超大規模測序揭示長壽的奧秘：細胞毒性T淋巴細胞是其中的關鍵

超級百歲老人等超長壽的人（年齡可達110歲）往往會一生都擁有良好的健康狀況，這意味著他們的免疫系統仍然活躍，可以預防感染和腫瘤。但是，它們的免疫學狀況尚未得到充分探索。

2019年11月26日，日本理化研究所Kosuke Hashimoto等人在PNAS 在線發表題為「Single-cell transcriptomics reveals expansion of cytotoxic CD4 T cells in supercentenarians」的研究論文，該研究以單細胞解析度分析了超百歲老人中的血液循環免疫細胞，並確定了超百歲老人中可以表征健康衰老的獨特特徵。

對於該研究，對61,202個外周血單核細胞（PBMC）進行了單細胞轉錄組分析，這些細胞來自7名超百歲老人和5名年輕人的對照。該研究發現細胞毒性CD4 T細胞（CD4細胞毒性T淋巴細胞[CTL]）的顯著增加是超百歲老人的標誌。此外，對2名超百歲老人的單細胞T細胞受體測序顯示，CD4 CTL通過大量克隆擴增積累，其中最常見的克隆型占整個CD4 T細胞總數的15％至35％。總而言之，該研究表明超百歲老人在其血液循環淋巴細胞中具有獨特的特徵，這可能代表通過維持對感染和疾病的免疫反應來實現超長壽命的基本適應。

超級百歲老人(年齡可達110歲）是罕見的個體，他們被賦予對癌症，中風和心血管疾病等致命疾病的高度抵抗力。加拿大的人口統計學家估計，壽命超過110歲的機會低至1/100,000。根據2015年全日本的人口普查，百歲老人數量為61,763，其中超級百歲老人只有146人。超級百歲老人的一個顯著特徵是健康的壽命長，即使在100歲以後仍保持較高的認知功能和身體獨立性。換句話說，由於與年齡有關的疾病的延遲發作和發病率的壓縮，許多上百歲老人幾乎可以終生健康。因此，超級百歲老人可以被視為成功衰老的良好典範，而了解他們的屬性將對衰老領域有重要社會意義。

免疫系統的許多功能會隨著年齡的增長而逐漸下降，這種現象稱為免疫衰老，導致感染，癌症和自身免疫性疾病的風險更高。炎症程度低是極高年齡成功衰老的最好預測，表明維持免疫系統的重要性。與年齡相關的變化在兩個主要的淋巴器官，胸腺和骨髓中很明顯，它們負責成熟淋巴細胞的發育。尤其是，骨髓中的老年造血幹細胞表現出骨髓偏向的分化潛能，這導致外周血細胞群發生變化。

許多研究已經檢查了全血和外周血單核細胞（PBMC）中與年齡相關的變化，這些變化來自不同年齡段的健康供體。螢光激活細胞分選（FACS）和轉錄組測序技術已廣泛用於分析血液循環中的免疫細胞，結果表明，外周血淋巴細胞的組成和表達水平隨年齡而動態變化。例如，外周血CD19 B細胞的絕對數量和百分比隨著年齡的增長而降低。Naïve T細胞數量會隨著年齡的增長而減少，而抗原經歷的記憶T細胞數量會隨著共刺激因子CD27和CD28的喪失而增加。對於巨細胞病毒血清陽性供體中的CD8 T細胞，這種趨勢更為明顯。同時，轉錄組研究報告了外周血中大量與年齡相關的基因，這些基因可用於預測「轉錄組年齡」。但是，大多數研究針對的是年輕到100歲的供體，而超百歲老人中血液循環的免疫細胞仍未開發。

近年來，單細胞轉錄組學方法發展迅速。量化基因表達的準確性和每個實驗捕獲的細胞數量已得到顯著提高。這些方法已應用於各種受試者，例如在人胰腺中發現衰老的特徵，觀察腫瘤中浸潤的T細胞以及表征大腦發育過程中細胞類型的多樣性。在這裡，研究人員以單細胞解析度分析了超百歲老人中的血液循環免疫細胞，並確定了超百歲老人中可以表征健康衰老的獨特特徵。

對於該研究，對61,202個外周血單核細胞（PBMC）進行了單細胞轉錄組分析，這些細胞來自7名超百歲老人和5名年輕人的對照。該研究發現細胞毒性CD4 T細胞（CD4細胞毒性T淋巴細胞[CTL]）的顯著增加是超百歲老人的標誌。此外，對2名超百歲老人的單細胞T細胞受體測序顯示，CD4 CTL通過大量克隆擴增積累，其中最常見的克隆型占整個CD4 T細胞總數的15％至35％。

CD4 CTLs在細胞毒性方面表現出很大的異質性，並且轉錄組與CD8 CTL幾乎相同，這表明CD4 CTL在保留CD4表達的同時利用了CD8譜系的轉錄程序。實際上，從超百歲老人中提取的CD4 CTL在離體刺激後產生IFN-γ和TNF-α。總而言之，該研究表明超百歲老人在其血液循環淋巴細胞中具有獨特的特徵，這可能代表通過維持對感染和疾病的免疫反應來實現超長壽命的基本適應。

參考消息：

https://www.pnas.org/content/116/48/24242.long