Иммунное старение - Immunosenescence

Иммунное старение относится к постепенному ухудшению иммунная система вызванный естественное увеличение возраста. В адаптивная иммунная система затронут больше, чем врожденная иммунная система.^[1]

Иммунное старение включает в себя как способность хозяина реагировать на инфекции, так и развитие долговременной иммунной памяти, особенно за счет вакцинация.^[2] Этот возрастной иммунодефицит является повсеместным и встречается как у долгоживущих, так и у короткоживущих видов в зависимости от их возраста относительно продолжительности жизни, а не хронологического времени.^[3] Считается, что это основной фактор, способствующий увеличению частоты заболеваемости и смертности среди пожилых людей.

Иммуносенесценция не является случайным ухудшающим явлением, скорее, она, по-видимому, в обратном порядке повторяет эволюционный паттерн, и большинство параметров, на которые влияет иммуносенесценция, по-видимому, находятся под генетическим контролем.^[4] Иногда можно предвидеть иммунное старение в результате постоянного воздействия на организм различных антигены Такие как вирусы и бактерии.^[5]

Обзор возрастного снижения иммунной функции

Иммунное старение - это многофакторное состояние, приводящее ко многим патологически значимым проблемам со здоровьем у пожилого населения. Некоторые из возрастных биологических изменений, способствующих возникновению иммунного старения, перечислены ниже:

• Гематопоэтические стволовые клетки (HSC), которые обеспечивают регулируемые пожизненные поставки лейкоциты предшественники, которые, в свою очередь, способны дифференцироваться во множество специализированных иммунных клеток (включая лимфоциты, антигенпредставляющий дендритные клетки, и фагоциты ) уменьшаются в своей способности к самообновлению. Это связано с накоплением окислительное повреждение к ДНК старением и клеточной метаболической активностью^[6] и сокращение теломерный терминалы хромосом.
• Заметное сокращение общего количества фагоциты у пожилых хозяев, в сочетании с внутренним сокращением их бактерицидный Мероприятия.^[7][8]
• Цитотоксичность естественный убийца (NK) клетки и антигенпрезентирующая функция дендритных клеток, как известно, с возрастом снижается.^{[9][10][11][12]} Возрастное нарушение дендритных антигенпрезентирующие клетки (APC) имеет серьезные последствия, поскольку это приводит к дефициту клеточный иммунитет и, следовательно, неспособность эффекторного Т-лимфоциты модулировать адаптивный иммунный ответ (Смотри ниже).
• Снижение гуморальный иммунитет вызвано сокращением населения антитело производство В-клетки вместе с меньшим иммуноглобулин разнообразие и близость.^[13][14]

С возрастом производство новых наивных лимфоциты и функциональная компетентность популяций клеток памяти. Это связано с увеличением частоты и серьезности заболеваний, таких как: рак, хронические воспалительные заболевания, прорывные инфекции и аутоиммунитет.^[15][16] Проблема инфекций у пожилых людей заключается в том, что они часто проявляются неспецифическими признаками и симптомами, а признаки очаговой инфекции часто отсутствуют или не видны из-за основных хронических состояний.^[3] В конечном итоге это создает проблемы в диагностике и, как следствие, лечении.

Помимо изменений иммунных ответов, положительные эффекты воспаление посвященные нейтрализации опасных и вредных агентов в раннем возрасте и в зрелом возрасте, становятся вредными в конце жизни в период, в значительной степени не предусмотренный эволюцией, согласно антагонистическим плейотропия теория старения.^[17] Следует также отметить, что изменения в лимфоидном отделе не являются единственной причиной неисправности иммунная система в пожилом возрасте. Хотя производство миелоидных клеток с возрастом не снижается, макрофаги нарушается регуляция в результате изменений окружающей среды.^[18]

Функциональная дисрегуляция Т-лимфоцитов как биомаркер иммуносенесценции

Функциональная способность Т-клетки больше всего подвержен эффектам старения. Фактически, возрастные изменения очевидны на всех стадиях развития Т-клеток, что делает их важным фактором в развитии иммунного старения.^[19] После рождения снижение функции Т-клеток начинается с прогрессирующего инволюция из вилочковая железа, который является органом, необходимым для созревания Т-клеток после миграции клеток-предшественников из костного мозга. Это возрастное снижение тимуса эпителиальный объем приводит к сокращению / исчерпанию количества тимоциты (т.е. преждевременно созревшие Т-клетки), что снижает выход периферических наивных Т-клеток.^[20][21] После созревания и циркуляции по периферической системе Т-клетки все еще претерпевают вредные возрастные изменения. Вместе с возрастной инволюцией тимуса и последующим возрастным снижением выработки тимусом новых Т-клеток эта ситуация оставляет тело практически лишенным девственных Т-клеток, что делает его более подверженным множеству инфекционных и незаразных болезней. инфекционные заболевания.^[5]

