感染会引起各种症状，其中一个常见症状是消瘦，它涉及脂肪流失，在极端情况下还可能包括肌肉流失。美国索尔克研究所教授珍妮尔·艾尔斯（Janelle Ayres）的实验室研究人员发现，在小鼠身上，由寄生虫特兰氏锥虫（Trypanosoma brucei）感染引起的消瘦反应分为两个阶段，并由不同的免疫细胞调节。研究结果显示，在特兰氏锥虫感染期间，CD4+ T细胞在患病诱发的厌食和脂肪流失中起着作用，而CD8+ T细胞则与虚脱症相关联。研究结果还表明，虽然脂肪流失对抗感染没有好处，但肌肉流失却有益于抵抗病原体，这一令人意外的发现为了解一些消瘦可能有助于疾病管理的线索。
该研究结果可能有助于未来开发更有效的治疗方法，以避免患者出现消瘦，并增进我们对消瘦在感染、癌症、慢性疾病和其他疾病中对生存和发病率的影响的认识。索尔克研究所遗传学主席兼分子和系统生理学实验室负责人珍妮尔·艾尔斯博士表示：“我们经常假设类似消瘦这样的症状是不好的，因为它们通常与更高的死亡率同时出现。但如果我们反问，消瘦的目的是什么？我们可以找到令人惊讶且有深刻洞察力的答案，这有助于我们理解人类对感染的反应，并优化这种反应。”艾尔斯博士是该团队在《细胞报告》杂志上发表论文的高级作者，该论文的标题是“CD4+ T cells调控慢性寄生虫感染期间的疾病诱发性厌食和脂肪流失”。
感染导致宿主代谢过程的重组，临床上，对感染最明显的代谢反应是能量储备的流失。虚脱症是研究人员描述的“一种极端的分解状态”，其特点是非自愿性体重减轻和肌肉流失，其中可能包括脂肪流失。然而，该团队继续解释说：“虚脱症或脂肪流失在感染期间是否发挥功能角色，仍然未知，但它们通常被视为宿主-病原体相互作用的不适应后果。”
保护体内免受入侵病原体的侵害需要大量能量，并且需要“与其他生物功能进行权衡”。先前的研究表明，这种与免疫相关的能量消耗会导致消瘦成为一个不幸的副作用。艾尔斯和团队对是否消瘦可能是有益的而不仅仅是能量消耗的副作用产生了兴趣。
特兰氏锥虫寄生虫（深蓝色）在小鼠血细胞（浅蓝色和白色）中。[索尔克研究所]
T细胞是免疫细胞，对感染作出反应较慢，但当它们对抗特定感染时，它们会适应并进行斗争。艾尔斯博士对这些T细胞是否导致消瘦产生了兴趣。如果T细胞负责这种情况，那将表明消瘦并不仅仅是免疫细胞需要能量的无产出副作用。
研究人员特别关注CD4+和CD8+ T细胞。CD4+ T细胞在对抗感染中起到带头作用，并可以促进CD8+ T细胞的活动，后者可以杀死侵入者和癌细胞。这两种T细胞类型通常共同协作，因此研究团队假设它们在消瘦过程中的作用可能也是一种合作。他们指出：“有必要更好地理解CD4+和CD8+ T细胞在调节能量储备方面的作用，以及与宿主防御功能的关系。”
为了弄清楚CD4+和CD8+ T细胞与消瘦的关联，研究人员研究了由特兰氏锥虫引起的感染，该病原体寄生在脂肪组织中，并且可能阻碍适应性免疫反应，包括T细胞。这是一个理想的感染模型，可以解决关于脂肪流失以及T细胞如何调解这一过程的问题。研究团队利用这一模型，研究了特兰氏锥虫感染小鼠时CD4+和CD8+ T细胞的作用，还评估了去除CD4+和CD8+ T细胞对感染动物的寿命、死亡率、寄生虫症状和寄生虫负担的影响。
研究结果显示，在特兰氏锥虫感染的小鼠中，CD4+ T细胞首先发挥作用，引发脂肪流失过程。之后，但完全独立于脂肪流失，CD8+ T细胞引发了肌肉流失过程。研究人员写道：“我们发现消瘦反应分两个阶段进行，第一阶段是由CD4+ T细胞引发的脂肪流失，第二阶段是与厌食无关的虚脱阶段，这取决于CD8+ T细胞。”他们进一步指出：“我们证明了CD4+ T细胞在特兰氏锥虫感染后对脂肪组织流失的驱动作用。我们进一步证明CD4+ T细胞对诱发疾病诱发性厌食反应是必需的。”
有趣的是，CD4+ T细胞引发的脂肪流失对小鼠抵抗特兰氏锥虫或幸存感染没有影响。然而，与传统的消瘦假设相反，CD8+ T细胞引发的肌肉流失有助于小鼠抵抗特兰氏锥虫并幸存感染。研究团队进一步指出：“脂肪流失对宿主抗体介导的抵抗防御或幸存率没有影响，而较晚阶段的肌肉流失有助于疾病容忍防御。”因此，至少在小鼠特兰氏锥虫感染模型中，脂肪组织流失对宿主或病原体都没有明显的益处，而虚脱症可能有助于宿主的疾病容忍防御。
左起：Janelle Ayres、Siva Varanasi、Karina Sanchez、Samuel Redford和Natalia Thorup。[美国索尔克研究所]
该团队首席作者塞缪尔·雷德福德博士是珍妮尔·艾尔斯实验室的前研究生，目前是该实验室的访问研究员。他表示：“我们的发现太令人惊讶了，以至于有时我怀疑我们是否做错了什么。”他说：“我们得到了惊人的结果，拥有完全功能的免疫系统和没有CD4+ T细胞的小鼠存活时间相同，这意味着这些CD4+ T细胞及其引发的脂肪流失在抵抗寄生虫方面完全是可有可无的。此外，我们还发现通常合作的T细胞亚型在这个过程中完全独立地发挥作用。”
该研究结果突显了免疫细胞在脂肪和肌肉流失中的重要作用，以及了解这些反应的功能对指导治疗干预的必要性。珍妮尔·艾尔斯博士评论道：“通过研究我们与之共同进化的环境和感染，我们可以对我们的免疫系统学到很多。虽然特兰氏锥虫是一个有趣且重要的案例，但令人兴奋的是将我们的发现推广应用于理解、治疗和克服任何涉及免疫介导的消瘦疾病，如寄生虫、肿瘤、慢性疾病等。”
该团队在总结中指出了其研究的局限性：“我们确立了CD4+ T细胞在患病诱发性厌食和脂肪组织流失中的作用，以及CD8+ T细胞在肌肉流失中的作用，并将这些代谢反应与宿主抵抗防御解耦，并建议肌肉流失可能在某些感染背景下有助于促进疾病容忍防御。”
未来，该团队将研究其他哺乳动物和最终人类中的T细胞机制。他们还希望更详细地探究肌肉流失的原因，以及CD4+和CD8+ T细胞在这一过程中扮演的不同角色。
编辑：周敏
排版：李丽
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