老年人免疫特點及免疫調節的研究進展

王健，龔燕鋒

隨著年齡的增長，老年人的生理系統會發生許多變化，其中免疫系統是最重要的變化之一，包括先天免疫系統和適應性免疫系統的變化，使得老年人易患感染性疾病、惡性腫瘤及多種慢性疾病。因此，采用各種措施（如免疫調節劑）以提高老年人的免疫一直是老年醫學的研究熱點。基于此，本文對免疫的作用、老年人免疫的特點、免疫調節劑及其進展作一簡要綜述，闡述了免疫衰老現況研究中存在的一些問題及益生菌聯合胸腺肽在老年人免疫中的應用前景，為老年人的免疫治療提供臨床理論依據。

1 免疫概述

人體依靠免疫功能識別“自己”和“非己”成分，從而破壞和排斥抗原物質，以維持人體的健康。同時免疫也是一把雙刃劍，一方面，免疫不足機體就無法清除病原體；另一方面，免疫過度又可導致自身免疫性疾病的發生。

宿主免疫分為先天免疫和適應性免疫，前者對病原體的反應迅速且非特異性，后者則以較慢但具體的方式做出反應，并對病原體產生長期免疫記憶。先天免疫是構成機體抵御病原體入侵的第一道防線，在感染的最初階段，病原體的入侵首先觸發先天免疫，通過炎性反應消除病原體。雖然先天免疫通常能夠有效地消滅病原體，但由于入侵病原體的數量或致病性較高，感染的初始清除可能會失敗。在這種情況下，未消除的病原體由抗原提呈細胞攝取和處理，其次是抗原提呈和刺激T 淋巴細胞和B 淋巴細胞的特異性激活，從而進一步對病原體進行特定的識別和消除。建立適應性免疫需要1～2周，這對于宿主在感染后期和繼發性感染期間的防御非常重要，因為其有“記住”和更有效地應對再刺激的能力。

2 老年人免疫系統的特點

衰老是一個非常復雜的過程，其結果是老年人多個生理系統的平衡失調，其中一個顯著的變化是免疫系統的失調和衰退，統稱為“免疫衰老”。由于免疫衰老，老年人無法對新的刺激做出反應，更容易患上腫瘤、慢性疾病和自身免疫性疾病。免疫衰老在先天免疫、適應性免疫方面均有深刻的體現，尤其在適應性免疫中變化顯著。

2.1 老年人適應性免疫的特點 適應性免疫在老年人中變化尤為明顯，包括細胞免疫和體液免疫兩方面的改變。

2.1.1 老年人細胞免疫的特點 隨著年齡的增長，T 淋巴細胞的變化表現為幼稚T 淋巴細胞減少、晚期高分化記憶T 淋巴細胞增多，但這一變化的確切性質仍未闡明。T 淋巴細胞在胸腺歷經成熟、選擇，隨后輸出到周圍器官和組織，并協調對新抗原的免疫反應。然而胸腺隨年齡增長生理功能逐漸下降，在青春期之后逐漸萎縮，到老年時胸腺更是明顯萎縮，所以胸腺退化通常被認為是幼稚T 淋巴細胞減少的一個因素。另外一個因素被認為是長期重復抗原刺激導致T淋巴細胞衰竭。然而，QUINN 等［1］認為一種衰老導致的抗原幼稚但半分化的“虛擬記憶”（TVM）細胞是導致T 淋巴細胞反應中與年齡相關的增殖缺陷的內在、本質的主要原因。該研究發現這種TVM 細胞在T 淋巴細胞抗原受體（TCR）的增殖中表現出缺陷，并證明TVM 細胞增殖缺陷是由衰老引起，而不是衰竭；另一方面記憶T 淋巴細胞的增多實際上妨礙了其他功能性T 淋巴細胞的增殖，從而導致幼稚T 淋巴細胞減少。

