1）。此外，調(diào)節(jié)性T細胞（regulatory T cell，Treg）和輔助性T細胞（helper T lymphocyte，Th）也發(fā)生了年齡相關(guān)性的變化，衰老過程中Treg和Th 細胞數(shù)量增加，其中，幼稚CD4+T細胞有分化為不同Th 細胞亞群的能力，衰老個體中幼稚CD4+T細胞分化為Th9 細胞增多，分泌標(biāo)志性細胞因子白細胞介素9（interleukin 9，IL-9）增加。主要是由于機體內(nèi)幼稚CD4+T細胞表面的轉(zhuǎn)化生長因子-β 受體3（transforming growth factor β receptor 3，TGF-βR-3）上調(diào)，對轉(zhuǎn)化生長因子-β（transforming growth factor β，TGF-β）的刺激應(yīng)答反應(yīng)增強；其次，核轉(zhuǎn)錄因子譜發(fā)生了變化，包括堿性亮氨酸拉鏈轉(zhuǎn)錄因子（basic leucinezippertranscription factor，BATF）和干擾素調(diào)節(jié)因子（interferon regulatory factor 4，IRF-4）表達增強，分化抑制因子3（inhibitor of differentiation 3，ID-3）和B細胞淋巴瘤基因6（B cell lymphoma 6，BCL-6）表達減少，也有利于Th9 細胞的分化[12-13]。IL-9是介導(dǎo)各種炎癥反應(yīng)的重要細胞因子，參與自身免疫性疾病、炎癥性腸病和腫瘤等疾病的發(fā)生，可能加速機體衰老的進程[14]。同時Th1、Th2 細胞分泌的細胞因子減少，CD8+T細胞的增殖能力和細胞毒性均下降，使機體抵御外界病原體的能力下降[4]。

2.T細胞衰老相關(guān)標(biāo)志物：根據(jù)T細胞表型和功能差異，不能將衰老的T細胞與長期抗原刺激誘導(dǎo)的功能衰竭T細胞混淆。T細胞衰老不等于T細胞功能耗竭[8]。衰老的T細胞具有有限的增殖能力，主要是由于端粒長度的縮短和端粒酶的喪失，從而產(chǎn)生更少的IL-2，進一步降低這些細胞的增殖[15]。T細胞衰老最有特征性的改變是CD28和CD27等共刺激分子的表達缺失，同時高表達如殺傷細胞凝集素樣受體亞家族G1（killer cell lectin-like receptor subfamily G，member1，KLRG-1）和CD57 等標(biāo)志物[16-17]。自然殺傷族2D 受體（naturekillergroup2D，NKG2D）在CD4+T淋巴細胞中的表達是免疫系統(tǒng)衰老重要標(biāo)志之一[7]。而免疫細胞耗竭常見于慢性感染和癌癥患者體內(nèi)免疫細胞功能的喪失，主要是由于長期暴露于持續(xù)性抗原和炎癥，精疲力竭的免疫細胞逐漸失去效應(yīng)功能，記憶性免疫細胞特征也開始缺失。功能耗竭的T細胞高表達如程序性細胞死亡受體1（programmed cell death 1，PD-1）、淋巴細胞活化基因3（lymphocyte activation gene 3，LAG-3）、T細胞免疫球蛋白黏蛋白3（T cell immunoglobulin mucin 3，TIM-3）和細胞毒性T淋巴細胞相關(guān)蛋白4（cytotoxic T lymphocyte-associated protein 4，CTLA-4）等標(biāo)志物（表1）；其次，衰老的T細胞受到刺激能分泌高水平的炎性細胞因子，而功能耗竭的T細胞受到刺激后既不能增殖也不能分泌細胞因子；最后，衰老T細胞具有不可逆性，而功能耗竭T細胞具有一定可逆性[1,18]。這些均表明衰老T細胞與功能耗竭T細胞指的是兩種不同的細胞狀態(tài)，有助于進一步評估機體免疫功能狀態(tài)。

