《Frontiers in Immunology》：Age-driven shifts in T and NK cell responses amplify inflammation and coagulopathy during viral infection in mice and humans
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本研究发现，衰老（特别是晚期衰老）可导致抗病毒免疫应答发生根本性改变，表现为抗原特异性T细胞（特别是CD8+T细胞）应答减弱，而旁观者T细胞、自然杀伤（Natural Killer, NK）细胞的激活及全身性炎症（“细胞因子风暴”）增强。在流感病毒、小鼠巨细胞病毒（MCMV）感染模型中，晚期衰老（20-29个月）小鼠虽病毒载量与年轻小鼠相当，但死亡率、组织病理（尤其肺、肝）及凝血功能障碍（Coagulopathy）显著加剧。转录组学分析揭示了炎症与凝血通路在衰老个体中的协同失调，该现象在感染SARS-CoV-2的老年人（60-80岁）血液样本中得到印证。研究强调了在临床前模型中精准模拟晚期衰老的重要性，并为理解老年群体病毒感染的免疫病理机制提供了新视角。
1年轻、衰老与晚期衰老小鼠及人类不同组织中的T细胞表型基线差异
研究表明，随着年龄增长，机体关键免疫器官（如脾脏、肺脏）中的T细胞数量与功能发生显著变化。在未受感染的基线状态下，与年轻（2-6个月）小鼠相比，衰老（15-18个月）和晚期衰老（20-29个月）小鼠的脾脏和肺脏中CD3+T细胞比例及绝对数量均呈年龄依赖性下降，尤其在肺脏中，晚期衰老组下降最为明显。同时，记忆性T细胞（CD62L-CD44+）与初始T细胞（CD62L+CD44-）的比例随年龄增长而升高，表明存在免疫记忆库的倾斜。程序性细胞死亡蛋白1（PD-1）等T细胞耗竭相关标志物的表达也随年龄逐渐增加，在晚期衰老小鼠中达到峰值，这与人类血液和肺组织RNA测序（RNA-seq）数据中观察到的衰老相关T细胞耗竭基因（如Pdcd1、Lag3、Eomes、Tigit等）上调趋势一致。此外，自然杀伤细胞在脾脏和肺脏中的比例与数量也随年龄增长而减少，且与NK细胞功能抑制相关的标志物TIGIT表达上调，提示衰老伴随固有的免疫功能失调基础。
2晚期衰老与急性MCMV感染期间器官驱动性病理和死亡率升高相关
在急性病毒感染挑战下，晚期衰老小鼠表现出更严重的病理结局。当年轻与晚期衰老小鼠接受相同剂量的MCMV腹腔感染后，晚期衰老小鼠死亡率显著增高，在感染后6-8天达到高峰。组织病理学评估（H&E染色）显示，晚期衰老小鼠的肺脏出现更严重的间质性肺炎、II型肺泡上皮细胞增生、血管内白细胞增多及纤维蛋白渗出；肝脏则表现出多灶性随机性坏死、微泡性脂肪变性和更严重的坏死性炎症病灶。血清丙氨酸氨基转移酶（ALT）活性升高也证实了其肝损伤更重。值得注意的是，尽管病理和死亡率剧增，晚期衰老小鼠肺脏和肝脏中的病毒载量（通过IE-1基因拷贝数测定）与年轻小鼠相当。然而，其血清中干扰素-γ（IFN-γ）、肿瘤坏死因子（TNF）、白介素-6（IL-6）和白介素-1β（IL-1β）等促炎细胞因子水平显著升高，形成“细胞因子风暴”，肺组织中相关细胞因子基因表达也上调。这表明晚期衰老小鼠的死亡并非由于病毒复制失控，而是由过度放大的、具有损害性的宿主免疫应答所驱动。
3晚期衰老小鼠的免疫应答失调与抗原特异性T细胞应答减弱但旁观者T细胞和NK细胞扩增/激活增强相关
深入分析抗病毒免疫应答发现，晚期衰老小鼠的抗原特异性T细胞应答存在缺陷。在MCMV感染后第6天，其肝脏和肺脏中针对MCMV m45抗原的CD8+T细胞（m45 Tetramer+）比例显著低于年轻小鼠。与之形成鲜明对比的是，非抗原特异性的“旁观者”T细胞激活显著增强。这类细胞表现为CD25-PD-1-，但高表达激活标志物如CD69或NK细胞活化性受体NKG2D，通常在细胞因子风暴环境中被激活。同时，作为先天免疫补偿机制，晚期衰老小鼠感染后在肝脏和肺脏中出现了NK细胞的显著扩增，尤其肺脏中NK细胞数量的倍增尤为明显。这些NK细胞虽然高表达激活标志物CD69，但其表面能特异性识别MCMV感染细胞的关键活化性受体Ly49H的表达水平却显著降低，提示其功能可能存在失调。在流感病毒（A/PR8株）呼吸道感染模型中，研究者观察到了相似的模式：晚期衰老小鼠肺脏病理更重、死亡率更高、促炎细胞因子水平升高，而针对流感病毒核蛋白（NP）的抗原特异性CD8+T细胞（NP Tetramer+）应答减弱，旁观者T细胞激活和NK细胞扩增/激活（CD69+、Thy1.2+）增强。此外，在晚期衰老小鼠肺组织中还观察到了年轻小鼠中未见的管腔内纤维蛋白沉积，即凝血功能障碍的病理证据。
