一、什么是老年人免疫衰老
伴随衰老,人类机体出现进行性的免疫衰退现象,表现为老年人群易患感染、癌症,并对预防接种反应低下,这一现象披称为免疫衰老。
二、老年人易患免疫衰老的主要原因
是什么原因导致老年人群易发生免疫功能下降?其核心原因就是老年人体内抗感染抗肿瘤的“武器弹药“缺少,而且质量下降。人体对抗外来的病原体与内源性的癌细胞,都需要有“武器弹药”,主要包括T淋巴细胞、B淋巴细胞以及多种多样的巨噬细胞。T淋巴细胞相当于“弹道导弹”,具有定向、专一的特点。而多种多样的巨噬细胞为非特异性的“ 炸弹”。
人体内,抗感染抗肿瘤的“定向炸弹” 是多个器官经过一系列复杂的过程生产出来的。医学生物学家通过淋巴细胞表面抗体标记特定的细胞表型(Phenotype)的方法,对人体、猴子、小鼠以及各种动物进行研究,结果一致显示,衰老机体表现为外周血循环中的初始T细胞(naive T lymphocyte) 逐渐减少或丧失, 与之同时,记忆T细胞(memory T lymphocyte)却大量积聚增多。换句话说,就是针对新感染的“定向弹道导弹”少了,而针对以往发生的感染的细胞相对较多。所以,新的病原体侵入老年人体后,机体缺少“ 弹药”,因而感染易于发生,肿瘤易于扩散,预防接种不起作用。
三、老年人免疫衰老的主要危害
中国社会科学院2013年12月26日发布《社会蓝皮书:2014年中国社会形势分析与预测》。蓝皮书指出,2013年我国60岁及以上老年人口突破2亿。老年人口的剧增不可避免地给当代社会的经济和医疗保障系统带来前所未有的挑战。因为,导致人类致残、致死的主要疾患均为老年性疾病。例如,老年人由于免疫功能的减退,易于感染和罹患肿瘤,由于对预防接种反应低下导致患病后往往病情严重,不易控制。另外,老年人由于炎性反应过亢或炎症过程参与的疾病;如自身免疫性疾病、动脉粥样硬化性疾病、神经退行性疾病(老年性痴呆、帕金森病等)发病率均随增龄大幅升高。
四、延缓老年人群的免疫退变的途径
在现代医学中,有两种途径能明确证明能够延缓老年人群的免疫退变,第一种途径为热量限制(CalOric restriction), 摄食热量限制不仅可以延长人的寿命,还可以延长小鼠(mice)、大鼠(rat)、线虫(C.elegans)、果蝇(Drosophilla)以及猴子(Rhesus macaques) 等多种动物的寿命。同时延缓人类多种老年病的发病与进程(Hursting et al.,2003)。在延长动物寿命的同时,摄食热量限制可显著对抗免疫衰老的变化。如在3月龄时就给小鼠限制热量的摄入,可稳定维持外周血和脾中的初始性T细胞数目,直到30月龄。详细的研究证明,胸腺细胞的输出增多,同时发现,经受摄食热量哏制的动物T细胞的增殖及活性都增高。
第二种途径为抗氧化应激。迄今为止,抗氧化剂应用于抗衰老或抗免疫衰老的研究已有大量的报道。其中,维生素E是一种典型的抗氧化剂。经过老年人群和老年小鼠的试验,能够显著增强老年机体的免疫功能,表现为老年人对乙肝免疫接种的反应性增高;老年人与小鼠对多种呼吸道细菌和病毒感染的抵抗能力增强。维生素E虽然未影响初始T细胞的发育形成,但明显加强了初始T细胞的功能。事实上,普洱茶中含有种类多样的抗氧化应激物质。经试验,其作用强度类似甚至强于维生素E。其他的手段只在实验阶段,没有在人体中得到验证。
五、普洱茶抗免疫衰老作用的研究
现代研究显示,普洱茶中含有多种茶多酚类与多糖类化合物。这些物质具有抗氧化(anti-oxidant)与抗炎(anti-inflammation)等多重生物活性。现代生物学研究证明,炎症与氧化应激不仅是衰老及老年病的基础病理机制,也是作为老年人群易发生感染与肿瘤的主要病理机制。