在生物老化過程中，人類T 淋巴細胞向功能較弱的表型轉移。在衰老過程中反復刺激、激活和分化T 淋巴細胞會導致CD28逐漸丟失以及CD57的獲得，CD28-CD57+已被認為是識別T 淋巴細胞衰老的標志物。CD28在T 淋巴細胞活化、代謝以及相關細胞因子的產生、存活和分化過程中有著關鍵作用［2］。在T 淋巴細胞上，CD57的表達被認為是一種終末分化的標志，并且被認為是失能和衰老的標志。CD57細胞端粒短，端粒酶活性低，細胞周期相關基因表達低，增殖能力有限［3］。越來越多的研究表明，CD28-CD57+T 淋巴細胞的比例隨著年齡的增長而增加，多數與巨細胞病毒（CMV）感染相關，并發現老年人T 淋巴細胞一些其他的表型變化［1，4-6］。ENANI 等［4］研究中老年受試者CD26+輔助T 淋巴細胞1（Th1）和衰老T 淋巴細胞的CD28-CD57+輔助性T 淋巴細胞和細胞毒性T 淋巴細胞數量較高，但是在老年受試者中血清轉換與T淋巴細胞表型的相關性較弱。最近ONYEMA 等［5］發現老年人不僅表現出更高比例的CD28-CD57+T 淋巴細胞，同時也高表達CD28+CD57+表型，在CD8-T 淋巴細胞中，CD28+CD57+T 淋巴細胞細胞中p16、p21、Bcl-2、CD95、CD45RO、CCR5和PD-1的表達最高，證明其表型也具有衰老特征，也能作為衰老標志物之一。HASSOUNEH 等［7］發現NKT 細胞（CD8+CD56+T淋巴細胞）也隨著年齡的增長而增加，并與CMV 感染相關。CMV 對免疫系統有不利作用，但CMV 陽性個體NKT 細胞的多功能指數（PI）隨著年齡的增長而增加。因此，CMV 感染對免疫系統的作用，取決于研究對象的年齡。

老年人T 淋巴細胞亞群的分布、功能和表型改變尚不完全清楚。鑒于T 淋巴細胞本身的復雜性，其影響因素甚多：比如性別、年齡和CMV 感染狀態均影響外周血T 淋巴細胞的分化表型；此外，健康狀況和社會經濟地位、遺傳背景和心理特征等可能均是其影響因素［8］。因此衰老T 淋巴細胞的變化仍有很多的問題需要進一步探索。

2.1.2 老年人體液免疫的特點 對外周血B 淋巴細胞及其受體譜型的研究表明，老年人的B 淋巴細胞庫及B 淋巴細胞受體庫的數量及多樣性均降低，抗體質量亦下降［9］。此外，最近在老年小鼠和人類中發現了一種與年齡相關的、具有獨特表型和功能特征的B 淋巴細胞亞群的積累，這種細胞被稱為與年齡相關的B 淋巴細胞（ABCs）［10-11］。ABCs 大多數是在微生物感染時產生的記憶B 淋巴細胞，是清除和控制病原體的關鍵，也與自身免疫性疾病密切相關。ABCs 表現出衰老的免疫學特征，包括抑制B 淋巴細胞的產生、改變對初級抗原和記憶抗原的免疫反應、促進炎癥的發生等［12］。不同于大多數在外周血進行的研究，TABIBIAN-KEISSAR 等［13］在骨髓、淋巴結和脾臟中比較研究了衰老對B淋巴細胞抗原受體（BCR）多樣性的影響，該研究發現老年人骨髓和淋巴結BCR 庫多樣性降低的趨勢，而在脾臟中出現了相反的趨勢，至于這一現象的具體原因，需要進一步研究。

關于B 淋巴細胞受體庫多樣性減少的原因，有不同的觀點。DE BOURCY等［14］認為體細胞超突變降低了BCR的特異性，B 淋巴細胞庫在一生中經歷了持續的專一化，慢性感染加速了這一過程；然而TABIBIAN-KEISSAR 等［13］則認為與年齡相關的更窄的B淋巴細胞譜系源于改變的B淋巴細胞內穩態，而不是體細胞超突變機制的結果。不同觀點可能是兩者研究位點及條件不一致造成的，如在抗原刺激的條件下，一個是在組織中進行，而另一個是在外周血中進行，因此，有必要行進一步的研究來驗證。

如前所述，老年人的胸腺及T 淋巴細胞免疫受損。然而近幾年，胸腺B 淋巴細胞在耐受T 淋巴細胞誘導中的關鍵作用已經顯現。CEPEDA 等［15］發現老年小鼠和老年人胸腺B 淋巴細胞中T-bet 和免疫球蛋白G（IgG）2a 表達增加，表明胸腺中的B 淋巴細胞趨向于自身反應；自身免疫調節因子（Aire）和自身抗原基因的表達隨年齡的增長而降低，而胸腺B 淋巴細胞表達Aire 和下游自身抗原有助于耐受發育中的T 淋巴細胞，所以衰老可能降低胸腺B淋巴細胞耐受T淋巴細胞的能力，進一步揭示了衰老與自身免疫之間潛在的機制聯系。

