当前位置:首页 > 生物研究 > 免疫学 > 正文

Science 子刊封面:怀孕期间,准妈妈的免疫系统发生了哪些变化?

怀孕期间,准妈妈的免疫系统会发生多种变化,以确保维持对抗病原体、保护胎儿之间的平衡。但是,这些变化发生的具体时间,以及它们如何发生,目前并不清楚。

现在,来自于斯坦福大学医学院的研究团队将生物学技术和计算机模型结合,第一次对怀孕期间女性免疫系统的变化进行了详细的描述,绘制出首份“免疫时钟”(immune clock)。相关成果于 9 月 1 日发表在《Science Immunology》期刊,并被选为封面文章。

在怀孕的 9 个月内,母亲的免疫系统会增强部分先天免疫反应(例如自然杀伤细胞的活动),同时下调一些适应性免疫反应(例如 T 细胞水平)。这些本该发生的变异一旦紊乱,易发生包括早产在内的并发症。

所以,这一份新鲜出炉的“时间蓝图”有助于医生预测早产的概率和时间。“怀孕会让母亲机体进入一个独特的免疫状态。我们发现,免疫系统的变化遵循着一个精准且可预测的时间节点。”文章通讯作者、麻醉学助理教授 Brice Gaudilliere 解释道。

研究团队绘制了免疫系统为适应怀孕而发生变化的具体时间点。(图片来源:文献)

怀孕后的“免疫时钟”

研究团队招募了 18 名准妈妈,并在她们怀孕的 3 个时间段(早、中、晚)以及分娩后的第六周采集血液。另外,他们还准备了 10 名孕妇,用于验证研究结果。

他们采用了一种由斯坦福大学团队开发的技术——质谱流式细胞技术(mass cytometry),用于同时检测血液样本中每个免疫细胞的超 50 种属性,计量血液中含有的免疫细胞类型,评估每个细胞参与的最活跃的信号通路,并明确免疫细胞应对病毒、细菌感染的反应。

他们开发了一套统计建模算法,用于详细描述免疫系统在整个怀孕周期内发生的变化。他们将妊娠期视为一个持续变量,计算这一期间内免疫细胞发生变化的精准时间。这个数学模型还结合了已有科学文献中关于免疫细胞在非怀孕个体中的行为信息,以确定哪些变化最有可能是重要的。这一模型加深了对免疫系统的认知。Gaudilliere 表示:“这一模型告诉我们特定的免疫细胞是如何应对怀孕的。”

免疫系统的数学模型(图片来源:文献)

利用“时钟”预测早产

这一研究再一次证实过去已有的针对孕期免疫系统的研究成果,例如怀孕期间,自然杀伤细胞和中性粒细胞功能增强。下一步,研究团队将继续深入研究——利用准妈妈的血液样本解析免疫系统在功能上区别于正常时期的细节。

近 10% 的美国婴儿属于早产儿,他们提前 3 周甚至于更早出生。但是医生缺乏可靠预测早产的方法。研究团队希望通过这一研究解析早产发生的原因,以及找到预防早产的方法。

麻醉学、围手术期和疼痛医学导师 Nima Aghaeepour 表示:“免疫系统并不是孤立的。现在我们感兴趣的是,它与机体其他生物学系统之间的相互作用,包括基因、新陈代谢、微生物群落等等,从而绘制一份完整的、针对怀孕的生物钟。”

参考资料:

An Immunological Timeline for Pregnancy

Immune system changes during pregnancy are precisely timed

阅读次数:  

发表评论