表1 衰老過程中T細胞的變化

二、衰老相關(guān)的NK細胞改變

1.衰老相關(guān)的NK細胞亞群及其免疫功能的變化：NK細胞是由CD3-CD16+CD56+表面表型所定義的細胞毒性淋巴細胞群，約占循環(huán)淋巴細胞總數(shù)的7﹪～15﹪，參與腫瘤細胞和病毒感染細胞的識別和裂解[4]。NK細胞主要通過產(chǎn)生各種效應(yīng)細胞因子和直接細胞毒性作用發(fā)揮功能。其中分泌的IFN-γ 可直接增強靶細胞免疫原性，促進適應(yīng)性免疫應(yīng)答，細胞毒性活動依賴于顆粒酶和穿孔素，從而在固有免疫應(yīng)答中發(fā)揮重要作用[19]。NK細胞免疫衰老的特點是NK細胞亞群的重新分布，激活性受體的表達減少，細胞毒性降低。根據(jù)CD56 表面表達的相對密度，可以將NK細胞分為CD56dim和CD56bright2個表型和功能不同的亞群。隨著年齡的增長，以分泌細胞因子為主的CD56bright不成熟NK細胞逐漸下降，從而影響其他免疫細胞的信號傳導(dǎo)和募集；同時以殺傷功能為主的CD56dim成熟NK細胞不斷增多并開始表達CD57，但對IL-2 等細胞因子的增殖反應(yīng)性降低[20]（表2）。這些研究表明NK細胞在衰老過程中發(fā)生表型和功能向成熟狀態(tài)轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象，但CD56dimNK細胞數(shù)量的增加并不會增強NK 整體的細胞毒性作用[21]。有研究表明衰老對自然或CD16 依賴性NK細胞毒性所涉及的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路有不同程度的影響，老年人NK細胞裂解活性下降的原因可能與NK細胞與靶細胞相互作用后釋放三磷酸肌醇的能力下降以及4，5 二磷酸脂酰醇的延遲水解有關(guān)[22-23]。

2.NK細胞衰老相關(guān)標(biāo)志物：NK細胞毒性是激活性和抑制性受體之間保持良好平衡的結(jié)果[22]。隨年齡增長，CD56dimNK細胞繼續(xù)分化，在此過程中，NK細胞表面的激活性受體如NKG2D 表達增加，而NKG2C 表達減少，同時NK細胞表達抑制性受體NKG2A 減少，免疫球蛋白樣殺傷受體（killer cell immunoglobulin-like receptor，KIR）、CD57和CD16的表達均增加[24-26]。有研究表明，在某些腫瘤和慢性感染患者中，NK細胞表達PD1和TIM3 增加，不僅對T細胞功能具有抑制作用，對NK細胞功能也有一定的抑制作用，同時Treg細胞數(shù)量增加會抑制NKG2D在NK細胞上的表達，從而抑制NK細胞的功能[19]。終末分化的CD56dimNK細胞表面的HLA-DR和CD95 表達水平增高，而CD69、CD94表達均下降。此外，衰老相關(guān)性NK細胞表面抑制性和激活性受體失調(diào)的同時天然細胞毒受體（natural cytotoxicity receptors，NCRs）比如NKp30、NKP44、NKp46 等表達減少，而NKp30 參與了樹突狀細胞（dendritic cell，DC）介導(dǎo)的先天性和適應(yīng)性免疫反應(yīng)，造成NK細胞功能紊亂[10,26]（表2）。

3.NK細胞釋放細胞因子的變化：IL-2 主要是T細胞分泌的細胞因子，促進T細胞和NK細胞的增殖，是適應(yīng)性免疫反應(yīng)和NK細胞之間的主要橋梁。細胞因子如IL-2、IL-12、IFN-γ、干擾素α（interferon，IFN-α）等可以增強NK細胞的殺傷能力，然而隨年齡增長，NK細胞對IL-2的增殖反應(yīng)性明顯減低，老年人中NK細胞分泌的IFN-γ、IFN-α、IL-13 等細胞因子減少，而分泌的IL-1、IL-4、IL-6、IL- 10、TNF-α 增加[21，23]。

三、衰老相關(guān)的B細胞變化

B淋巴細胞產(chǎn)生于骨髓，成熟于脾臟，同時B細胞負責(zé)抗體的分泌，在體液免疫中發(fā)揮重要的作用。隨著年齡的增長，骨髓產(chǎn)生B細胞數(shù)量及受體多樣性降低，產(chǎn)生抗體數(shù)目減少，這降低機體對感染和疫苗接種的反應(yīng)性，并增加自身反應(yīng)性抗體的產(chǎn)生[4]。此外，B細胞亞群也發(fā)生年齡相關(guān)性變化，初始B細胞及記憶B細胞（CD3-CD19+LgD+CD27-）數(shù)量降低，同時伴衰老的B細胞（CD3-CD19+LgD-CD27-）數(shù)量增加[28]（表3）。記憶B細胞產(chǎn)生高水平的炎癥性細胞因子IL-1、IL-6和TNF-α 等，提示B細胞可能參與老年人炎癥環(huán)境的生成和維持[29]。