普洱茶的保健功能大多为长期经验总结或民间流传,缺乏科学的依据。目前对于普洱茶功效的研究主要针对非衰老的实验动物。而实际应用过程中,普洱茶提取物还对老年人群具有多方面的保健功效,然而对老年人群保健作用的原理至今未获得确实科学的阐明。为了对普洱茶的保健功效进行科学实验的确证,特别是对衰老以及老年常见病患者保健作用进行研究证明,本研究通过对普洱茶对于老年人群的衰老免疫调节功能以及作用机理等进行了系统报道。为此,课题组开展了本研究。
方法
选用8月龄快速老化亚系(SAM-P8)雄性小鼠为试验鼠,8月龄非老化(SAM-Rl)系为对照鼠。8月龄SAM-P8鼠相当于70-80岁的老年人、8月龄的SAM-Rl鼠相当于人类的青壮年阶段,饲养于北京大学医学部实验动物中心。动物置于12h/12h明暗交替环境,自由进食。所有动物实验操作均按北京实验动物管理条例执行(follow NIH guidelines)。
试验小鼠饲养4周后,随机分为以下试验组,并分别通过口服灌胃给予不同剂量普洱茶水浸提物:青年对照组(SAM-Rl对照组,Rl)与老年对照组(SAM-PB对照组,P8)先饲喂l周后,开始灌胃蒸熘水,0.5ml/日·只),连续28天;普洱茶饲喂组(包括普洱生茶低、中、高三个剂量组与普洱熟茶低、中、高三个剂量组)分别灌胃不同剂量的普洱茶提取物,灌胃剂量分别为每日125mg/(kg•bw)、250mg/(kg•bw)、500mg/(kg•bw), 连续28天。
4周后,动物麻醉取血,通过流式细胞仪(Flow Cytometer) FACS CaliburTM (BD Biosciences,San Diego,CA,USA) 进行与衰老有关的血清淋巴因子分析,血液淋巴细胞亚群的流式细胞分析。此外,还采用流式细胞微球捕获芯片技术CBA(Cytometric Bead Array) 同步检测了血浆淋巴因子。
试验研究结果
普洱茶含有多种抗氧化应激的物质,在本研究中,普洱茶连续应用可延缓衰老免疫的核心环节——延缓衰老初始T细胞与记忆T细胞的变化,增加抗感染的“武器库”。结果如下:
1.普洱茶可增加老化鼠抗感染的“武器库”
初始T细胞是一类人体的获得性免疫系统的主要T淋巴细胞。当这种T淋巴细胞与侵入人体的细菌、病毒以及人体内部的肿瘤细胞接触后,分化为效应性T淋巴细胞,启动细胞免疫与体液免疫系统。因此,初始性T细胞是人体对抗新入侵病原体的“武器库”(Vallejo, 2007)。初始T淋巴细胞的多少直接与抗病能力有关。健康青年人体能够生产足够的“武器弹药”。然而,老年人群、骨髓胸腺异常的患者、体弱多病和反复感染的人群,或者接受放射治疗或者化疗的肿瘤患者的初始T细胞数量大量下降。这类人群由于缺乏抗感染的可支配使用的“武器弹药"'与病毒、细菌等各种病原微生物接触后,极易感染发病(Ferrando-Martinez et a1.,2011)。通过民间观察,长期饮用普洱茶的人群,较少发生感染。《滇南本草》记载,“滇中茶叶,主治下气消食,祛痰除热,解烦渴,并解大头瘟,天行时症,此茶之巨功,人每以其近而忽视之”。提示普洱茶具有抗感染的作用。
本试验表明,免疫衰老鼠(P8)外周血液中初始T细胞的数量低于青年鼠(RI),通过灌胃普洱茶水提取物之后,这些老化鼠外周血液的初始T细胞数量显著升高,说明身体的可供使用的免疫细胞增多,抗敏感肿瘤的有生力量增强(图10-1),提示普洱茶有助于改善衰老动物由于初始T细胞下降所带来的各种免疫力低下的问题。普洱茶茶含有多种抗氧化应激的物质,在本研究中,普洱茶连续应用延缓了衰老免疫的核心环节——延缓衰老初始T细胞与记忆T细胞的变化,增加抗感染的“武器库”。
2.普洱茶通过“吐故纳新”更新老化鼠抗感染“武器弹药”