以上研究表明，雖然老年人T 淋巴細胞免疫的變化通常被認為是最重要的，然而體液免疫的變化也不容忽視。

2.2 老年人固有免疫的特點 雖然衰老對先天免疫的影響不如適應性免疫顯著，但年齡對先天免疫也有著一定的影響。以自然殺傷（NK）細胞為例，NK 細胞是先天性細胞毒性淋巴細胞，是宿主防御病毒和腫瘤細胞的組成部分。根據其CD56的表達，NK 細胞分為兩個不同的群體，即NK 細胞亞群，細胞構成NK 細胞的大部分，并表現出較強的細胞毒性特性，而細胞表現出較小的細胞毒性，但分泌多種細胞因子來調節免疫功能［16-17］。研究表明，老年人NK 細胞亞群的頻率、表型分布以及功能發生了變化，主要表現為NK 細胞總數增多，這與成熟的NK 細胞亞群增加、不成熟的細胞減少有關［18-21］。CD57通常被認為是細胞衰老和增殖缺陷的標志，具有高度的細胞毒性，在終末分化效應T 淋巴細胞和成熟細胞毒性NK 細胞中的表達最為明顯。CD57在血液和組織中的表達頻率與慢性感染患者的臨床預后、各種癌癥和人類衰老有關［22］。性別影響NK 細胞亞群的分布，AL-ATTAR 等［23］發現老年男性NK 細胞頻率及CD57表達比女性更高，即說明NK 細胞成熟的老化在男性中比在女性中發生更快，另一方面老年女性NK細胞具有比老年男性細胞更強的細胞毒性反應，這可能部分解釋了為什么老年男性易患更多的傳染性疾病和癌癥。在老年人中，NK 細胞介導的細胞毒性在單個細胞水平上降低，但由于NK 細胞數量的增加，總的來說NK 細胞的殺傷作用得以保留，尤其表現在高齡老年人中，而這可能是長壽的一個原因［18］。

如前所述，NK 細胞的功能受損和表型的成熟障礙隨著年齡的增長而降低，但其影響因素尚未完全確定。最近一項在小鼠脾臟中進行的實驗表明，遺傳變異是衰老NK 細胞表型的關鍵決定因素［24］。而SHEHATA 等［25］發現老化的非造血環境會損害NK 細胞的成熟和功能。此外，其他的影響因素還包括壓力、性別、病毒感染（尤其是人類巨細胞病毒）等［26-28］。可見，老年人NK 細胞的變化可能是外部環境和內在遺傳變異的共同結果。

老年人天然免疫系統的許多方面均有改變。其他的還有：樹突狀細胞不能有效地表達抗原；巨噬細胞衰老的變化有募集能力、抗原提呈、吞噬、活性氧生成和細胞因子生成能力下降等；表型上從促炎、抗腫瘤M1 型到抗炎、促腫瘤M2 型轉變，越來越傾向于免疫抑制；中性粒細胞發生吞噬能力、趨化性降低，凋亡減少、不準確遷移、胞外陷阱形成等［29］。

綜上所述，這些改變使先天免疫系統介導的炎性反應在強度和持續時間上增加，使老年人容易受到組織損傷的免疫和炎性疾病的影響。

3 免疫調節劑的應用

3.1 益生菌的免疫調節作用 如上所述，老年人免疫能力受損，為改善老年人的免疫功能，益生菌的研究成為熱點。益生菌被定義為一類對宿主有益的活性微生物，益生菌不僅能穩定腸道菌群，而且可以潛在地調節免疫系統的功能，增強人體免疫力。如干酪乳桿菌通過增加NK 細胞活性促進先天免疫，通過增加老年人白介素（IL）-10/IL-12 比值改善炎癥狀態［30］。枯草桿菌Cu1 顯著升高了大便和唾液中的分泌型免疫球蛋白A（sIgA）水平，并引起了較高水平的血清干擾素γ（IFN-γ），腸道和唾液中sIgA 水平的升高可能有助于加強老年人的黏膜抗病毒和抗細菌免疫防御能力［31］。含有L.ParacaseiN1115 的酸奶通過提高T 淋巴細胞百分率增強免疫功能，保護老年人免受急性呼吸道感染［32］。已知益生菌定義為“活性微生物”，以上這些研究中的微生物是有活性的；然而對熱處理過的或熱殺滅的益生菌的一些研究也顯示出與免疫功能的關系。LEE 等［33］研究發現每日食用含副干酪乳桿菌、雙歧桿菌和熱處理的植物乳桿菌的酸奶，均可增強NK細胞功能，升高IFN-γ、IL-12 和IgG1 水平，進而提高免疫功能。MIYAZAWA 等［34］研究證明熱殺滅的TMC0356 可增加老年人T 淋巴細胞的數量，減少T 淋巴細胞中CD28表達的丟失，提示可以抵抗T 淋巴細胞衰老。隨后該團隊又發現熱殺滅的副干酪乳桿菌MCC1849 細胞對85 歲以上高齡老年受試組甲型H1N1 和乙型抗原的抗體應答受損有所改善，然而對85 歲以下老年組的免疫參數未有顯著影響［35］。發生這一差異可能是益生菌對免疫能力更為低下的人群作用更明顯，不過其確切原因還需要進一步驗證。綜上所述，益生菌（活性或者非活性）可以改變老年人天然免疫、適應性免疫系統的多個方面，進而調節老年人的免疫力，然而益生菌的免疫調節作用仍存在爭議。

