引言
適應性免疫(adaptive immunity)是人體免疫系統的一部分，負責識別和記憶特定的病原體，從而在再次遇到相同病原體時能夠迅速且有效地應對。吸菸被廣泛認為是影響人類健康的主要風險因素之一，它不僅與多種、心血管疾病和呼吸系統疾病有關，還被發現可以直接影響免疫系統的功能。
2月14日發表於Nature的研究“Smoking changes adaptive immunity with persistent effects” 探討了吸菸如何改變適應性免疫並對人體產生持久的影響。 研究人員透過對1000名參與者進行的免疫反應測試發現，吸菸可以改變人體對細菌和病毒的免疫反應。特別是，吸菸對先天免疫(innate immune responses)和適應性免疫的影響存在顯著差異。先天免疫是免疫系統的第一道防線，對所有病原體提供即時但非特異性的防禦。研究發現，吸菸對先天免疫的影響在停止吸菸後不久就會消失，而對適應性免疫的影響則持續更長時間，即使在人們戒菸多年後仍然可以觀察到。
此外，這項研究還發現，吸菸與細胞因子(cytokines)分泌的變化有關，細胞因子是一類在細胞訊號傳導中起重要作用的小蛋白，對維持正常免疫反應至關重要。吸菸導致的細胞因子分泌模式的改變可能是導致吸菸者更易患感染、癌症和自身免疫疾病的原因之一。
透過探索吸菸如何影響免疫系統，特別是適應性免疫的長期影響，這項研究為理解吸菸對人類健康影響提供了新的視角，並可能為開發針對吸菸者的預防和治療策略提供科學依據。
Highlights
深入理解吸菸對免疫系統的長期影響：研究揭示了吸菸不僅對人體的先天免疫(innate immune responses)有即時影響，而且對適應性免疫(adaptive immunity)有持久的影響，這一發現對於理解吸菸如何長期改變人體的免疫功能具有重要意義。
揭示吸菸與細胞因子分泌變化的關係：研究發現吸菸與多種細胞因子(cytokines)分泌的變化有關，這些細胞因子在調控免疫反應中起著關鍵作用。這一點對於理解吸菸如何影響人體對疾病的防禦機制至關重要。
發現吸菸影響的生物標誌物(biomarkers)：研究識別了與吸菸相關的特定DNA甲基化(DNA methylation)改變，這些改變可能是吸菸對適應性免疫長期影響的生物學基礎。這些生物標誌物為進一步研究提供了有價值的線索。
潛在的公共衛生意義：這項研究提供的見解有助於公共衛生領域更好地理解吸菸的危害，尤其是其對免疫系統的長期影響。這些資訊對於設計針對吸菸相關疾病的預防和治療策略可能具有重要價值。
為未來研究提供了基礎：透過深入分析吸菸如何影響免疫反應，這項研究為未來在這一領域的研究提供了堅實的基礎，特別是對於開發旨在緩解吸菸影響的治療方法。
Strategies
參與者選擇：研究團隊招募了一定數量的參與者，並收集了他們的吸菸史、身體質量指數(Body Mass Index, BMI)、細胞因子(cytokines)分泌水平等資訊。透過這些資訊，研究者能夠對比吸菸者與非吸菸者的免疫響應差異。
免疫刺激實驗：為了評估免疫反應，研究中採用了標準化的全血刺激實驗，使用了不同的免疫激動劑(immune agonists)來啟用參與者的免疫細胞。這些激動劑包括微生物(microbial)和病毒(viral)成分，以及特定的T細胞啟用劑。
細胞因子測定：研究採用Luminex技術來測量由全血刺激實驗引發的13種不同細胞因子的分泌水平。透過分析這些細胞因子的分泌模式，研究者能夠評估吸菸對先天免疫和適應性免疫反應的影響。
主成分分析(Principal Component Analysis, PCA)和熱圖(heat maps)：為了更好地理解吸菸如何影響免疫反應，研究中運用了主成分分析和熱圖來分析細胞因子分泌資料。這些統計方法有助於揭示吸菸和其他變數(如CMV感染和BMI)如何與免疫反應的變異性相關聯。