К 40 годам примерно от 50% до 85% взрослых заразились. цитомегаливирус человека (HCMV), который считается основной причиной старения иммунной системы,^[1] хотя это спорно.^[22] Несмотря на то, что в среднем от 10% (и до 50%) CD4 и CD8 Т-клетки памяти людей, инфицированных HCMV, могут быть CMV-специфичными, у таких людей не выше уровень смертности от других инфекций.^[22]

Компоненты Т-клеток, связанные с иммуносенесценцией, включают:

• сокращение Соотношение CD4 + / CD8 +^[23]
• нарушение развития CD4 + Т-фолликулярные вспомогательные клетки, которые специализируются на поддержке периферийных В клетка созревание и образование продуцирующих антитела плазматические клетки и В-клетки памяти^[24]
• нарушение регуляции внутриклеточного преобразование сигнала возможности^[25]
• снижение способности производить эффектор лимфокины^[26][27][28]
• сокращение репертуара распознавания антигенов Рецептор Т-клеток (TcR) разнообразие^[29][30]
• цитотоксическая активность Природные Т-киллеры (НКЦ) уменьшается^[10]
• нарушение пролиферации в ответ на антигенную стимуляцию^{[26][27][29][30]}
• накопление и клональное расширение памяти и эффекторных Т-клеток^[4][27]
• препятствует иммунной защите от вирусные патогены, особенно цитотоксические CD8 + Т-клетки^[28]
• изменения в цитокин профиль например повышенные провоспалительные цитокины среда присутствует у пожилых людей^[31]

