在接種疫苗后吸入流感病毒，身體會(huì)產(chǎn)生大量對(duì)抗這種病毒的抗體，這得益于免疫系統(tǒng)中根深蒂固的記憶。科學(xué)家們?nèi)缃癜l(fā)現(xiàn)，這種反應(yīng)很大程度上依賴于免疫系統(tǒng)和中樞神經(jīng)系統(tǒng)之間復(fù)雜的生物學(xué)對(duì)話。

在一項(xiàng)新的研究中，來(lái)自美國(guó)范斯坦醫(yī)學(xué)研究所的研究人員揭示出免疫系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)在對(duì)任何形式的疫苗接種作出的反應(yīng)中都是相互依存的。人們?cè)缇椭啦溉閯?dòng)物會(huì)在神經(jīng)系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)中儲(chǔ)存記憶。探究這兩種系統(tǒng)對(duì)入侵者---外來(lái)抗原---作出的反應(yīng)中是否共同起作用標(biāo)志著一種新的科學(xué)研究方向。相關(guān)研究結(jié)果近期發(fā)表在預(yù)印本服務(wù)器bioRxiv上，論文標(biāo)題為“Antibody responses to immunization require sensory neurons”。

流感病毒的三維圖片。圖片來(lái)自Center for Disease Control。

在這項(xiàng)新的研究中，在Kevin Tracey博士的領(lǐng)導(dǎo)下，這些研究人員發(fā)現(xiàn)對(duì)疫苗接種作出的抗體反應(yīng)需要感覺(jué)神經(jīng)元。作為他們研究的結(jié)果，Tracey及其團(tuán)隊(duì)提出這種兩種復(fù)雜的生物系統(tǒng)之間存在有效的協(xié)同作用，從而提供了一種引人注目的新視角，讓我們得以一窺幾乎從未涉足的領(lǐng)域。

Tracey說(shuō)，“神經(jīng)系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)具有很多相似的分子和受體。”他指出，其他的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)也已開(kāi)始認(rèn)識(shí)到這兩種系統(tǒng)是如何相互依賴的。

Tracey說(shuō)，“多個(gè)研究團(tuán)隊(duì)正在研究這兩種系統(tǒng)如何相互作用。比如，數(shù)十年來(lái)，我們研究了乙酰膽堿（一種由神經(jīng)元產(chǎn)生的典型神經(jīng)遞質(zhì)）如何也由T細(xì)胞（一種典型的免疫細(xì)胞）產(chǎn)生；當(dāng)乙酰膽堿存在時(shí)，單核細(xì)胞表達(dá)乙酰膽堿受體來(lái)抑制細(xì)胞因子產(chǎn)生。我們認(rèn)為這一發(fā)現(xiàn)可能是神經(jīng)系統(tǒng)與免疫系統(tǒng)‘對(duì)話’的一種新機(jī)制。”

Tracey和他的同事們首次發(fā)現(xiàn)感覺(jué)神經(jīng)元是抗體反應(yīng)產(chǎn)生所必需的。他們還發(fā)現(xiàn)激活這些神經(jīng)元會(huì)增強(qiáng)抗體的產(chǎn)生。

論文第一作者Aisling Tynan博士說(shuō)，這一發(fā)現(xiàn)為理解疫苗接種過(guò)程增加了一個(gè)新的維度。Tynan說(shuō)，“當(dāng)前，大多數(shù)人將接受多次加強(qiáng)疫苗接種以實(shí)現(xiàn)完全免疫。通過(guò)探究對(duì)這一過(guò)程的神經(jīng)調(diào)節(jié)，我們可能能夠提高疫苗接種的成功率和有效性。”不過(guò)，Tynan指出即便接受了推薦劑量的疫苗接種后，完全免疫仍可能難以實(shí)現(xiàn)。

這項(xiàng)新的研究的一項(xiàng)令人震驚的意外發(fā)現(xiàn)是免疫系統(tǒng)反應(yīng)是由負(fù)責(zé)發(fā)送疼痛信號(hào)的神經(jīng)元控制的。Tracey和他的團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)如果這些神經(jīng)元受到破壞，那么炎癥變得普遍，從而導(dǎo)致炎癥性疾病。

這些研究人員在動(dòng)物模型上進(jìn)行了研究，著重關(guān)注一種特殊的神經(jīng)元群體，更準(zhǔn)確地稱為表達(dá)TRPV1的感覺(jué)神經(jīng)元。

