老年人免疫特点及免疫调节的研究进展

王健，龚燕锋

随着年龄的增长，老年人的生理系统会发生许多变化，其中免疫系统是最重要的变化之一，包括先天免疫系统和适应性免疫系统的变化，使得老年人易患感染性疾病、恶性肿瘤及多种慢性疾病。因此，采用各种措施（如免疫调节剂）以提高老年人的免疫一直是老年医学的研究热点。基于此，本文对免疫的作用、老年人免疫的特点、免疫调节剂及其进展作一简要综述，阐述了免疫衰老现况研究中存在的一些问题及益生菌联合胸腺肽在老年人免疫中的应用前景，为老年人的免疫治疗提供临床理论依据。

1 免疫概述

人体依靠免疫功能识别“自己”和“非己”成分，从而破坏和排斥抗原物质，以维持人体的健康。同时免疫也是一把双刃剑，一方面，免疫不足机体就无法清除病原体；另一方面，免疫过度又可导致自身免疫性疾病的发生。

宿主免疫分为先天免疫和适应性免疫，前者对病原体的反应迅速且非特异性，后者则以较慢但具体的方式做出反应，并对病原体产生长期免疫记忆。先天免疫是构成机体抵御病原体入侵的第一道防线，在感染的最初阶段，病原体的入侵首先触发先天免疫，通过炎性反应消除病原体。虽然先天免疫通常能够有效地消灭病原体，但由于入侵病原体的数量或致病性较高，感染的初始清除可能会失败。在这种情况下，未消除的病原体由抗原提呈细胞摄取和处理，其次是抗原提呈和刺激T 淋巴细胞和B 淋巴细胞的特异性激活，从而进一步对病原体进行特定的识别和消除。建立适应性免疫需要1～2周，这对于宿主在感染后期和继发性感染期间的防御非常重要，因为其有“记住”和更有效地应对再刺激的能力。

2 老年人免疫系统的特点

衰老是一个非常复杂的过程，其结果是老年人多个生理系统的平衡失调，其中一个显著的变化是免疫系统的失调和衰退，统称为“免疫衰老”。由于免疫衰老，老年人无法对新的刺激做出反应，更容易患上肿瘤、慢性疾病和自身免疫性疾病。免疫衰老在先天免疫、适应性免疫方面均有深刻的体现，尤其在适应性免疫中变化显著。

2.1 老年人适应性免疫的特点 适应性免疫在老年人中变化尤为明显，包括细胞免疫和体液免疫两方面的改变。

2.1.1 老年人细胞免疫的特点 随着年龄的增长，T 淋巴细胞的变化表现为幼稚T 淋巴细胞减少、晚期高分化记忆T 淋巴细胞增多，但这一变化的确切性质仍未阐明。T 淋巴细胞在胸腺历经成熟、选择，随后输出到周围器官和组织，并协调对新抗原的免疫反应。然而胸腺随年龄增长生理功能逐渐下降，在青春期之后逐渐萎缩，到老年时胸腺更是明显萎缩，所以胸腺退化通常被认为是幼稚T 淋巴细胞减少的一个因素。另外一个因素被认为是长期重复抗原刺激导致T淋巴细胞衰竭。然而，QUINN 等［1］认为一种衰老导致的抗原幼稚但半分化的“虚拟记忆”（TVM）细胞是导致T 淋巴细胞反应中与年龄相关的增殖缺陷的内在、本质的主要原因。该研究发现这种TVM 细胞在T 淋巴细胞抗原受体（TCR）的增殖中表现出缺陷，并证明TVM 细胞增殖缺陷是由衰老引起，而不是衰竭；另一方面记忆T 淋巴细胞的增多实际上妨碍了其他功能性T 淋巴细胞的增殖，从而导致幼稚T 淋巴细胞减少。

