李卫中
近几年来,通过对动物和人类的研究发现,免疫功能随着年龄的增长将发生一系列变化,具体表现在免疫器官、免疫细胞和免疫分子都有不同程度的改变。在临床上表现为老年人患感染、自身免疫病、肿瘤等疾病明显增高。本文仅对老年人免疫系统的改变作一概述。
免疫器官是指执行免疫功能的器官和组织,按其发生和功能不同分为中枢免疫器官和外周免疫器官。二者通过血液循环及淋巴循环相互沟通,完成淋巴细胞再循环[1]。
1.1 老年人造血功能改变 老年人骨髓造血功能随年龄增长而发生衰退。高清平等人对30 例健康老年人骨髓细胞分类及形态进行研究,结果发现健康老年人骨髓原始和各种幼稚粒细胞降低;原始红细胞降低,各种幼稚红细胞增高;幼稚巨核细胞降低,产板型巨核细胞增高;淋巴细胞降低;浆细胞增高;幼稚和单核细胞降低;巨噬细胞增高;其余细胞均表现正常[2]。老年人造血功能的衰退造成淋巴细胞、红细胞、B 细胞、单核细胞减少,而巨噬细胞增多,从而引起老年人免疫功能下降。
1.2 老年人胸腺功能改变 人胸腺的大小和结构因年龄的不同而有明显区别,老年人胸腺功能的改变表现为胸腺萎缩和功能衰退。胸腺的衰老受神经、内分泌、胸腺微环境及细胞凋亡等因素调控[3]。胸腺萎缩造成胸腺素分泌减少,导致T 细胞分化成熟、淋巴因子的产生、吞噬细胞的活力、NK 细胞分泌干扰素等作用相应减弱。因此在老年人外周血中不成熟的淋巴细胞计数明显增多和未成熟的T 细胞能与自身红细胞结合的T 细胞增多[4];因此胸腺老龄性退化是老年免疫衰退中的最重要特征之一[5]。
1.3 老年人淋巴结功能改变 淋巴结是清除病原微生物和抗原异物的全身网状结构组织屏障,在反复清除过程中出现淋巴结肿大和淋巴细胞增生。因此老年人患淋巴瘤和淋巴恶变比例相应增多[6]。
1.4 老年人脾功能改变 史念曾等对2268 例进行脾脏观察研究发现,50 岁以上人随着年龄增长脾脏厚径逐渐减少[7]。因此脾脏产生NK 细胞数量下降,总体免疫能力呈下降趋势。多数老年人可检出自身抗体,血清γ-球蛋白明显增高[7]。
1.5 老年人黏膜膜相关组织功能改变 随着年龄的增长,60 岁以上老年人胃肠道黏膜组织开始萎缩,对人体有益的胃酸、胃蛋白酶分泌减少,从而导致老年人免疫防御功能明显下降,为病原菌感染提供了有利条件;老年人呼吸肌萎缩、肺泡腔扩大、弹性降低、黏膜上纤毛运动降低,使老年人呼吸系统免疫屏障功能受损和下降,容易造成呼吸道感染;老年人肾脏功能和泌尿系统、内分泌功能均相应减退,使老年人泌尿生殖道黏膜上的SIgA 下降,不能有效的抑制病原微生物,容易造成泌尿生殖道感染[7]。
免疫细胞泛指所有参与免疫应答或与免疫有关的细胞及前体,主要有淋巴细胞、单核吞噬细胞、树突状细胞、粒细胞、肥大细胞;在免疫应答过程中相互协作、相互制约,共同完成对抗原性异物的清除,从而维持内环境的稳定。
2.1 T 细胞改变 随着年龄增长,老年人机体T 细胞改变主要表现有以下方面:①T 细胞数量改变:随着机体的衰退,由于胸腺萎缩,胸腺微环境的改变造成胸腺组织产生T 细胞的能力和淋巴细胞成熟因子合成明显下降[8];②T 细胞亚群的比例失调:老年人体外周血中CD4+T 细胞减低,C D8+T 细胞升高,CD4/CD8比值降低,单个细胞上CD4或CD8分子密度减少,产生IL-2 及表达IL-2 受体能力都明显降低[9];临床上老年人易发生感染,有时病程反复,迁延不愈,与CD4+T 细胞减少有一定的相关性。抑制性T 细胞(Ts 细胞)和细胞毒性T 细胞(Tc)明显减少[10]。研究表明,老年人容易患自身免疫性疾病与Ts 功能减弱有关,不能有效抑制自身抗体的产生;记忆性T 细胞增多,幼稚性T 细胞减少,使机体对“非已”抗原识别能力下降[11];③T 细胞功能改变:一是老年人对丝裂原刺激增殖反应下降,是由老年人T 细胞产生IL-2 及表达IL-2R 的双重缺陷所致;二是老化过程中TH 细胞功能发生改变;三是老化过程中T 细胞HLA 限制的抗原识别发生了很大的变化[12]。
