《科学》揭示全新防御机制：肠道先天就有免疫记忆

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先天免疫系统对于调节宿主-微生物相互作用，尤其是防止病原体侵入黏膜发挥着至关重要的作用。在一项发表于《科学》杂志的研究中，巴斯德研究所和法国国立健康和医药研究院（INSERM）的科学家使用肠道感染模型发现，先天效应细胞（3型天然淋巴细胞）不仅在感染的早期阶段发挥作用，而且还可以通过训练形成一种先天的免疫记忆，从而保护宿主不会再次遭受感染。

大肠杆菌感染可导致肠道疾病或胃肠道出血，防治大肠杆菌感染是一项重大的公共卫生挑战。这些细菌存在于饮用水或食物中，会导致与急性肠道炎症相关的持续性腹泻。全球近9%的儿童死亡都与肠致病性和肠出血性大肠杆菌有关。

肠道黏膜拥有复杂的防御系统，可以抵抗病原体感染，同时保持对共生微生物群的耐受性，这对正常的身体功能至关重要。这种持续的监控是由先天免疫系统执行的，它在感染后的最初几个小时内提供早期防御。然后，适应性免疫系统激活B细胞和T细胞表面表达的特定受体，对遇到的病原体产生记忆，从而产生保护性抗体和炎性细胞因子。适应性系统在长期耐受和保护中功能已比较清楚，然而先天系统在免疫记忆中的作用仍尚未明确。

▲肠道中的ILC3（图片来源：Nicolas Serafini – Institut Pasteur / Inserm）

2008 年，由 INSERM的James Di Santo教授领导的团队将3型天然淋巴细胞（ILC3）描述为一种不同于适应性B细胞和T细胞的新型淋巴细胞家族。ILC3产生促炎细胞因子，如白细胞介素IL-22，在先天免疫反应中发挥重要作用，尤其是在肠道黏膜中。细胞因子的释放激活上皮细胞产生抗菌肽，从而减少细菌负荷，维持肠道屏障的完整性。

在最新的研究中，科学家使用了一种创新方案，将免疫系统短暂暴露于鼠柠檬酸杆菌中。他们发现 ILC3 在暴露于柠檬酸杆菌后会保持在激活状态下长达几个月。在第二次感染期间，“训练有素”的ILC3 亚群（Tr-ILC3s）更多更快地增殖，并大量生成 IL-22，比“未受训”的ILC3有更强的控制感染能力。随着时间的推移，肠道ILC3会获得一种记忆，以增强肠道黏膜对反复感染的防御能力。

▲Tr-ILC3s 有效控制病原菌再攻击干细胞和类囊胚（图片来源：参考资料[1]）

在黏膜中“训练”先天免疫系统的能力，可大大提高身体对多种病原体的防御能力。这一发现证明了一种新的抗菌免疫防御机制，从长远来看，可能会为炎症性肠病或肠道癌症等疾病带来新的治疗方法。

参考资料：

[1] Nicolas Serafini et al. Discovery of an innate immunological memory in the intestine. Nature (2022). https://www.science.org/doi/10.1126/aaz8777

[2] Discovery of an innate immunological memory in the intestine. Retrieved Feb. 28, 2022 from https://www.eurekalert.org/news-releases/944884

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