在生物老化过程中，人类T 淋巴细胞向功能较弱的表型转移。在衰老过程中反复刺激、激活和分化T 淋巴细胞会导致CD28逐渐丢失以及CD57的获得，CD28-CD57+已被认为是识别T 淋巴细胞衰老的标志物。CD28在T 淋巴细胞活化、代谢以及相关细胞因子的产生、存活和分化过程中有着关键作用［2］。在T 淋巴细胞上，CD57的表达被认为是一种终末分化的标志，并且被认为是失能和衰老的标志。CD57细胞端粒短，端粒酶活性低，细胞周期相关基因表达低，增殖能力有限［3］。越来越多的研究表明，CD28-CD57+T 淋巴细胞的比例随着年龄的增长而增加，多数与巨细胞病毒（CMV）感染相关，并发现老年人T 淋巴细胞一些其他的表型变化［1，4-6］。ENANI 等［4］研究中老年受试者CD26+辅助T 淋巴细胞1（Th1）和衰老T 淋巴细胞的CD28-CD57+辅助性T 淋巴细胞和细胞毒性T 淋巴细胞数量较高，但是在老年受试者中血清转换与T淋巴细胞表型的相关性较弱。最近ONYEMA 等［5］发现老年人不仅表现出更高比例的CD28-CD57+T 淋巴细胞，同时也高表达CD28+CD57+表型，在CD8-T 淋巴细胞中，CD28+CD57+T 淋巴细胞细胞中p16、p21、Bcl-2、CD95、CD45RO、CCR5和PD-1的表达最高，证明其表型也具有衰老特征，也能作为衰老标志物之一。HASSOUNEH 等［7］发现NKT 细胞（CD8+CD56+T淋巴细胞）也随着年龄的增长而增加，并与CMV 感染相关。CMV 对免疫系统有不利作用，但CMV 阳性个体NKT 细胞的多功能指数（PI）随着年龄的增长而增加。因此，CMV 感染对免疫系统的作用，取决于研究对象的年龄。

老年人T 淋巴细胞亚群的分布、功能和表型改变尚不完全清楚。鉴于T 淋巴细胞本身的复杂性，其影响因素甚多：比如性别、年龄和CMV 感染状态均影响外周血T 淋巴细胞的分化表型；此外，健康状况和社会经济地位、遗传背景和心理特征等可能均是其影响因素［8］。因此衰老T 淋巴细胞的变化仍有很多的问题需要进一步探索。

2.1.2 老年人体液免疫的特点 对外周血B 淋巴细胞及其受体谱型的研究表明，老年人的B 淋巴细胞库及B 淋巴细胞受体库的数量及多样性均降低，抗体质量亦下降［9］。此外，最近在老年小鼠和人类中发现了一种与年龄相关的、具有独特表型和功能特征的B 淋巴细胞亚群的积累，这种细胞被称为与年龄相关的B 淋巴细胞（ABCs）［10-11］。ABCs 大多数是在微生物感染时产生的记忆B 淋巴细胞，是清除和控制病原体的关键，也与自身免疫性疾病密切相关。ABCs 表现出衰老的免疫学特征，包括抑制B 淋巴细胞的产生、改变对初级抗原和记忆抗原的免疫反应、促进炎症的发生等［12］。不同于大多数在外周血进行的研究，TABIBIAN-KEISSAR 等［13］在骨髓、淋巴结和脾脏中比较研究了衰老对B淋巴细胞抗原受体（BCR）多样性的影响，该研究发现老年人骨髓和淋巴结BCR 库多样性降低的趋势，而在脾脏中出现了相反的趋势，至于这一现象的具体原因，需要进一步研究。

关于B 淋巴细胞受体库多样性减少的原因，有不同的观点。DE BOURCY等［14］认为体细胞超突变降低了BCR的特异性，B 淋巴细胞库在一生中经历了持续的专一化，慢性感染加速了这一过程；然而TABIBIAN-KEISSAR 等［13］则认为与年龄相关的更窄的B淋巴细胞谱系源于改变的B淋巴细胞内稳态，而不是体细胞超突变机制的结果。不同观点可能是两者研究位点及条件不一致造成的，如在抗原刺激的条件下，一个是在组织中进行，而另一个是在外周血中进行，因此，有必要行进一步的研究来验证。

如前所述，老年人的胸腺及T 淋巴细胞免疫受损。然而近几年，胸腺B 淋巴细胞在耐受T 淋巴细胞诱导中的关键作用已经显现。CEPEDA 等［15］发现老年小鼠和老年人胸腺B 淋巴细胞中T-bet 和免疫球蛋白G（IgG）2a 表达增加，表明胸腺中的B 淋巴细胞趋向于自身反应；自身免疫调节因子（Aire）和自身抗原基因的表达随年龄的增长而降低，而胸腺B 淋巴细胞表达Aire 和下游自身抗原有助于耐受发育中的T 淋巴细胞，所以衰老可能降低胸腺B淋巴细胞耐受T淋巴细胞的能力，进一步揭示了衰老与自身免疫之间潜在的机制联系。