3.2 胸腺肽的免疫調節 胸腺肽是一種生物免疫調節劑，在調節和增強免疫方面起著至關重要的作用。胸腺肽具有多向作用機制，其能夠導致樹突狀和其他免疫系統細胞中Toll 樣受體的激活，增強Th1 細胞、NK 細胞活性，并刺激特異性B淋巴細胞分化為抗體產物，殺死細菌、真菌、病毒及腫瘤細胞；另外胸腺肽促進調節性T 淋巴細胞的增加，從而抑制細胞因子產生的反饋，因此抑制免疫應答以預防促炎細胞因子風暴［36］。近幾年，胸腺肽已在重癥肺炎［37］、腦卒中［38］、心肌梗死［39］、多發性骨髓瘤［40］、囊性纖維化［41］等疾病中取得了相關進展。在未來，胸腺肽有望用于治療更多的不同病因的疾病。

3.3 其他免疫調節劑 據報道人免疫球蛋白對免疫也具有調節作用［42-43］，另外還有一些負性免疫調節劑，也就是免疫抑制劑，如硫唑嘌呤［44］，其臨床應用范圍也不斷在擴大。

4 小結與展望

過去幾十年對免疫衰老的認識在穩步進行，但其基本機制及其相關因素仍然沒有得到充分的了解。限制對人類免疫功能認識的因素包括以下幾個方面：首先多數研究是在動物中進行的，對人類的研究仍停留在細胞及功能變化的表面，仍然沒有在分子水平上解釋。然而無論如何，免疫機制和微生物群在這兩種物種之間是不同的，人類和動物在衰老方面有許多重要的差異，因此有必要進行更深一步的研究，但這必然還存在諸多例如倫理學方面的限制。另一方面，雖然多數人類衰老研究中報告了免疫功能的改變，但目前為止，主要是以血液為中心的免疫反應模型，而多數免疫細胞包含在其他組織中，因此將來對免疫衰老的研究有必要在全身其他組織（如肝、脾、腦）的免疫細胞中進行。

另外還有一個因素是迄今為止所進行的縱向研究比較少。多數研究是橫斷面設計，雖然橫斷面研究可以反映青年和老年群體之間的差異，但并不能反映免疫系統隨時間的變化。這要求進行更多的縱向研究，可以避免由于個體之間的差異而導致的潛在影響。然而，縱向研究持續時間長，成本高，研究對象的依從性也不容易保持，但是為了更深入地研究免疫衰老領域，還是需要克服這些困難。

雖然老年人免疫系統變化的確切原因和意義尚不清楚，采取各種措施來延緩免疫衰老及預防其后果仍至關重要。那么應該怎樣來改善老年人的免疫狀態，減少老年人各種疾病發生的風險，從而達到健康老齡化的目標呢？其中益生菌和胸腺肽是生物利用度高、效益較高、耐受性良好并且安全的生物免疫調節劑，益生菌聯合胸腺肽作為免疫調節劑來改善老年人免疫功能有望增加療效，是一個不錯的選擇，但益生菌是否需要長期攝入，以及如何確定益生菌和胸腺肽的劑量有待于進一步研究。

本文文獻檢索策略：

以老年人，老年患者，衰老，免疫衰老，老化，益生菌，胸腺肽，aging，immune，immunosenescence，T cell，B cell，Natural killer cell，NK cell，humoral immune，Cellular immune，probiotics，thymosin 等為關鍵詞，按照文章結構分別用AND 或OR 連接，檢索中國知網、萬方數據知識服務平臺、PubMed、GeenMedical 建庫至2019 年4 月。同時，從已查閱的文獻的參考文獻中人工檢索需要的文獻。納入標準：國內外發表的有關老年患者或者老年動物免疫的文獻；與免疫、益生菌、胸腺肽及其他免疫調節劑相關的文獻。排除標準：與本文內容無關的文獻；年代久遠，內容不夠新穎的文獻；研究設計不合理，質量差的文獻。

作者貢獻：王健進行文章的文獻收集及整理，撰寫論文；龔燕鋒進行文章的構思及可行性分析，論文的修訂，負責文章的質量控制及審校，對文章整體負責，監督管理。

本文無利益沖突。