表2 衰老過程中NK細胞的變化

表3 衰老對B細胞的影響

四、衰老相關(guān)的DC、中性粒細胞和單核巨噬細胞變化

DC是體內(nèi)功能最強的抗原提呈細胞（antigen presenting cell，APC），是溝通先天和適應(yīng)性免疫反應(yīng)的主要橋梁。老年人的髓樣DC 表達PI3K的活性降低，吞噬活性和趨化性能力下降，同時漿細胞樣DC 產(chǎn)生Ⅰ型和Ⅱ型的干擾素減少，抗原提呈能力下降。中性粒細胞、單核巨噬細胞功能的缺陷主要是隨年齡變化的細胞信號失調(diào)介導(dǎo)的，細胞因子特別是IL-6和TNF-α 等炎性細胞因子的減少[20]。隨著年齡增長，巨噬細胞趨化性、抗原提呈能力和吞噬作用減弱，出現(xiàn)M2 型巨噬細胞極化現(xiàn)象，Toll 樣受體（toll-likereceptor，TLR）信號通路及其效應(yīng)功能受損，從而增加了老年人對疾病的易感性。

五、衰老相關(guān)的骨髓源性抑制細胞（myeloid derived suppressor cells，MDSCs）變化

MDSCs是骨髓形成過程中由髓系祖細胞發(fā)育而來的一組免疫抑制性髓樣細胞。隨年齡增長，骨髓造血細胞分化為髓樣細胞增多，在癌癥、感染性疾病、創(chuàng)傷、骨髓移植和自身免疫性疾病等炎癥條件下，MDSCs 向粒細胞、單核細胞、巨噬細胞和DC的骨髓成熟過程都會受到損傷，這可能有利于MDSCs的積累[15,30]。衰老過程與骨髓、血液、脾臟和周圍淋巴結(jié)中MDSCs的增加有關(guān)。各種衰老的細胞可表達衰老相關(guān)分泌表型（senescence associated secreting phenotype，SASP），在許多病理狀態(tài)下，分泌集落刺激因子（colony- stimulating factors，CSF）和各種趨化因子增多，激活宿主免疫反應(yīng)同時刺激MDSCs的產(chǎn)生，使MDSCs 趨向炎癥組織集中，發(fā)揮MDSCs 抑制急性炎癥反應(yīng)的作用，在許多慢性疾病中，MDSCs 呈現(xiàn)抑制宿主免疫防御從而減緩疾病進展[31]。研究表明，MDSCs是隨著年齡增長而顯著增加的特殊免疫抑制因子，是適應(yīng)性免疫系統(tǒng)衰老的有效誘導(dǎo)因子，而T細胞是MDSCs 誘導(dǎo)免疫耐受的主要靶細胞[4]，這些細胞可以分泌IL-10、TGF-β、活性氧（reactive oxygen species，ROS）等有效的抗炎和免疫抑制因素，抑制T細胞的增殖和功能，導(dǎo)致幼稚T細胞數(shù)量逐漸減少，允許腫瘤免疫逃逸[32]。同時MDSCs的擴增也會通過抑制IL-2 介導(dǎo)的NK細胞毒性作用，進一步降低NK細胞功能，加速機體免疫系統(tǒng)的衰老[19]（圖1）。

六、免疫細胞衰老與年齡相關(guān)性疾病的關(guān)系

許多研究表明衰老個體伴隨著慢性非特異性炎癥狀態(tài)[33]。其表現(xiàn)為外周血中炎性標(biāo)志物的升高，包括C 反應(yīng)蛋白（C-reactive protein，CRP）、IL-18、TNF-α和IL-6 等[34]。同時，慢性炎癥狀態(tài)是許多慢性疾病如糖尿病、心血管疾病和神經(jīng)退行性疾病發(fā)生的重要危險因素，影響疾病進展和導(dǎo)致并發(fā)癥的發(fā)生[35]。

1.免疫細胞衰老與神經(jīng)退行性疾病：阿爾茨海默癥（alzheimer disease，AD）是一種進行性神經(jīng)退行性疾病。最近研究表明淀粉樣蛋白沉積和神經(jīng)纖維纏結(jié)不能完全解釋AD的發(fā)病機制，并提出持續(xù)性病毒感染及炎癥性衰老可能在AD 中起著關(guān)鍵作用[36]。機體衰老過程中，持續(xù)性抗原刺激適應(yīng)性免疫系統(tǒng)，使記憶性T細胞增加，CD28 共刺激受體表達缺失，CD4+CD28-T細胞分泌IFN-γ 增多，激活小膠質(zhì)細胞過度分泌炎性細胞因子[36-37]。而小膠質(zhì)細胞對β 淀粉樣蛋白（amyloid beta peptide，Aβ）的吞噬能力嚴重下降，Aβ 具有抵抗微生物的防御因子作用，參與小膠質(zhì)細胞的活化，協(xié)同刺激先天性免疫應(yīng)答產(chǎn)生大量炎癥性因子[5,36]，導(dǎo)致神經(jīng)元的破壞和動脈斑塊的形成，進一步加重腦組織炎癥狀態(tài)，從而促進AD的發(fā)展。此外，記憶性B細胞和DC 細胞分泌IL-6、IFN-γ和TNF-α的基礎(chǔ)水平在老年人中升高，形成的慢性低度炎癥與動脈粥樣硬化所致的帕金森病、AD 等神經(jīng)退行性疾病有密切聯(lián)系[38]。因此，隨著年齡的增長，免疫系統(tǒng)的改變會導(dǎo)致低度炎癥，這可能有助于AD的發(fā)展。