以上研究表明，虽然老年人T 淋巴细胞免疫的变化通常被认为是最重要的，然而体液免疫的变化也不容忽视。

2.2 老年人固有免疫的特点 虽然衰老对先天免疫的影响不如适应性免疫显著，但年龄对先天免疫也有着一定的影响。以自然杀伤（NK）细胞为例，NK 细胞是先天性细胞毒性淋巴细胞，是宿主防御病毒和肿瘤细胞的组成部分。根据其CD56的表达，NK 细胞分为两个不同的群体，即NK 细胞亚群，细胞构成NK 细胞的大部分，并表现出较强的细胞毒性特性，而细胞表现出较小的细胞毒性，但分泌多种细胞因子来调节免疫功能［16-17］。研究表明，老年人NK 细胞亚群的频率、表型分布以及功能发生了变化，主要表现为NK 细胞总数增多，这与成熟的NK 细胞亚群增加、不成熟的细胞减少有关［18-21］。CD57通常被认为是细胞衰老和增殖缺陷的标志，具有高度的细胞毒性，在终末分化效应T 淋巴细胞和成熟细胞毒性NK 细胞中的表达最为明显。CD57在血液和组织中的表达频率与慢性感染患者的临床预后、各种癌症和人类衰老有关［22］。性别影响NK 细胞亚群的分布，AL-ATTAR 等［23］发现老年男性NK 细胞频率及CD57表达比女性更高，即说明NK 细胞成熟的老化在男性中比在女性中发生更快，另一方面老年女性NK细胞具有比老年男性细胞更强的细胞毒性反应，这可能部分解释了为什么老年男性易患更多的传染性疾病和癌症。在老年人中，NK 细胞介导的细胞毒性在单个细胞水平上降低，但由于NK 细胞数量的增加，总的来说NK 细胞的杀伤作用得以保留，尤其表现在高龄老年人中，而这可能是长寿的一个原因［18］。

如前所述，NK 细胞的功能受损和表型的成熟障碍随着年龄的增长而降低，但其影响因素尚未完全确定。最近一项在小鼠脾脏中进行的实验表明，遗传变异是衰老NK 细胞表型的关键决定因素［24］。而SHEHATA 等［25］发现老化的非造血环境会损害NK 细胞的成熟和功能。此外，其他的影响因素还包括压力、性别、病毒感染（尤其是人类巨细胞病毒）等［26-28］。可见，老年人NK 细胞的变化可能是外部环境和内在遗传变异的共同结果。

老年人天然免疫系统的许多方面均有改变。其他的还有：树突状细胞不能有效地表达抗原；巨噬细胞衰老的变化有募集能力、抗原提呈、吞噬、活性氧生成和细胞因子生成能力下降等；表型上从促炎、抗肿瘤M1 型到抗炎、促肿瘤M2 型转变，越来越倾向于免疫抑制；中性粒细胞发生吞噬能力、趋化性降低，凋亡减少、不准确迁移、胞外陷阱形成等［29］。

综上所述，这些改变使先天免疫系统介导的炎性反应在强度和持续时间上增加，使老年人容易受到组织损伤的免疫和炎性疾病的影响。

3 免疫调节剂的应用

3.1 益生菌的免疫调节作用 如上所述，老年人免疫能力受损，为改善老年人的免疫功能，益生菌的研究成为热点。益生菌被定义为一类对宿主有益的活性微生物，益生菌不仅能稳定肠道菌群，而且可以潜在地调节免疫系统的功能，增强人体免疫力。如干酪乳杆菌通过增加NK 细胞活性促进先天免疫，通过增加老年人白介素（IL）-10/IL-12 比值改善炎症状态［30］。枯草杆菌Cu1 显著升高了大便和唾液中的分泌型免疫球蛋白A（sIgA）水平，并引起了较高水平的血清干扰素γ（IFN-γ），肠道和唾液中sIgA 水平的升高可能有助于加强老年人的黏膜抗病毒和抗细菌免疫防御能力［31］。含有L.ParacaseiN1115 的酸奶通过提高T 淋巴细胞百分率增强免疫功能，保护老年人免受急性呼吸道感染［32］。已知益生菌定义为“活性微生物”，以上这些研究中的微生物是有活性的；然而对热处理过的或热杀灭的益生菌的一些研究也显示出与免疫功能的关系。LEE 等［33］研究发现每日食用含副干酪乳杆菌、双歧杆菌和热处理的植物乳杆菌的酸奶，均可增强NK细胞功能，升高IFN-γ、IL-12 和IgG1 水平，进而提高免疫功能。MIYAZAWA 等［34］研究证明热杀灭的TMC0356 可增加老年人T 淋巴细胞的数量，减少T 淋巴细胞中CD28表达的丢失，提示可以抵抗T 淋巴细胞衰老。随后该团队又发现热杀灭的副干酪乳杆菌MCC1849 细胞对85 岁以上高龄老年受试组甲型H1N1 和乙型抗原的抗体应答受损有所改善，然而对85 岁以下老年组的免疫参数未有显著影响［35］。发生这一差异可能是益生菌对免疫能力更为低下的人群作用更明显，不过其确切原因还需要进一步验证。综上所述，益生菌（活性或者非活性）可以改变老年人天然免疫、适应性免疫系统的多个方面，进而调节老年人的免疫力，然而益生菌的免疫调节作用仍存在争议。