2.2 B 细胞改变 老年人B 细胞改变主要有以下几个方面:①B 细胞功能紊乱:表现为初次抗体反应降低,活化信号传导障碍,自身抗体增高,抗体亲和力降低和外周B 细胞活化异常[13];②对外来抗原的反应活性改变:B 细胞对TI-Ag 的反应下降,对TD-Ag 没有明显改变,而自身抗原的反应增加[14];③B 细胞产生抗体活力下降:主要表现为B 细胞表面免疫球蛋白(Ig)浓度降低;④老年人B 细胞成熟周期延长[7]。
2.3 单核吞噬细胞改变 多数研究认为巨噬细胞处理抗原能力、吞噬活性、溶酶体酶活性并未减低[10]。而吴剑卿等人研究发现老年人外周血单核细胞吞噬功能减退,说明老年人免疫防御、免疫稳定和免疫监视功能均下降,患感染、自身免疫性疾病和肿瘤几率增大[15]。
2.4 自然杀伤细胞(NK 细胞)改变 NK 细胞主要分布在外周血和脾脏,具有抗病毒、抗肿瘤和免疫调节功能,是IL-2-INF-NK 调节系统中重要环节,因而为老年医学界所关注。国内外学者已对NK 细胞与年龄的关系作了深入研究,有人[16]报告NK 活性与年龄无关,但较多人[9,12,17]认为NK 活性随年龄增长而降低,但公认为肿瘤患者NK 活性明显低于健康成人。
在人体内参与免疫反应和调节免疫的分子主要有抗体、补体、细胞因子、溶菌酶和干扰素。
3.1 老年人血清中抗体的改变 老年人血清中抗体总量随着年龄增长而增加,主要是血清中IgA、IgG1 和IgG3 明显增加;而IgM 和IgE 有下降倾向;自身抗体(如针对线粒体、甲状腺球蛋白等的抗体)升高[10,18]。
3.2 补体(complement,C)改变 补体在人体内含量相对稳定,其中C3 含量最高。邬伟秀等对107 例健康老年人细胞免疫与体液免疫检测发现,补体总量无明显改变,年龄≥80岁年龄组C3 的含量明显升高(P <0.05)[18]。
3.3 细胞因子(cytokines CK)改变 随着年龄增长CK网络发生复杂的改变,表现为细胞因子生成减少(如IL-2、IL-10)和细胞因子增多(如IL-6、TNFα)两个方面。①白细胞介素2(IL-2):IL-2 通过与膜表面的IL-2R 特异性结合才能发挥效应,sIL-2R 是IL-2R 裂解产生的,抑制IL-2 活性;随着年龄的增长,老年人T 细胞分泌IL-2 显著减少,且CD4+T 细胞和CD8+T 细胞的IL-2R 表达均下降,同时血浆sIL-2R 水平渐渐长高,在这三方面因素作用下导致老年人细胞免疫功能逐步减退[19];②白细胞介素6(IL-6):经袁辉等研究证明随着年龄的增长血浆中IL-6 和sIL-6R 也逐步长高。与sIL-2R 不同的是sIL-6R 与IL-6 结合后可与IL-6 的第二受体(gp130)结合而发挥IL-6 的活性。在许多恶性肿瘤(如肺癌、肝癌、白血病)及某些自身免疫性疾病(如类风湿关节炎、SLE)患者中两者明显升高,表明老年人对肿瘤及自身免疫性疾病易感[12,20]。③干扰素(IFN):孙帮华等对老年人白细胞介素2、自然杀伤细胞活性及免疫干扰素的研究证明老年人产生IFN-γ 明显降低[17]。
总之,随着年龄增长,老年人免疫系统的改变与整个机体的衰老密切相关。在免疫系统发生不同程度与不同形式的改变中,主要是出现了免疫缺陷为主的改变,如胸腺萎缩、T 细胞减少、B 细胞产生抗体减弱、一些细胞因子产生减少等;其次是免疫异常增殖现象,如自身抗体的出现、淋巴结肿大和sIL-2R、IL-6、sIL-6R 升高等;这些改变最终将导致老年人免疫系统功能紊乱和调控减弱,从而使老年人患感染性疾病、肿瘤和自身免疫疾病的几率明显增高,严重危害老年人身体健康。研究老年人免疫系统的改变机理,应用免疫调节剂(如胸腺激素、IL-2、IFN-γ)恢复老年人免疫功能,则能防治老年人疾病,以达到抗衰老、延年益寿的目的。
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