当病原微生物或癌细胞被清除后,大量的活化效应T淋细胞将通过凋亡被消除,而少量的T 淋巴细胞则转化为记忆性T淋巴细胞。“记忆性T淋巴细胞(Memory T cell)的主要功能是当同种病原体再次入侵时,快速增殖,短时间内募集了大量的活性T淋巴细胞,快速攻击病原体。然而,老年人体由于反复感染,日积月累,不同的记忆性T淋巴细胞积聚在外周血液中。这些细胞占据了外周血的空间,阻止了新生的初始性T细胞进入血液,这相当于“陈旧"的细胞挤占了“新鲜”细胞的空间,即老年人“吐故纳新”的功能不足,导致其易于发生感染或肿瘤。
3.普洱茶可改善老化鼠抗感染“武器弹药”的质量
抗感染与抗肿瘤不仅仅取决于“武器弹药”的多少,更重要的是与“武器弹药”的质量有关。当初始T细胞遇到经过处理的抗原后(病原体经DC细胞处理后,是否能够变成活化的、杀伤力强大的效应T细胞需要复杂的加工过桯。老年人不仅可用的抗感染细胞少,细胞很难活化,即使最后激活了,活性也很低,不足以杀菌、杀病毒或杀肿瘤细胞,本试验证明了这一现象。但连续应用普洱茶后,初始T细胞的活性大大加强(图10-1) 。
在抗感染与抗肿瘤免疫反应中 除了体液免疫以外,主要通过细胞免疫反应来完成,其中活化的T细胞亚群起主导作用。CD8+CD28+T细胞是一类细胞毒性T细胞(Cytotoxic T1 ymphocytes, 简称CTL), 在抗肿瘤免疫与抗病毒免疫中发挥着重要的作用。细胞毒性T细胞能够通过直接接触、破坏、分解靶细胞达到杀灭消除癌细胞、病毒以及许多病原微生物的目的。经过活化的这类细胞毒性T细胞能够对肿瘤细胞及病毒产生强大的杀伤能力。
老年人体内这类细胞毒性T细胞显著下降,影响了老年人对自身肿瘤的防御能力以及抗病毒感染的能力。本研究通过灌胃普洱茶水提取物,发现这类细胞毒性T细胞的量显著增加,特别是灌胃了高剂量的普洱熟茶之后,老化鼠体内的这类细胞的数量增加更为明显这个试验结果提示,长期灌胃普洱茶可以增强老化鼠对于肿瘤的防御作用,可以降低老化鼠肿瘤的发病率(图10-3)。
4.普洱茶可增加老化鼠“安全监控部队”一—自然杀伤细胞NK细胞的数量
人体内部存在一个“安全部队”,其职能是监控人体各个部分,当有外故(病菌或病毒)入侵时,进行快速反应,先行发起攻击,当有内部腐败分子(癌细胞)时,与癌细胞结合,吞噬癌细胞,并与癌细胞或病菌同归于尽(分解消失),这个“安全部队”的最主要的成员就是自然杀伤细胞(natural killer,NK)。
自然杀伤细胞是先天性免疫系统的重要组成部分,是机体防御感染和细胞恶性转化的重要效应细胞和调节细胞。它在抗肿瘤与抗病毒免疫治疗中发挥着重要作用。这类免疫细胞的功能随着年龄的增加而逐渐降低,导致老年人身体免疫系统功能的减退,使得机体对肿瘤细胞的杀伤作用大大降低。在本试验中发现,与青年鼠相比,老化鼠血液中NK细胞显著降低,灌胃普洱生茶和普洱熟茶之后,NK细胞的数量大大增加,机体对于肿瘤和感染性疾病的抵抗作用也得到明显加强(图10-4)。
5.普洱茶可抑制老化鼠过度免疫反应造成的机体损伤
人体内部除了有“法院”,还有“检察院”系统,其主要的职能是预防“冤假错案”。人体“检察院”的主要成分是调节性T细胞(T regular,Treg)。当人体的免疫系統针对自身成分发起攻击(自身免疫病,或发生过度免疫反应(过敏反应),或造成无关组织损伤(炎症)时,发生了一系列“冤假错案”,机体启动“检察院”系统,即唤醒调节性T细胞,抑制“冤假错案”的发生。
人体内部对于免疫功能具有精细的调节系统。一方面,需要促进免疫功能以对付感染与肿瘤;另方面,需要抑制过度的、针对自身的免疫反应,防止自身免疫反应或过度亢进的免疫炎症反应所导致的自身组织的损伤,如抑制自身免疫病。不少老年人备受自身免疫病的折磨,如风湿性关节炎、类风湿性关节炎、慢性结肠炎等是使老年人致残的一类主要原因。血液中的调节性T细胞(T regular,Treg)是抑制体内过度免疫反应或过度炎症反应的主要细胞。根据研究,增加血液中Treg的数量能够显著减少自身免疫病的发病。