4与衰老小鼠相比，晚期衰老小鼠的适应性T细胞应答进一步受损且炎症细胞因子产生升高
为了明确年龄进展对免疫失调的影响程度，研究直接比较了年轻、衰老和晚期衰老三组小鼠对MCMV的应答。结果显示，死亡率、血清促炎细胞因子（IL-6、TNF、IFN-γ）水平呈现从年轻、衰老到晚期衰老的渐进式升高趋势，而三组间的病毒载量依然无显著差异。关键区别在于，凝血功能障碍（表现为组织内纤维蛋白渗出）仅在晚期衰老小鼠的靶器官（肺、肝）中被发现，而在衰老小鼠中未出现，表明晚期衰老可能诱发独特的病理表型。在免疫细胞层面，抗原特异性CD8+T细胞（m45 Tetramer+）的比例、以及其活化与增殖标志物（CD69、Ki-67、NKG2D）的表达，在晚期衰老小鼠中比衰老小鼠进一步降低。相反，旁观者T细胞激活在晚期衰老组中比衰老组更显著。NK细胞的激活（CD69+）在晚期衰老组中也更强，但Ly49H的表达同样更低。这些数据共同表明，免疫功能障碍随年龄增长而逐渐加剧，且在“衰老”与“晚期衰老”阶段存在质和量的差异，凸显了精准年龄分层在模型研究中的重要性。
5晚期衰老导致小鼠和人类急性病毒感染期间炎症与凝血通路的失调
为了从分子机制上阐释上述表型，研究对流感感染的年轻与晚期衰老小鼠肺组织进行了RNA测序分析。结果显示，晚期衰老组有大量炎症相关基因（如Il6、Tnf、Il1rn、Ccl7、Ifng等）显著上调，而T细胞活化/增殖相关基因（如Nfat1、Nfat3、Rorc、Zbtb16等）表达降低。基因集富集分析（GSEA）证实了I型干扰素信号通路、抗病毒防御反应等炎症相关通路的激活。更重要的是，与凝血调节相关的多个基因（如Thbd、Timp1、F5、Plp1等）在晚期衰老组中表达发生显著改变，其中血栓调节蛋白（Thbd）的下调与凝血功能障碍密切相关，从转录水平支持了组织病理学的发现。
6晚期人类衰老在SARS-CoV-2感染期间放大了炎症机制并改变了凝血通路
为验证小鼠研究发现的人类相关性，研究分析了公开的SARS-CoV-2感染患者血液RNA测序数据集。比较40-59岁与60-80岁患者发现，老年组中大量炎症基因（如Irf7、Irf9、Il1rn、Il27、Socs3等）表达上调，而T细胞功能相关基因（如多个MAPK通路基因）表达降低。同时，凝血调节基因谱也发生显著改变，Thbd在老年组中表达显著降低，而Plau、Serpine1、Adamts13等基因表达异常。韦恩图分析显示，相当一部分在晚期衰老小鼠中失调的炎症和凝血基因，在感染SARS-CoV-2的老年人类患者中也发生同步改变，有力证明了年龄驱动的免疫失调机制在小鼠与人类之间存在保守性。
7讨论
本研究系统阐明了衰老，特别是晚期衰老，如何重塑抗病毒免疫格局。其核心在于将免疫平衡从高效、特异的适应性T细胞应答，推向过度活跃的先天免疫和炎症通路，从而导致免疫介导的组织损伤和独特的凝血功能障碍。尽管病毒控制能力得以维持，但“细胞因子风暴”、失调的NK细胞应答以及凝血通路异常共同构成了晚期衰老个体病毒感染后高死亡率的基础。研究结果强调了在临床前研究中采用年龄等效模型（尤其是区分“衰老”与“晚期衰老”）的必要性，并为针对老年群体的免疫治疗（如抗细胞因子疗法、免疫检查点调节、抗凝治疗等）提供了潜在的干预靶点和理论依据。同时，研究也存在一定局限，如所用小鼠均为雌性，且将小鼠流感/MCMV模型与人类SARS-CoV-2数据进行类比，而非使用同种病毒模型。未来需要在更贴近人类的衰老模型中进行验证，并深入探索免疫与凝血系统相互作用的因果机制。总之，这项工作揭示了年龄是决定病毒感染结局的关键变量，其通过失衡的免疫应答放大炎症与凝血紊乱，最终加剧疾病严重程度。