Tracey說(shuō)，“TRPV1神經(jīng)元通常是識(shí)別整個(gè)身體（包括皮膚、關(guān)節(jié)和胃腸道）的熱量和各種有害刺激物的疼痛感應(yīng)神經(jīng)元。這是一個(gè)令人吃驚的發(fā)現(xiàn)：這些神經(jīng)元…也在產(chǎn)生并調(diào)節(jié)抗體。” 他補(bǔ)充說(shuō)，“哈佛醫(yī)學(xué)院的Isacc Chiu和Cliff Woolf已發(fā)現(xiàn)感覺(jué)神經(jīng)元參與調(diào)節(jié)感染期間和牛皮癬等疾病中的炎癥。我們的發(fā)現(xiàn)是它們還調(diào)節(jié)免疫，這非常令人吃驚。”

2019年12月初，Chiu博士提出現(xiàn)在是時(shí)候擴(kuò)大對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)如何協(xié)同發(fā)揮作用的理解了。神經(jīng)系統(tǒng)不僅僅是發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)并提醒身體的看門(mén)狗。Chiu說(shuō)，神經(jīng)系統(tǒng)是抵抗感染的積極參與者。

Chiu及其同事們?cè)诎l(fā)表在Cell期刊上的一篇論文中證實(shí)在遭受潛在致命性的沙門(mén)氏菌感染的實(shí)驗(yàn)小鼠中，神經(jīng)系統(tǒng)與免疫系統(tǒng)一起更好地抵抗這種細(xì)菌。神經(jīng)元調(diào)節(jié)著布滿在神經(jīng)元派爾集合淋巴結(jié)上的稱為微皺褶細(xì)胞（microfold cell, M細(xì)胞）的細(xì)胞通道，這些細(xì)胞通道決定著微生物是否出入小腸。神經(jīng)元還促進(jìn)了保護(hù)性腸道細(xì)菌的存在。

Tynan詳細(xì)介紹了她的研究團(tuán)隊(duì)的發(fā)現(xiàn)，強(qiáng)調(diào)了這些發(fā)現(xiàn)如何為適應(yīng)性免疫系統(tǒng)（兩種免疫系統(tǒng)之一）提供了新的認(rèn)識(shí)。

從技術(shù)上講，包括人類(lèi)在內(nèi)的許多物種都具有兩種免疫系統(tǒng)：先天性免疫系統(tǒng)和適應(yīng)性免疫系統(tǒng)。先天性免疫系統(tǒng)是出生時(shí)就存在的免疫系統(tǒng)，是人體抵抗引起感染的侵入性有機(jī)體的第一道防線。先天性免疫系統(tǒng)包括物理屏障，比如皮膚和粘膜。但是有一些抵抗感染的細(xì)胞，比如可吞噬入侵者的巨噬細(xì)胞。

先天性免疫系統(tǒng)雖然能夠消滅入侵者，但是卻缺乏“記憶”，即入侵者再次入侵時(shí)必須記住它的機(jī)制。如果沒(méi)有這種能力，當(dāng)病原體再次感染時(shí)，人體就無(wú)法快速地做出反應(yīng)。

適應(yīng)性免疫系統(tǒng)，也稱為獲得性免疫系統(tǒng)，隨著時(shí)間的推移而產(chǎn)生。當(dāng)再次受到外來(lái)抗原的感染時(shí)，它“記住”過(guò)去曾遇到這種入侵者。記憶T細(xì)胞是適應(yīng)性免疫系統(tǒng)的一部分。它們根據(jù)過(guò)去感染的“記憶”快速地成群攻擊這種入侵者。當(dāng)再次接觸外來(lái)抗原時(shí)，記憶B細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的免疫反應(yīng)，從而大量地產(chǎn)生針對(duì)入侵抗原的抗體。

Tracey和Tynan表示，這種適應(yīng)性免疫反應(yīng)的基礎(chǔ)是中樞神經(jīng)系統(tǒng)特定成分之間的交流。

Tynan說(shuō)，“這項(xiàng)研究表明感覺(jué)神經(jīng)元在產(chǎn)生特異性抗體反應(yīng)中起著關(guān)鍵作用。這是我們首次能夠證實(shí)神經(jīng)系統(tǒng)和適應(yīng)性免疫系統(tǒng)之間進(jìn)行相互交流。我們的研究團(tuán)隊(duì)的進(jìn)一步研究有望充分拓展神經(jīng)元在適應(yīng)性免疫反應(yīng)的整個(gè)過(guò)程中的作用。”

參考文獻(xiàn)：

1.Aisling Tynan et al. Antibody responses to immunization require sensory neurons. bioRXiv, 2019, doi:10.1101/860395.

2.Nicole Y. Lai et al. Gut-Innervating Nociceptor Neurons Regulate Peyer’s Patch Microfold Cells and SFB Levels to Mediate Salmonella Host Defense. Cell, 2019, doi:10.1016/j.cell.2019.11.014.

3.Eavesdropping on intimate 'crosstalk': Communication between immune and nervous systems in vaccination

https://medicalxpress.com/news/2019-12-eavesdropping-intimate-crosstalk-immune-nervous.html