Рекомендации

1. Панграцци Л., Вайнбергер Б. (2020). «Т-клетки, старение и старение». Экспериментальная геронтология. 134: 110887. Дои:10.1016 / j.exger.2020.110887. PMID  32092501. S2CID  211237913.
2. Muszkat, M; Э. Гринбаум; А. Бен-Иегуда; М. Остер; E. Yeu'l; С. Хайманн; Р. Леви; Г. Фридман; З. Закай-Ронес (2003). «Местный и системный иммунный ответ в домах престарелых после интраназальной или внутримышечной иммунизации инактивированной вакциной против гриппа». Вакцина. 21 (11–12): 1180–1186. Дои:10.1016 / S0264-410X (02) 00481-4. PMID  12559796.
3. Ginaldi, L .; М.Ф. Лорето; М.П. Корси; М. Модести; М. де Мартинис (2001). «Иммунное старение и инфекционные болезни». Микробы и инфекции. 3 (10): 851–857. Дои:10.1016 / S1286-4579 (01) 01443-5. PMID  11580980.
4. Franceschi, C .; С. Валенсин; Ф. Фаньони; К. Барби; М. Бонафе (1999). «Биомаркеры иммунного старения в эволюционной перспективе: проблема гетерогенности и роль антигенной нагрузки». Экспериментальная геронтология. 34 (8): 911–921. Дои:10.1016 / S0531-5565 (99) 00068-6. PMID  10673145. S2CID  32614875.
5. Franceschi, C .; М. Бонафе; С. Валенсин (2000). «Иммунное старение человека: преобладание врожденного иммунитета, отсутствие клонотипического иммунитета и заполнение иммунологического пространства». Вакцина. 18 (16): 1717–1720. Дои:10.1016 / S0264-410X (99) 00513-7. PMID  10689155.
6. Высокочастотные электромагнитные волны, такие как гамма- и рентгеновские лучи, могут проникать в ДНК и повредить ее. Ито, К; А. Хирао; Ф. Араи; С. Мацуока; К. Такубо; И. Хамагучи; К. Номияма; К. Хосокава; К. Сакурада; Н. Накагата; Ю. Икеда; Т. В. Мак; Т. Суда (2004). «Регулирование окислительного стресса с помощью АТМ необходимо для самообновления гемопоэтических стволовых клеток». Природа. 431 (7011): 997–1002. Дои:10.1038 / природа02989. PMID  15496926. S2CID  4370804.
7. Lord, J.M .; С. Бутчер; В. Киллампали; Д. Ласселлес; М. Салмон (2001). «Старение нейтрофилов и иммунное старение». Mech Aging Dev. 122 (14): 1521–1535. Дои:10.1016 / S0047-6374 (01) 00285-8. PMID  11511394. S2CID  1898942.
8. Strout, R.D .; Дж. Саттлс (2005). «Иммуносенесценция и функциональная пластичность макрофагов: нарушение регуляции функции макрофагов за счет возрастных изменений микросреды». Иммунол Рев. 205: 60–71. Дои:10.1111 / j.0105-2896.2005.00260.x. ЧВК  1201508. PMID  15882345.
9. Bruunsgaard, H .; А. Н. Педерсен; М. Шролль; П. Скинхой; Б. К. Педерсен (2001). «Снижение активности естественных клеток-киллеров связано с атеросклерозом у пожилых людей». Exp Gerontol. 37 (1): 127–136. Дои:10.1016 / S0531-5565 (01) 00162-0. PMID  11738153. S2CID  32717204.
10. Мокчегиани, Э; М. Малаволта (2004). «Функции NK- и NKT-клеток при иммуносенесценции». Ячейка старения. 3 (4): 177–184. Дои:10.1111 / j.1474-9728.2004.00107.x. PMID  15268751. S2CID  19710282.
11. Uyemura, K .; С. К. Кастл; Т. Макинодан (2002). «Хрупкие пожилые люди: роль дендритных клеток в восприимчивости к инфекции». Mech Aging Dev. 123 (8): 955–962. Дои:10.1016 / S0047-6374 (02) 00033-7. PMID  12044944. S2CID  11558962.
12. Санчес-Корреа, Беатрис; Кампос, Кармен; Пера, Алехандра; Bergua, Juan M .; Аркос, Мария Хосе; Баньяс, Елена; Касадо, Хавьер Дж .; Моргадо, Сара; Дюран, Эстер; Солана, Рафаэль; Таразона, Ракель (2016-04-01). «Естественное старение клеток-киллеров у пациентов с острым миелоидным лейкозом: новые цели для иммунотерапевтических стратегий?». Иммунология рака, Иммунотерапия. 65 (4): 453–463. Дои:10.1007 / s00262-015-1720-6. ISSN  1432-0851. PMID  26059279. S2CID  20498123.
13. Гибсон, KL; Ву, Y-C; Barnett, Y; Дагган, О; Vaughan, R; Кондеатис, Э; Нильссон, Б.О .; Викби, А; Киплинг, Д; Данн-Уолтерс, Д.К. (2009). «Разнообразие В-клеток уменьшается в пожилом возрасте и коррелирует с плохим состоянием здоровья». Ячейка старения. 8 (1): 18–25. Дои:10.1111 / j.1474-9726.2008.00443.x. ЧВК  2667647. PMID  18986373.
14. Han, S .; К. Ян; З. Озен; В. Пэн; Е. Маринова; Г. Келсо; Б. Чжэн (2003). «Повышенная дифференцировка плазматических клеток селезенки, но уменьшение долгоживущих высокоаффинных плазматических клеток костного мозга у старых мышей». J Immunol. 170 (3): 1267–1273. Дои:10.4049 / jimmunol.170.3.1267. PMID  12538685.
