在接種疫苗后吸入流感病毒，身體會產(chǎn)生大量對抗這種病毒的抗體，這得益于免疫系統(tǒng)中根深蒂固的記憶?？茖W(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)對話。

在一項新的研究中，來自美國范斯坦醫(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。人們早就知道哺乳動物會在神經(jīng)系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)中儲存記憶。探究這兩種系統(tǒng)對入侵者---外來抗原---作出的反應(yīng)中是否共同起作用標志著一種新的科學(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，論文標題為“Antibody responses to immunization require sensory neurons”。

流感病毒的三維圖片。圖片來自Center for Disease Control。

在這項新的研究中，在Kevin Tracey博士的領(lǐng)導(dǎo)下，這些研究人員發(fā)現(xiàn)對疫苗接種作出的抗體反應(yīng)需要感覺神經(jīng)元。作為他們研究的結(jié)果，Tracey及其團隊提出這種兩種復(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，“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)家團隊也已開始認識到這兩種系統(tǒng)是如何相互依賴的。

Tracey說，“多個研究團隊正在研究這兩種系統(tǒng)如何相互作用。比如，數(shù)十年來，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細胞（一種典型的免疫細胞）產(chǎn)生；當乙酰膽堿存在時，單核細胞表達乙酰膽堿受體來抑制細胞因子產(chǎn)生。我們認為這一發(fā)現(xiàn)可能是神經(jīng)系統(tǒng)與免疫系統(tǒng)‘對話’的一種新機制。”

Tracey和他的同事們首次發(fā)現(xiàn)感覺神經(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)元會增強抗體的產(chǎn)生。

論文第一作者Aisling Tynan博士說，這一發(fā)現(xiàn)為理解疫苗接種過程增加了一個新的維度。Tynan說，“當前，大多數(shù)人將接受多次加強疫苗接種以實現(xiàn)完全免疫。通過探究對這一過程的神經(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，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現(xiàn)。

這項新的研究的一項令人震驚的意外發(fā)現(xiàn)是免疫系統(tǒng)反應(yīng)是由負責(zé)發(fā)送疼痛信號的神經(jīng)元控制的。Tracey和他的團隊還發(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。

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

Tracey說，“TRPV1神經(jīng)元通常是識別整個身體（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。” 他補充說，“哈佛醫(yī)學(xué)院的Isacc Chiu和Cliff Woolf已發(fā)現(xiàn)感覺神經(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)在是時候擴大對神經(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)危險并提醒身體的看門狗。Chiu說，神經(jīng)系統(tǒng)是抵抗感染的積極參與者。

Chiu及其同事們在發(fā)表在Cell期刊上的一篇論文中證實在遭受潛在致命性的沙門氏菌感染的實驗小鼠中，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)上的稱為微皺褶細胞（microfold cell, M細胞）的細胞通道，這些細胞通道決定著微生物是否出入小腸。神經(jīng)元還促進了保護性腸道細菌的存在。

Tynan詳細介紹了她的研究團隊的發(fā)現(xiàn)，強調(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）提供了新的認識。

從技術(shù)上講，包括人類在內(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)是出生時就存在的免疫系統(tǒng)，是人體抵抗引起感染的侵入性有機體的第一道防線。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胞，比如可吞噬入侵者的巨噬細胞。

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必須記住它的機制。如果沒有這種能力，當病原體再次感染時，人體就無法快速地做出反應(yīng)。

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

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，“這項研究表明感覺神經(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神經(jīng)系統(tǒng)和適應(yīng)性免疫系統(tǒng)之間進行相互交流。我們的研究團隊的進一步研究有望充分拓展神經(jīng)元在適應(yīng)性免疫反應(yīng)的整個過程中的作用。”

參考文獻：

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