懷孕期間,準(zhǔn)媽媽的免疫系統(tǒng)會(huì)發(fā)生多種變化,以確保維持對抗病原體、保護(hù)胎兒之間的平衡。但是,這些變化發(fā)生的具體時(shí)間,以及它們?nèi)绾伟l(fā)生,目前并不清楚。
現(xiàn)在,來自于斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)將生物學(xué)技術(shù)和計(jì)算機(jī)模型結(jié)合,次對懷孕期間女性免疫系統(tǒng)的變化進(jìn)行了詳細(xì)的描述,繪制出首份“免疫時(shí)鐘”(immune clock)。相關(guān)成果于 9 月 1 日發(fā)表在《Science Immunology》期刊,并被選為封面文章。
在懷孕的 9 個(gè)月內(nèi),母親的免疫系統(tǒng)會(huì)增強(qiáng)部分先天免疫反應(yīng)(例如自然殺傷細(xì)胞的活動(dòng)),同時(shí)下調(diào)一些適應(yīng)性免疫反應(yīng)(例如 T 細(xì)胞水平)。這些本該發(fā)生的變異一旦紊亂,易發(fā)生包括早產(chǎn)在內(nèi)的并發(fā)癥。
所以,這一份新鮮出爐的“時(shí)間藍(lán)圖”有助于醫(yī)生預(yù)測早產(chǎn)的概率和時(shí)間。“懷孕會(huì)讓母親機(jī)體進(jìn)入一個(gè)獨(dú)特的免疫狀態(tài)。我們發(fā)現(xiàn),免疫系統(tǒng)的變化遵循著一個(gè)且可預(yù)測的時(shí)間節(jié)點(diǎn)?!蔽恼峦ㄓ嵶髡摺⒙樽韺W(xué)助理教授 Brice Gaudilliere 解釋道。
研究團(tuán)隊(duì)繪制了免疫系統(tǒng)為適應(yīng)懷孕而發(fā)生變化的具體時(shí)間點(diǎn)。
(圖片來源:文獻(xiàn))
懷孕后的“免疫時(shí)鐘”
研究團(tuán)隊(duì)招募了 18 名準(zhǔn)媽媽,并在她們懷孕的 3 個(gè)時(shí)間段(早、中、晚)以及分娩后的第六周采集血液。另外,他們還準(zhǔn)備了 10 名孕婦,用于驗(yàn)證研究結(jié)果。
他們采用了一種由斯坦福大學(xué)團(tuán)隊(duì)開發(fā)的技術(shù)——質(zhì)譜流式細(xì)胞技術(shù)(mass cytometry),用于同時(shí)檢測血液樣本中每個(gè)免疫細(xì)胞的超 50 種屬性,計(jì)量血液中含有的免疫細(xì)胞類型,評估每個(gè)細(xì)胞參與的活躍的信號(hào)通路,并明確免疫細(xì)胞應(yīng)對病毒、細(xì)菌感染的反應(yīng)。
他們開發(fā)了一套統(tǒng)計(jì)建模算法,用于詳細(xì)描述免疫系統(tǒng)在整個(gè)懷孕周期內(nèi)發(fā)生的變化。他們將妊娠期視為一個(gè)持續(xù)變量,計(jì)算這一期間內(nèi)免疫細(xì)胞發(fā)生變化的時(shí)間。這個(gè)數(shù)學(xué)模型還結(jié)合了已有科學(xué)文獻(xiàn)中關(guān)于免疫細(xì)胞在非懷孕個(gè)體中的行為信息,以確定哪些變化有可能是重要的。這一模型加深了對免疫系統(tǒng)的認(rèn)知。Gaudilliere 表示:“這一模型告訴我們特定的免疫細(xì)胞是如何應(yīng)對懷孕的。”
免疫系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型(圖片來源:文獻(xiàn))
利用“時(shí)鐘”預(yù)測早產(chǎn)
這一研究再一次證實(shí)過去已有的針對孕期免疫系統(tǒng)的研究成果,例如懷孕期間,自然殺傷細(xì)胞和中性粒細(xì)胞功能增強(qiáng)。下一步,研究團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)深入研究——利用準(zhǔn)媽媽的血液樣本解析免疫系統(tǒng)在功能上區(qū)別于正常時(shí)期的細(xì)節(jié)。
近 10% 的美國嬰兒屬于早產(chǎn)兒,他們提前 3 周甚至于更早出生。但是醫(yī)生缺乏可靠預(yù)測早產(chǎn)的方法。研究團(tuán)隊(duì)希望通過這一研究解析早產(chǎn)發(fā)生的原因,以及找到預(yù)防早產(chǎn)的方法。
麻醉學(xué)、圍手術(shù)期和疼痛醫(yī)學(xué)導(dǎo)師 Nima Aghaeepour 表示:“免疫系統(tǒng)并不是孤立的?,F(xiàn)在我們感興趣的是,它與機(jī)體其他生物學(xué)系統(tǒng)之間的相互作用,包括基因、新陳代謝、微生物群落等等,從而繪制一份完整的、針對懷孕的生物鐘?!?
參考資料:
An Immunological Timeline for Pregnancy
Immune system changes during pregnancy are precisely timed