上海
免疫系统在人类的整个生命过程中不断变化，以适应机体的发育、成熟和衰老。尽管免疫系统的衰老已被证实会推动心血管疾病和人体实体器官的衰老，但我们对于免疫细胞从出生到老年的复杂演变过程仍知之甚少，目前缺乏对人类免疫系统在整个生命周期的全面理解，阻碍了我们对免疫细胞功能在不同生命阶段变化的深入探索。
2025年1月29日，上海交通大学医学院附属仁济医院心内科卜军课题组在Nature Immunology发表了研究论文Integrating single-cell RNA and T cell/B cell receptor sequencing with mass cytometry reveals dynamic trajectories of human peripheral immune cells from birth to old age。该研究首次描绘了人类外周免疫细胞全生命周期的动态变化，揭示了人类免疫细胞在发育、成熟和衰老的各年龄阶段的功能特征，开发了基于人工智能的全生命周期siAge免疫年龄预测模型，为免疫相关慢病临床诊断和个性化治疗提供工具。Nature Immunology同期发表了题为Single-cell profiling of the immune landscape across the human lifespan的Research Briefing，并被选为Nature Immunology杂志当期的封面论文。
研究团队基于上海浦东队列人群 （NCT05206643） ，系统研究了人类从出生到衰老的外周免疫细胞演进特征。通过对从新生儿到老年人的13个年龄组的单细胞和多组学研究，发现人类外周免疫细胞中，T细胞功能受年龄影响最为显著，其不同亚群中呈现出不同的衰老模式。进一步研究发现，T细胞克隆扩增在生命周期的两端，包括儿童免疫发育期和老年免疫衰老期中存在两个高峰；功能分析发现，高克隆在儿童期与细胞杀伤功能相关，而在老年期则与慢性炎症相关。在青春期，具有抵抗外界病原侵袭的MAIT细胞在数量和功能达到峰值，抗菌能力也同步达到高峰。在细胞-细胞相互作用分析中，发现了免疫检查点 （Checkpoint） 在免疫细胞间相互作用的年龄调节中具有重要作用，推动了人类免疫系统的发育、成熟和衰老密切。利用研究中鉴定发现的衰老相关差异基因，研究者证实了免疫在人类细胞衰老中发挥关键作用。重要的是，研究人员发现了一种新的、此前未被识别的“细胞毒性”B细胞，在生命早期免疫防御中发挥关键作用，揭示了B细胞在免疫反应中的除抗体生成外的多样性功能。最后，基于人工智能技术和全生命周期组学数据，研究团队开发了免疫年龄预测模型 （命名为siAge） ，该模型可评估个体的免疫状态，并帮助识别免疫功能紊乱的个体，为临床诊断和个性化治疗提供潜在工具。
综上 ，该研究基于全生命周期队列和单细胞与多组学技术，绘制了从人类出生到衰老的免疫细胞图谱，揭示了不同免疫细胞亚群的动态轨迹及其功能变化。研究团队开发了基于人工智能和全生命周期组学数据的人类免疫衰老时钟，以评估个体在不同生命阶段的免疫状态，为理解免疫系统的发育、成熟及衰老提供了重要手段。
上海交通大学医学院附属仁济医院心内科王宇飞博士、李荣红博士、童仁洋博士、陈泰威博士后为该研究论文的共同第一作者，通讯作者为卜军教授。
https://www.nature.com/articles/s41590-024-02059-6
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