Nature子刊:为什么老年人更容易感染流感?
入冬了,冷空气来袭,很多人一到冬天就开始头痛感冒,以流感为主的呼吸道传染病进入流行季节。流感是由流感病毒引起的一种急性呼吸道传染病,传染性强,主要经空气飞沫传播,人群普遍易感。流感是导致老年人相关疾病发生严重并发症的重要原因,疫苗接种是及时获得健康保护、降低疾病负担的适宜措施之一。
甲型流感病毒 (IAV)对老年人的影响尤为严重,大多数感染 IAV 的年轻人只会出现轻度至中度症状,但≥65 岁的老年人易感性、死亡率和并发症发生率较高。随着全球人口的平均年龄在全球范围内持续上升,老年人对 IAV 的易感性越来越受到关注。
但为什么老年人更容易感染流感?近日,密歇根大学的研究人员对此进行了深入研究,该团队调查了为什么肺部的第一道防线——肺泡巨噬细胞,会随着年龄增长而受损。该研究题为“Age-induced prostaglandin E2 impairs mitochondrial fitness and increases mortality to influenza infection”发表在Nature Communications杂志上。
肺泡巨噬细胞 (AMs) 是气道和空域常驻巨噬细胞,可维持肺稳态并对呼吸道病原体作出快速反应。这些巨噬细胞是攻击流感病毒等入侵者的免疫细胞,它们生活在肺部的小气囊或肺泡中。重要的是,这些细胞似乎随着年龄的增长而丢失。
另一组先前的研究表明,当将一只年老老鼠的巨噬细胞放入一只年轻老鼠身上时,细胞看起来又年轻了。有迹象表明,一种称为前列腺素 E2 (PGE2)的脂质免疫调节剂在炎症如流感病毒感染调节中具有广泛的作用,并且随着小鼠衰老,肺中 PGE2水平会增加。然而,PGE2是否是衰老肺中导致宿主对病毒感染的防御受损的一个致病因素至今未知。
研究人员在本项目中研究了年龄升高的PGE2是否是损害宿主对IAV感染的防御的关键因素。
研究人员首先从未感染的幼龄和老年雌性小鼠中分离和培养AM和II型肺泡上皮细胞(AEC)。结果发现无论宿主年龄如何,II 型 AEC 产生的 PGE2比 AM 高出 3 个数量级。重要的是,来自老年小鼠的 II 型 AEC 产生的 PGE 2比来自年轻小鼠的 II 型 AEC多约 2 倍。说明了II 型 AEC是稳定状态下支气管肺泡灌洗液(BALF)中PGE 2的主要来源,并且衰老增加了II型AEC产生的 PGE2。此外无论是否存在 IAV 感染,衰老都会上调肺内PGE 2的分泌。这些结果表明,随着年龄的增长,BALF 中 PGE 2水平的增加是跨性别、基因型和物种的保守发现。
II 型 AEC 是老年肺中 PGE 2的主要来源
接下来,研究人员探究了衰老增加II型AEC产生PGE2的细胞机制,结果发现,与来自未感染的年轻小鼠的II型AEC相比,来自老年小鼠的II型AEC 表现出两种衰老相关分泌表型(SASP)因子 IL-6 和 TNF-α的分泌增加约 2-3倍,说明从老年小鼠中分离出的 II 型 AEC 表现出衰老的迹象。之后研究人员发现衰老会增加 PGE 2的分泌,进一步研究结果表明PGE 2是由衰老的 II 型 AEC 产生的 SASP 因子,并且衰老的 II 型 AEC 是肺中 PGE 2的主要生产者。
衰老通过 II 型 AECs 增加 PGE2
为了测试 PGE2 与流感易感性增加之间的联系,他们用一种阻断PGE2受体EP2的药物治疗老年小鼠。研究人员观察到,相比于未注射这种药物的老年小鼠,注射了这种药物的老年小鼠的肺泡巨噬细胞含量增加了,在 IAV 感染中也有更高的存活率。
研究人员进一步观察了身体内提供能量的线粒体,线粒体功能降低已被证明会限制多种细胞类型的增殖。通过透射电子显微镜 (TEM) 分析从年轻和老年小鼠中分离出的 AM 线粒体,结果发现表明中每个线粒体的面积也随着年龄的增长而增加。
通过探究 EP2的拮抗作用是否影响病毒载量,研究人员发现,对老年小鼠进行预防性 EP2 拮抗剂治疗可降低病毒载量、炎性细胞因子和感染后的肺损伤。
此外,研究人员发现的PGE 2在肺老化中的作用不太可能是 IAV 感染特有的,他们觉得这一发现很容易扩展到其他呼吸道感染,如SARS-CoV-2,因为衰老是严重 COVID -19的一个突出危险因素-19。重要的是,COVID-19 严重程度与 PGE 2血清水平呈正相关。
随着年龄的增长,免疫系统失调,又称为免疫衰老,会导致呼吸道病原体(包括 IAV)的发病率和死亡率增加。本研究表明,随着年龄的增长,肺部气囊内衬的细胞会衰老,这些细胞会导致 PGE2 的产生增加并抑制免疫反应。该团队计划接下来研究 PGE2 影响肺巨噬细胞的各种方式及其在全身炎症中的潜在作用。研究人员补充道:“随着年龄的增长,我们不仅更容易感染流感,还更容易感染其他感染、癌症、自身免疫性疾病。”
美国疾病控制与预防中心(CDC)建议 6 个月及以上人群每年接种流感疫苗。流感疫苗可以降低流感患病风险和严重程度,也可以降低患流感重症且需要住院的风险。这个季节接种流感疫苗尤其重要,因为流感和 2019 冠状病毒病(COVID-19)会引起类似的症状。接种流感疫苗可缓解可能与 COVID-19 引起的症状相混淆的症状。预防流感、减少流感重症及住院治疗也可降低需要住院的人数。
流感疫苗并非 100% 有效,因此采取一些措施来减少感染的传播也很重要,包括:在生活中勤洗手、避免触摸眼睛、鼻子和嘴巴、咳嗽和打喷嚏时遮住口鼻和避开人群等。在这个秋冬季节,希望大家常关心提醒家中的老年人,除了接种流感疫苗,也要更多关注自身的机体免疫健康。
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