在接種疫苗后吸入流感病毒，身體會產生大量對抗這種病毒的抗體，這得益于免疫系統中根深蒂固的記憶。科學家們如今發現，這種反應很大程度上依賴于免疫系統和中樞神經系統之間復雜的生物學對話。
在一項新的研究中，來自美國范斯坦醫學研究所的研究人員揭示出免疫系統和神經系統在對任何形式的疫苗接種作出的反應中都是相互依存的。人們早就知道哺乳動物會在神經系統和免疫系統中儲存記憶。探究這兩種系統對入侵者---外來抗原---作出的反應中是否共同起作用標志著一種新的科學研究方向。相關研究結果近期發表在預印本服務器bioRxiv上，論文標題為“Antibody responses to immunization require sensory neurons”。
流感病毒的三維圖片。圖片來自Center for Disease Control。
在這項新的研究中，在Kevin Tracey博士的領導下，這些研究人員發現對疫苗接種作出的抗體反應需要感覺神經元。作為他們研究的結果，Tracey及其團隊提出這種兩種復雜的生物系統之間存在有效的協同作用，從而提供了一種引人注目的新視角，讓我們得以一窺幾乎從未涉足的領域。
Tracey說，“神經系統和免疫系統具有很多相似的分子和受體。”他指出，其他的科學家團隊也已開始認識到這兩種系統是如何相互依賴的。
Tracey說，“多個研究團隊正在研究這兩種系統如何相互作用。比如，數十年來，我們研究了乙酰膽堿（一種由神經元產生的典型神經遞質）如何也由T細胞（一種典型的免疫細胞）產生；當乙酰膽堿存在時，單核細胞表達乙酰膽堿受體來抑制細胞因子產生。我們認為這一發現可能是神經系統與免疫系統‘對話’的一種新機制。”
Tracey和他的同事們首次發現感覺神經元是抗體反應產生所必需的。他們還發現激活這些神經元會增強抗體的產生。
論文第一作者Aisling Tynan博士說，這一發現為理解疫苗接種過程增加了一個新的維度。Tynan說，“當前，大多數人將接受多次加強疫苗接種以實現完全免疫。通過探究對這一過程的神經調節，我們可能能夠提高疫苗接種的成功率和有效性。”不過，Tynan指出即便接受了推薦劑量的疫苗接種后，完全免疫仍可能難以實現。
這項新的研究的一項令人震驚的意外發現是免疫系統反應是由負責發送疼痛信號的神經元控制的。Tracey和他的團隊還發現如果這些神經元受到破壞，那么炎癥變得普遍，從而導致炎癥性疾病。
這些研究人員在動物模型上進行了研究，著重關注一種特殊的神經元群體，更準確地稱為表達TRPV1的感覺神經元。
Tracey說，“TRPV1神經元通常是識別整個身體（包括皮膚、關節和胃腸道）的熱量和各種有害刺激物的疼痛感應神經元。這是一個令人吃驚的發現：這些神經元…也在產生并調節抗體。” 他補充說，“哈佛醫學院的Isacc Chiu和Cliff Woolf已發現感覺神經元參與調節感染期間和牛皮癬等疾病中的炎癥。我們的發現是它們還調節免疫，這非常令人吃驚。”
2019年12月初，Chiu博士提出現在是時候擴大對神經系統和免疫系統如何協同發揮作用的理解了。神經系統不僅僅是發現危險并提醒身體的看門狗。Chiu說，神經系統是抵抗感染的積極參與者。
Chiu及其同事們在發表在Cell期刊上的一篇論文中證實在遭受潛在致命性的沙門氏菌感染的實驗小鼠中，神經系統與免疫系統一起更好地抵抗這種細菌。神經元調節著布滿在神經元派爾集合淋巴結上的稱為微皺褶細胞（microfold cell, M細胞）的細胞通道，這些細胞通道決定著微生物是否出入小腸。神經元還促進了保護性腸道細菌的存在。
Tynan詳細介紹了她的研究團隊的發現，強調了這些發現如何為適應性免疫系統（兩種免疫系統之一）提供了新的認識。
從技術上講，包括人類在內的許多物種都具有兩種免疫系統：先天性免疫系統和適應性免疫系統。 先天性免疫系統是出生時就存在的免疫系統，是人體抵抗引起感染的侵入性有機體的第一道防線。先天性免疫系統包括物理屏障，比如皮膚和粘膜。但是有一些抵抗感染的細胞，比如可吞噬入侵者的巨噬細胞。
先天性免疫系統雖然能夠消滅入侵者，但是卻缺乏“記憶”，即入侵者再次入侵時必須記住它的機制。如果沒有這種能力，當病原體再次感染時，人體就無法快速地做出反應。
適應性免疫系統，也稱為獲得性免疫系統，隨著時間的推移而產生。當再次受到外來抗原的感染時，它“記住”過去曾遇到這種入侵者。記憶T細胞是適應性免疫系統的一部分。它們根據過去感染的“記憶”快速地成群攻擊這種入侵者。當再次接觸外來抗原時，記憶B細胞會產生強大的免疫反應，從而大量地產生針對入侵抗原的抗體。
Tracey和Tynan表示，這種適應性免疫反應的基礎是中樞神經系統特定成分之間的交流。
Tynan說，“這項研究表明感覺神經元在產生特異性抗體反應中起著關鍵作用。這是我們首次能夠證實神經系統和適應性免疫系統之間進行相互交流。我們的研究團隊的進一步研究有望充分拓展神經元在適應性免疫反應的整個過程中的作用。”
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