本研究结果显示,老化鼠(P8)血液中的调节性T细胞在外周血淋巴细胞中所占的比例与青年鼠(Rl)无明显区别。普洱生茶和熟茶水提取物对老化鼠血液中的Treg细胞在外周血淋巴细胞中所占的比例显示出明显增高的影响(图10-5)。说明普洱茶具有增高老化鼠调节性T细胞的比例、有助于抑制老年人的自身免疫损伤或过度炎症所造成的损害。
6.普洱茶可抑制老化鼠免疫反应造成潜伏损伤一一“炎症”
众所周知,战争会给发生战争地点造成巨大的破坏,人体也不例外。发生免疫反应后,会给发生免疫反应的组织带来损伤。当然组织会自动修复这些创伤,但也会留下瘢痕、日积月累,对组织的损伤就会显现出来。这个过程人们虽然大多无法看到,但可以通过一些生物标记物(biomarker)来发现“如lL-6就是机体发生炎症损伤后释放的因子。通过这个因子可以检测人体内部发生潜伏的“炎症”。
IL-6是一种炎性因子, 它的存在能够引起发热和各种慢性的炎性症状。由于老年人免疫能力的下降,这类炎性因子在老年人体内逐渐升高,从而引起各种急慢性的炎症,如类风湿性关节炎,甲状腺炎等,严重地影响了老年人的身体健康。通过长期灌胃普洱茶之后,老年人体内的这些炎性因子得到了显著降低。老化鼠(P8) 体内炎性因子的量比青年鼠(Rl) 高出10倍左右,但是灌胃了普洱茶之后,老化鼠体内的炎性因子的浓度降低至青年鼠的同样水平,大大地减少了各种慢性炎症性疾病的发生率。提示普洱茶可以提高老年人的生活质量(图l0-6)。
六、普洱茶抗老年人免疫低下的优势分析
应该说,老年人出现的免疫功能低下涉及多个系统、多种细胞、多种因子以及多种基因, 是一个非常复杂的过程。现代生物医学专家对此领域进行了大量的工作,然而,迄今为止,仍然没有实质上的进展,没有安全有效的手段应用于临床。即从表面上来看,衰老的免疫缺陷(免疫反应低下,immunodeficiency)与衰老的慢性炎症(chronic inflammation)两种状态互相矛盾,但这两者之间存在内在的联系,即导致免疫缺陷的因素也可能导致慢性炎症的产生,导致慢性炎症的因素可能加剧免疫缺陷的桯度。这两种状态并存的事实提示研究人员,单纯的免疫促进或单纯的抗炎干预可能并不是理想的抗衰老免疫策略。将免疫促进与抗炎结合起来,可能会提高或优化目前抗衰老免疫的效果。普洱茶就是茶叶的一种,为什么能够有益于老年机体的免疫能力?
通过本项研究具有如下特点:
(1)普洱茶中含有多种抗氧化应激的物质,如不同的多酚类物质。这些物质被证明能够有效对抗哀老的氧化应激。同时,普洱茶还含有多糖类物质,这些物质被证明能够刺激体内淋巴细胞的增殖。此外,普洱茶中还有一些抗炎类物质,如黄酮类、环烯迷萜类物质,这些物质被证明具有较强的抗炎作用,特别适合于老年潜伏性的炎症。提示,普洱茶的多种物质分别有益于老年机体的某一方面的异常,这些物质的组合(即普洱茶)则显示出增强或相加的作用,即l+l+l大于3的作用。这是在西药中很难找到的例子。
(2)众所周知,衰老免疫是一个长期的退化过程,要想一朝一夕得到解决不太可能。纯粹的化学物质(西药的主要形式),即使无毒或低毒,也不适于长期服用。普洱茶可长期饮用,老年人群也能够接受长期饮用,适于老年人免疫低下的长期应用。
(3)事实上,现代医学也发现了快速的抗免疫衰老的手段,即通过骨髓或胸腺移植的手段迅速逆转老年免疫异常,但临床应用后,发现给老年人带来的害处远远大于益处,所以,被迫停止。
(4)普洱茶在抗衰老免疫领域有大量的工作需要完成。特别是需要深化现有的研究。例如,普洱茶不同组分的组合是如何配合完成抗衰老免疫的?它们分别作用了哪些靶位?哪些成分影响了淋巴细胞的生产?如何优化普洱茶的作用,突显其有益功效?希望通过不断研究能够应用饮茶这种简单方式来解决人类的大麻烦。