COVID-19大流行改变了我们对病原体感染及其后果的看法。紧跟这一趋势，我们希望在这篇文章中探讨感染，免疫力和干细胞之间的联系。详细了解随着年龄的增长我们的免疫系统会发生什么以及为什么细胞疗法可能是预防未来全球性大流行的一种潜在方法。
什么是免疫力？
免疫力是我们的身体具有识别和处理诸如病毒和细菌之类异物的能力，从而可以防止它们伤害我们。免疫系统有许多不同的层次。两个主要层是先天免疫和适应性免疫。
先天免疫系统负责对病原体的第一道防线和立即反应。先天免疫系统的某些组成部分包括身体屏障，例如可以阻止病原体进入人体的皮肤，以及被唤来识别异物的白细胞。
但其实更重要的是，先天免疫系统实际上负责激活适应性免疫系统。这是非常重要的，因为如果病原体设法逃避先天的免疫反应，则必须使适应性免疫系统准备好采取第二道防线。
适应性免疫
适应性免疫更为复杂，涉及产生抗体。它可以使人体产生更强的免疫反应，并在第二次感染时产生“记忆”病原体所必需的免疫记忆。
我们可以被动地获得适应性免疫，这意味着通过母亲的母乳或通过输血，甚至通过暴露于病原体或透过疫苗主动获得。
在所有情况下，适应性免疫都涉及产生抗体和免疫记忆。适应性免疫系统的这种免疫记忆随着年龄的增长而提高。在个体的一生中增加对病原体的接触有助于其抗体库的增加。
免疫系统的演变
但是，随着年龄的增长，免疫系统的强度也会发生变化。这解释了为什么我们的老年人口更容易受到感染，以及为什么这些感染常常会威胁生命。
在一个人的一生中，他们的免疫系统会经历许多不同的变化。就如婴儿从不成熟的免疫系统开始，随着我们暴露于病原体，它会生长和进化，然后随着年龄的增长而下降。
随着年龄的增长，这种免疫力下降会增加我们感染病原体疾病的风险。实际上，感染仍然是老年人死亡的第四大最常见原因，死于感染的可能性是感染的三倍。
在一项研究中，研究人员检查了年龄，免疫力和对流感的敏感性之间的联系。不出所料，非常年轻和年长的人更有可能死于季节性流感或大流行性流感，这与他们无法引起强烈的免疫反应相对应。老年人与疾病致命率之间的这种联系对于COVID-19也成立。
免疫系统和干细胞老化
比较年轻人和年轻人的免疫系统的研究已经发现，随着年龄的增长，许多方面都会发生变化。这些变化最终会导致增加其他许多“衰老”疾病的风险，例如癌症，心脏病和老年痴呆症。
Hallmarks of aging. Image adapted from BJS 103(2): e29-e46 (2016).
其中一些变化涉及我们DNA的变化，这可能会影响我们发起强大免疫反应的能力，免疫细胞多样性的减少，导致免疫记忆的丧失，最重要的是减少对补充免疫系统很重要的干细胞数量。
干细胞具有在体内产生其他类型细胞的能力。许多免疫细胞是由一种称为造血干细胞（HSC）的骨髓干细胞产生的。造血干细胞的数量及其在免疫系统中补充细胞的能力会随年纪下降。
通过细胞疗法使免疫系统恢复活力
许多科学家认为，造血干细胞是恢复免疫系统的关键，并且正在探索通过细胞疗法对旧干细胞进行重新编程或将“年轻”干细胞引入老年人的可能性。
细胞疗法涉及通过输血将活细胞引入人体内。到目前为止，细胞疗法（CAR-T细胞疗法）已成為癌症的其中一種治疗方法。CAR-T治疗涉及从一个人身上提取免疫细胞，在实验室对其进行改造以识别癌细胞，然后将它们重新引入同一个人。
而在有关于免疫系统的研究上，科学家正在探索用来自较年轻供体的干细胞来证明用以恢复老年人免疫系统的可能性。
脐带血中的造血干细胞
在成年人中，造血干细胞存在于骨髓中，而捐献骨髓涉及手术。这就是为什么科学家一直努力不懈寻找造血干细胞的替代来源，例如脐带血。
当婴儿出生并切断脐带後，脐带中会残留一些血液。这种血液被称为脐带血，是造血干细胞的宝贵来源。珍贵的干细胞絕對可以被收集和保存。此外，脐带血在出生时就被收集，这意味着这些被保存下來的干细胞将以到其“最年輕”的狀態被保存，而不會有随着年龄增长而出現的老化标记。
令人振奋的研究结果
为什么科学家认为细胞疗法可能是恢复免疫系统的一种方法？
How a parabiosis experiment works. Image credit Val Altounian (Science)
研究人员利用小鼠进行了共生实验研究，将幼小鼠和老小鼠的血液供应融合在一起。然后对老小鼠的细胞和组织进行一段时间的观察。
令研究人员惊讶的是，他们看到了老小鼠的细胞和组织在几个不同的系统中恢复活力，就本质而言，老小鼠的身体在与幼小鼠的血液融合后“变年轻”。
利用干细胞开启活力泉源？
恢复免疫力是保持健康的关键。免疫系统的衰老使我们更容易受到感染，这也是为什么COVID-19甚至季节性流感对年长对群体威胁性较高。
利用干细胞使免疫系统恢复活力是否会成为该问题的未来解决方案？ 年长的祖父母是否可以通过年轻，健康的供血者的输血来增强免疫系统，从而延长寿命？