DNA甲基化分析：研究還探討了吸菸如何透過改變DNA甲基化(DNA methylation)模式來持久影響適應性免疫。透過比較吸菸者和非吸菸者的DNA甲基化模式，研究者能夠識別出與吸菸相關的特定遺傳標誌。
統計分析：使用多變數統計模型，如似然比測試(Likelihood Ratio Tests, LRTs)，來評估吸菸和其他變數對免疫反應的影響。這包括考慮年齡、性別和技術批次等協變數，以確保結果的準確性和可靠性。
Advancements
吸菸與細胞因子分泌的關係：研究發現，吸菸顯著影響了多種細胞因子(cytokines)的分泌。特別是，在全血刺激實驗中，吸菸者顯示出與非吸菸者不同的細胞因子分泌模式，這表明吸菸能改變人體的免疫反應。
不同免疫刺激中與細胞因子水平相關的變數(Credit: Nature）
吸菸對先天免疫和適應性免疫的不同影響：研究結果表明，吸菸對先天免疫(innate immune responses)的影響在停止吸菸後不久就會消失，但其對適應性免疫的影響卻持續更長時間。這意味著即使人們停止吸菸，吸菸對適應性免疫的影響仍可能持續存在。
吸菸與DNA甲基化的關係：研究透過分析DNA甲基化(DNA methylation)模式的變化，發現吸菸與特定基因位點的甲基化水平變化有關。這些改變的甲基化位點可能是吸菸持續影響適應性免疫反應的分子機制之一。
吸菸對特定細胞因子的影響：研究特別發現，吸菸與幾種關鍵細胞因子的分泌水平有關，包括白細胞介素-2(IL-2)和白細胞介素-13(IL-13)。這些細胞因子在調節免疫反應中起著重要作用，它們的改變可能對吸菸者的免疫健康有重要影響。
引起的細胞因子變化(Credit: Nature）
潛在的臨床意義：這些發現揭示了吸菸如何透過改變免疫系統的功能來增加感染、癌症和自身免疫疾病的風險。特別是，吸菸對適應性免疫長期影響的深入理解為開發針對吸菸相關疾病的預防和治療策略提供了新的思路。
Prospects
具體機制：吸菸是如何具體改變DNA甲基化模式的？這些改變是透過直接作用於DNA還是透過影響其他細胞訊號傳遞路徑實現的？
逆轉可能性：吸菸對適應性免疫的長期影響是否可逆？如果可以，需要多長時間，又需要採取哪些措施？
個體差異：為什麼同樣是吸菸者，一些人的免疫系統受到的影響更大，而另一些人則相對較小？這些個體差異的生物學基礎是什麼？
與其他生活方式因素的相互作用：吸菸與飲食、運動等其他生活方式因素如何相互作用，共同影響免疫系統？
長期健康影響：吸菸對適應性免疫的改變對個體的長期健康（如慢性疾病的風險、壽命等）有何影響？是否會影響疫苗的效果或對其他治療的響應？
干預措施：針對吸菸導致的免疫系統改變，有哪些有效的干預措施可以幫助恢復免疫功能或減輕負面影響？
其他菸草產品的影響：電子煙、加熱不燃燒菸草產品等其他菸草產品對免疫系統的影響是否與傳統香菸相同？是否存在相同的長期影響？
https://www.nature.com/articles/s41586-023-06968-8
Saint-André V, Charbit B, Biton A, Rouilly V, Possémé C, Bertrand A, Rotival M, Bergstedt J, Patin E, Albert ML, Quintana-Murci L, Duffy D; Milieu Intérieur Consortium. Smoking changes adaptive immunity with persistent effects. Nature. 2024 Feb 14. doi: 10.1038/s41586-023-06968-8. Epub ahead of print. PMID: 38355791.
責編|探索君
排版|探索君
End