圖1 骨髓源性抑制細胞介導(dǎo)機體衰老的過程

2.免疫細胞衰老與心血管疾?。好庖咚ダ线^程中T細胞亞群的變化可能有助于動脈粥樣硬化的發(fā)生和進展，動脈粥樣硬化是一種典型的炎癥性疾病，衰老免疫細胞表達衰老相關(guān)分泌表型（senescence associated secreting phenotype，SASP），分泌大量IFN-γ，刺激 CD4+T細胞的浸潤和先天性免疫反應(yīng)發(fā)生，進一步加重炎癥反應(yīng)，促進冠心病發(fā)展[5]。據(jù)報道，在慢性心力衰竭（chronic heart failure，CHF）病程中，單核細胞表達TLR-4 增加，可能與血漿中TNF、IL-6和IL-1 等促炎細胞因子的水平增加有關(guān)，可以預(yù)測CHF 患者的長期生產(chǎn)率，而隨著年齡的增長，白細胞的TLR 系統(tǒng)也發(fā)生了類似的變化[5]。

3.免疫細胞衰老與糖尿?。禾悄虿∈抢夏耆俗畛Ｒ姷募膊≈?。機體衰老過程中，氧化應(yīng)激增加，血漿中IL-6、TNF和CRP 等炎癥標(biāo)志物升高，可導(dǎo)致一定程度的胰島素抵抗，促進2 型糖尿病的發(fā)展[5]。免疫衰老細胞分泌IFN-γ 增加，介導(dǎo)自身免疫功能障礙，破壞胰島β 細胞，參與1 型糖尿病的發(fā)生[39]。因此，糖尿病被認為是一種與免疫衰老相關(guān)的炎癥性疾病。

4.免疫細胞衰老與自身免疫性疾病、癌癥：B細胞根據(jù)來源不同可分為 B1、B2 兩個亞群，B1 細胞主要產(chǎn)生自身反應(yīng)性抗體，介導(dǎo)自身免疫性疾病如系統(tǒng)性紅斑狼瘡、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、Graves 病等疾病的發(fā)生發(fā)展，衰老個體中B1 細胞數(shù)量增加，與老年人自身免疫性疾病的發(fā)生率增高有關(guān)[40]。此外，免疫衰老會加速衰老細胞的積累，促進組織退化和惡性轉(zhuǎn)化，導(dǎo)致腫瘤細胞出現(xiàn)免疫逃逸，加速癌癥的發(fā)生發(fā)展進程[6]。因此，抑制機體免疫衰老有望成為腫瘤免疫治療的新策略。

免疫細胞的衰老導(dǎo)致免疫系統(tǒng)整體功能的衰老。因此，免疫細胞的衰老與機體衰老之間聯(lián)系密切，相互影響、相互促進。隨年齡增長，先天性和適應(yīng)性免疫系統(tǒng)發(fā)生細胞亞群和功能的改變，并表達相應(yīng)的免疫衰老相關(guān)指標(biāo)。因此，建立不同年齡段健康成人外周血淋巴細胞亞群的參考值范圍，研究年齡相關(guān)性免疫細胞衰老標(biāo)志物并量化，對機體進行量化的免疫評估，有助于篩選亞臨床狀態(tài)的人群和對重大疾病的預(yù)防，指導(dǎo)臨床療效的判定。另外，了解各種免疫細胞發(fā)生衰老的標(biāo)志性改變和機制是進行臨床干預(yù)的重要基礎(chǔ)。在疾病治療和預(yù)防方面，免疫評估將發(fā)揮重要的作用。近年來，免疫評估已經(jīng)被引入惡性腫瘤綜合治療方案中，成為療效評價和生存期預(yù)測的重要指標(biāo)。上述指標(biāo)的及時篩查，及時糾正可以最大程度的預(yù)防各種慢性疾病和腫瘤的發(fā)生，同時也是各類疾病預(yù)后的可量化評估指標(biāo)，筆者希望進一步了解人類免疫細胞衰老和炎癥如何與機體衰老相互作用，從而導(dǎo)致發(fā)病率和死亡率的增加，并找到改善老年人健康壽命的關(guān)鍵途徑。