15. Hakim, F.T .; R.E. Гресс (2007). «Иммунное старение: дефицит адаптивного иммунитета у пожилых людей». Тканевые антигены. 70 (3): 179–189. Дои:10.1111 / j.1399-0039.2007.00891.x. PMID  17661905.
16. Хак, Камран; МакЭлхейни, Джанет Э (2014). «Иммунное старение: вакцинация против гриппа и пожилые люди». Текущее мнение в иммунологии. 29: 38–42. Дои:10.1016 / j.coi.2014.03.008. PMID  24769424.
17. Franceschi, C .; М. Бонафе; С. Валенсин; Ф. Оливьери; М. де Лука; Э. Оттавиани; Г. де Бенедиктис (2000). «Воспаление-старение: эволюционная перспектива иммунного старения». Летопись Нью-Йоркской академии наук. 908: 244–254. Дои:10.1111 / j.1749-6632.2000.tb06651.x. PMID  10911963.
18. Камбье, Дж. (2005). «Иммунное старение: проблема лимфопоэза, гомеостаза, микросреды и сигнализации». Иммунологические обзоры. 205: 5–6. Дои:10.1111 / j.0105-2896.2005.00276.x. PMID  15882340.
19. Линтон, П.-Дж; Дж. Люстгартен; М. Томан (2006). «Функция Т-лимфоцитов в пожилом возрасте: уроки, извлеченные из моделей на животных». Обзоры клинической и прикладной иммунологии. 6 (2): 73–97. Дои:10.1016 / j.cair.2006.06.001.
20. Aspinall, R .; Д. Эндрю (2000). «Инволюция тимуса при старении». J Clin Immunol. 20 (4): 250–256. Дои:10.1023 / А: 1006611518223. PMID  10939712. S2CID  25042349.
21. Мин, Н .; Э. Монтесино-Родригес; К. Доршкинд (2004). «Снижение потенциала развития предшественников интратимических Т-клеток с возрастом». J Immunol. 173 (1): 245–250. Дои:10.4049 / jimmunol.173.1.245. PMID  15210781.
22. Джергович М, Контрерас Н.А., Николич-Жугич Дж. (2020). «Влияние ЦМВ на иммунное старение: факты и вымысел». Медицинская микробиология и иммунология. 208 (3–4): 263–269. Дои:10.1007 / s00430-019-00605-w. ЧВК  6635032. PMID  31004198.
23. Хадруп С.Р., Стриндхолл Дж., Кёльгаард Т., Серемет Т., Йоханссон Б., Павелек Г., Тор Стратен П., Викби А. (2006). «Продольные исследования клонально увеличенных Т-лимфоцитов CD8 выявили сокращение репертуара, предсказывающее смертность и увеличение количества дисфункциональных цитомегаловирус-специфических Т-клеток у очень пожилых людей». Журнал иммунологии. 176 (4): 2645–2653. Дои:10.4049 / jimmunol.176.4.2645. PMID  16456027.
24. Лефевр Дж. С., Мау А. С., Итон С. М., Лантье ПА, Тай М, Хейнс Л. (2012). «Старение микросреды способствует возрастным функциональным дефектам CD4 Т-клеток у мышей». Ячейка старения. 11 (5): 732–40. Дои:10.1111 / j.1474-9726.2012.00836.x. ЧВК  3444657. PMID  22607653.
25. Fulop, T. Jr .; Д. Ганье; А.С. Гуле; С. Дежорж; Г. Лакомб; М. Арканд; Г. Дюпюи (1999). «Возрастное нарушение активности p56lck и ZAP-70 в человеческих Т-лимфоцитах, активированных через комплекс TcR / CD3». Exp Gerontol. 34 (2): 197–216. Дои:10.1016 / S0531-5565 (98) 00061-8. PMID  10363787. S2CID  42659829.
26. Murciano, C .; Э. Вилламон; А. Янез; Дж. Э. О'Коннор; Д. Гозалбо; М. Л. Гил (2006). «Нарушение иммунного ответа на Candida albicans у старых мышей». J Med Microbiol. 55 (Pt 12): 1649–1656. Дои:10.1099 / jmm.0.46740-0. PMID  17108267.
27. Voehringer, D .; М. Кошелла; Х. Пирчер (2002). «Отсутствие пролиферативной способности эффекторных Т-клеток и Т-клеток памяти, экспрессирующих лектинподобный рецептор G1 киллерных клеток (KLRG1)». Кровь. 100 (10): 3698–3702. Дои:10.1182 / кровь-2002-02-0657. PMID  12393723.
28. Ouyang, Q .; В. М. Вагнер; Д. Ферингер; А. Викби; Т. Клатт; С. Вальтер; К. А. Мюллер; Х. Пирчер; Г. Павелец (2003). «Связанное с возрастом накопление CMV-специфических CD8 + Т-клеток, экспрессирующих ингибирующий лектин-подобный рецептор G1 клеток-киллеров (KLRG1)». Exp Gerontol. 38 (8): 911–920. Дои:10.1016 / S0531-5565 (03) 00134-7. PMID  12915213. S2CID  44591282.
29. Naylor, K .; Г. Ли; А. Н. Вальехо; W. W. Lee; К. Кетц; Э. Брыль; Я. Витковски; Дж. Фулбрайт; К. М. Вейанд; Дж. Дж. Горонзи (2005). «Влияние возраста на образование Т-клеток и разнообразие TCR». J Immunol. 174 (11): 7446–7452. Дои:10.4049 / jimmunol.174.11.7446. PMID  15905594.
30. Вен, Н. П. (2006). «Старение иммунной системы: насколько адаптивная иммунная система может адаптироваться?». Иммунитет. 24 (5): 495–499. Дои:10.1016 / j.immuni.2006.05.001. ЧВК  2266981. PMID  16713964.
31. Suderkotter, C .; Х. Калден (1997). «Старение и иммунная система кожи». Архив дерматологии. 133 (10): 1256–1262. Дои:10.1001 / archderm.133.10.1256. PMID  9382564.