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「發燒了!怎麼辦?」科學家研究發現發燒提高人體免疫力分子機制

↑發熱通過增強免疫細胞遷移到炎症組織部位來殺傷病原體的進程被形象地比喻為中國傳統神話故事——哪吒大戰惡龍。哪吒(T細胞)腳踩風火輪(Hsp90蛋白),快速馳騁於大海之上,追逐絞殺惡龍(病原體)。

「發燒了!很難受,怎麼辦?」「當然吃退燒藥了。」這幾乎是所有人的答案,但是這樣做真的對嗎?

近期,中國科學院生物化學與細胞生物學研究所(簡稱生化與細胞所)陳劍峰研究組最新研究成果對發燒在機體清除病原體感染中的重要作用及其機制作出全新闡述。研究成果發表在國際免疫學權威期刊《免疫》Immunity上。該發現讓我們對發熱的作用和退熱葯的使用有了全新的認識,論文發表後得到國外媒體的廣泛關注。

當機體被病原體感染後,身體裡的免疫細胞要經過血液循環運動到感染部位的小血管,在那裡停留下來並爬行穿出血管到達感染部位和淋巴結,最終將侵入機體的病原體清除掉。這一過程對於生物體的存活非常重要。發熱會開啟人體「對抗」病原體感染和身體損傷的「高級別」保護機制,發熱後免疫系統進入「戰鬥」狀態,「掃除」感染。但是迄今為止,對發熱促使免疫系統高效運作的原理人們卻知之甚少。

陳劍峰研究組研究發現,當機體溫度達到高熱(38.5℃)及以上水準時,會促進免疫細胞中的一種名為熱休克蛋白90(Hsp90)的蛋白質的表達。而在免疫細胞表面,有一類名為整合素的細胞黏附分子,它負責免疫細胞在血管表面的停留(黏附)、爬行(遷移)和滲出血管等過程。在熱刺激後的免疫細胞中,Hsp90會被招募到細胞膜上與alpha4整合素「結合」。

這一過程會大大加速免疫細胞「運動」(黏附和遷移),使其可以快速趕往感染部位的淋巴結和組織。如果人為破壞Hsp90與alpha4整合素的「結合」,會導致動物實驗中的感染小鼠死亡率大大增加,說明發熱通過以上機制有效清除感染。

值得一提的是,Hsp90的表達只能在體溫達到38.5℃以上才能被誘導表達,說明發熱對感染清除的促進作用要達到高熱才能被啟動;另外,一旦Hsp90被成功誘導,即便體溫回歸正常水準,Hsp90的表達也可維持大約48小時。因此在發熱一段時間後,完全可以用退熱葯降溫而不影響發熱對免疫細胞黏附與遷移的促進作用。目前,陳劍峰研究組的結果提示高熱6小時可以有效誘導Hsp90的表達,他們正在研究能否縮短高熱時間,讓免疫系統在更短的時間內「開足馬力」。

「發燒了!怎麼辦?」正確的做法應該是在病人身體條件許可下,可以讓病人體溫維持在38.5℃以上一段時間,然後再吃退燒藥。這樣會極大促進機體對外來病原體的清除,同時降溫後也不影響此前發熱對免疫細胞黏附和遷移的促進作用。

此外,陳劍峰研究組正在嘗試通過在免疫細胞中利用基因工程手段直接提高Hsp90的表達促進免疫細胞的運動能力來清除感染和加強T細胞對腫瘤的殺傷作用;或者破壞Hsp90與alpha4整合素的結合來抑製機體異常免疫反應,可能用於治療或減緩炎症性腸病等自身免疫疾病。

生化與細胞所陳劍峰研究員為本文通訊作者,林昶東博士後和張有華博士為共同第一作者。該研究得到耶魯大學醫學院吳殿青教授、生化與細胞所葛高翔研究員、何勇寧研究員和張榮光研究員的指導和幫助。經費支持來自國家自然科學基金委、科技部、中國科學院和中國博士後科學基金。研究得到生化與細胞所細胞分析技術平台、分子生物學技術平台、化學生物學技術平台、動物實驗技術平台、斑馬魚技術平台和GTP研發中心的大力支持。

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