3.2 胸腺肽的免疫调节 胸腺肽是一种生物免疫调节剂，在调节和增强免疫方面起着至关重要的作用。胸腺肽具有多向作用机制，其能够导致树突状和其他免疫系统细胞中Toll 样受体的激活，增强Th1 细胞、NK 细胞活性，并刺激特异性B淋巴细胞分化为抗体产物，杀死细菌、真菌、病毒及肿瘤细胞；另外胸腺肽促进调节性T 淋巴细胞的增加，从而抑制细胞因子产生的反馈，因此抑制免疫应答以预防促炎细胞因子风暴［36］。近几年，胸腺肽已在重症肺炎［37］、脑卒中［38］、心肌梗死［39］、多发性骨髓瘤［40］、囊性纤维化［41］等疾病中取得了相关进展。在未来，胸腺肽有望用于治疗更多的不同病因的疾病。

3.3 其他免疫调节剂 据报道人免疫球蛋白对免疫也具有调节作用［42-43］，另外还有一些负性免疫调节剂，也就是免疫抑制剂，如硫唑嘌呤［44］，其临床应用范围也不断在扩大。

4 小结与展望

过去几十年对免疫衰老的认识在稳步进行，但其基本机制及其相关因素仍然没有得到充分的了解。限制对人类免疫功能认识的因素包括以下几个方面：首先多数研究是在动物中进行的，对人类的研究仍停留在细胞及功能变化的表面，仍然没有在分子水平上解释。然而无论如何，免疫机制和微生物群在这两种物种之间是不同的，人类和动物在衰老方面有许多重要的差异，因此有必要进行更深一步的研究，但这必然还存在诸多例如伦理学方面的限制。另一方面，虽然多数人类衰老研究中报告了免疫功能的改变，但目前为止，主要是以血液为中心的免疫反应模型，而多数免疫细胞包含在其他组织中，因此将来对免疫衰老的研究有必要在全身其他组织（如肝、脾、脑）的免疫细胞中进行。

另外还有一个因素是迄今为止所进行的纵向研究比较少。多数研究是横断面设计，虽然横断面研究可以反映青年和老年群体之间的差异，但并不能反映免疫系统随时间的变化。这要求进行更多的纵向研究，可以避免由于个体之间的差异而导致的潜在影响。然而，纵向研究持续时间长，成本高，研究对象的依从性也不容易保持，但是为了更深入地研究免疫衰老领域，还是需要克服这些困难。

虽然老年人免疫系统变化的确切原因和意义尚不清楚，采取各种措施来延缓免疫衰老及预防其后果仍至关重要。那么应该怎样来改善老年人的免疫状态，减少老年人各种疾病发生的风险，从而达到健康老龄化的目标呢？其中益生菌和胸腺肽是生物利用度高、效益较高、耐受性良好并且安全的生物免疫调节剂，益生菌联合胸腺肽作为免疫调节剂来改善老年人免疫功能有望增加疗效，是一个不错的选择，但益生菌是否需要长期摄入，以及如何确定益生菌和胸腺肽的剂量有待于进一步研究。

本文文献检索策略：

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 等为关键词，按照文章结构分别用AND 或OR 连接，检索中国知网、万方数据知识服务平台、PubMed、GeenMedical 建库至2019 年4 月。同时，从已查阅的文献的参考文献中人工检索需要的文献。纳入标准：国内外发表的有关老年患者或者老年动物免疫的文献；与免疫、益生菌、胸腺肽及其他免疫调节剂相关的文献。排除标准：与本文内容无关的文献；年代久远，内容不够新颖的文献；研究设计不合理，质量差的文献。

作者贡献：王健进行文章的文献收集及整理，撰写论文；龚燕锋进行文章的构思及可行性分析，论文的修订，负责文章的质量控制及审校，对文章整体负责，监督管理。

本文无利益冲突。