只活6小时,却决定老人生死?这个短命细胞衰老后果致命,但也能有效补救!

家里老人一遇感冒、肺炎就难扛,甚至小感染拖成重症?这都和免疫系统有关,说到免疫系统,大家往往先想到B细胞和T细胞;但冲在抗感染第一线的,其实是数量庞大的中性粒细胞,它们主打一个“快生快死,与敌同归于尽”,并深刻影响着老年人遭遇感染后的命运。
然而,衰老不仅让英雄迟暮,还能让英雄“倒戈”。《Aging Cell》上的一项研究发现:在衰老机体中,这些短命战士被强制催老,还被逼上了黑化之路[1]。这种“黑化”,让老年人一旦遭遇感染,免疫防线便极易失守。


短命细胞不配衰老?实则不然
我们先往回翻翻老黄历,看看学界对中性粒细胞的态度,是怎么一步步转变的,这些转变,也让我们更加理解老年人为啥容易被感染。
衰老研究刚起步时,科学家的关注基本都在B/T细胞上——它们能分裂、有记忆、功能复杂。中性粒细胞则处于被忽视的境地,因为它的循环半衰期仅6-8小时[2],快生快死;加之它是无法分裂的终末分化细胞,不符合复制性衰老的前提,似乎确实不太值得费功夫研究。

图注:中性粒细胞的命运
直到1990年代,开始有研究陆续发现老年中性粒细胞的功能异常,如吞噬杀菌功能减弱。2000年,一篇综述将这些研究系统梳理,确认中性粒细胞功能随年龄衰退[3]。但当时只能笼统归因于宿主整体衰老,并不清楚具体机制。

图注:中性粒细胞响应感染的完整过程,其相关功能会随龄下降
转机出现在单细胞测序技术成熟后,它让科学家开始看到中性粒细胞的细微表型差异。2025年,中科院团队正式鉴定出衰老样中性粒细胞亚群,并将其命名为RLSNs[4],中性粒细胞一步步进入衰老研究视野。
说白了,中性粒细胞从来都不是不会老,而是受限于过去的认知和技术,没人凑近看清它的衰老真相。

这一次,终于看清它怎么老
这项研究中,科学家对比年轻和老年小鼠的肺部中性粒细胞,发现这些短命细胞并非简单的机能变差,而是走完了一整套衰老流程。
⬤ 糖酵解失灵,丧失杀菌力
感染肺炎链球菌后,中性粒细胞本该进一步增强糖酵解模式,为杀菌提供能量和活性氧(杀死细菌的武器),但老年小鼠糖酵解能力却大幅下降。研究者用药物抑制年轻小鼠/人类来源的中性粒细胞糖酵解后,其杀菌能力几乎完全丧失,说明糖酵解过程至关重要。

图注:A:老年小鼠肺部的糖酵解型中性粒细胞偏少;B:人为抑制糖酵解后,人类中性粒细胞的杀菌能力几乎丧失
⬤ 凋亡抵抗,老而不死
正常免疫细胞完成抗感染任务后会主动凋亡,避免误伤自己人。但衰老中性粒细胞打破了这条规矩,检测显示,老年小鼠肺部的中性粒细胞SA-β-gal阳性率更高(检测衰老细胞的标准),同时细胞凋亡减少。中性粒细胞进入“老而不死”的状态。

图注:老年小鼠的中性粒细胞出现凋亡抵抗
⬤ 杀敌不成,反酿炎症
更麻烦的是,和其它衰老细胞一样,老而不死的中性粒细胞会出现衰老相关分泌表型SASP,持续释放TNFα等炎症因子。它们不仅杀不死细菌,还变成了炎症源头,祸害其它正常细胞。
冲在抗感染第一线的中性粒细胞,就此沦为不杀菌还搞破坏的内鬼。中性粒细胞占据了免疫细胞的半壁江山,是抗感染的第一道关卡,一旦异常——杀不死菌、老而不死、四处放火,这道防线就失守了。那是谁把它们推向了这条路?

谁在逼中性粒细胞“黑化”?
研究者沿着中性粒细胞的行动轨迹(骨髓—血液—肺部)追踪,发现它的“黑化”并非普通细胞那样因自身复制损耗出现的自主衰老,而是分步式衰老——先天隐患打底,后天微环境点火,缺一不可。
先从骨髓源头说起,老年小鼠的中性粒细胞刚诞生时,就已经带着一些问题苗头:细胞周期阻滞蛋白p16(与DNA损伤相关)升高,增殖标记Ki67降低。衰老的造血环境,从一开始就给它们埋下了隐患。

图注:老年小鼠骨髓中性粒细胞中,衰老标记p16升高,增殖标记Ki67降低
但真正让细胞发生质变的,是在它们进入肺部、脾脏等外周器官之后。只有在这些地方,中性粒细胞才完整呈现出SASP分泌、凋亡抵抗、代谢失灵等全套衰老特征。
这其中的策反者,就是炎症因子TNFα。它在衰老肺部组织中的浓度显著升高;并且将TNFα阻断后,衰老中性粒细胞的衰老表型开始逆转,杀菌能力恢复,感染后小鼠肺部的细菌载量也降低了10倍。

图注:阻断TNFα可以恢复衰老中性粒细胞杀菌能力,降低肺部细菌载量
更关键的是,中性粒细胞更新极快,及时阻断TNFα不仅能逆转现有细胞的衰老,还能让新生细胞从一开始就避开策反信号,相比于更新缓慢、衰老较难逆转的普通体细胞,对它的干预见效更快、效果也更持久。

如何科学干预?病毒感染也通用?
揪出了TNFα这一策反者,再结合中性粒细胞易干预、见效快的特点,如何进行安全有效的科学干预,成为下一步关键。
1.靶向TNFα干预:时机与剂量很关键
研究者在感染前用TNFα抗体预处理细胞,成功逆转了中性粒细胞衰老。但TNFα也是正常免疫反应的一部分,感染时需要它来招募免疫细胞、启动防御。临床证实,长期使用TNFα抑制剂还会增加结核等感染风险[5]。
所以问题不是TNFα本身好坏,而是什么时候动它、动多久。如何精准把控TNFα干预的时间窗口与给药剂量,比如开发只清除慢性衰老信号,而不影响其免疫功能的短效制剂或通路靶向药物,仍需进一步探索。
2.中性粒细胞的两副面孔
本研究揭示了衰老中性粒细胞的“黑化”,而在2025年,哈佛团队的一项研究,展示了衰老中性粒细胞的另一面:它们也在自救——主动释放一种巨大的抗炎囊泡(LAND-V),其表面携带CD55和CD47,来抑制补体过度激活(免疫防御机制,过度激活会误伤自身组织)、减轻组织损伤[6]。

图注:衰老中性粒细胞来源的囊泡调节补体激活,促进炎症消退
同一个细胞,走向衰败的同时,也在启动某种补偿机制。只不过在老年个体中,这种补偿跟不上破坏的速度。干预或许可以不清除衰老细胞,而是帮它们把补偿机制发挥得更好(比如促进LAND-V的产生),让它们变得“老而有用”。
3. 病毒感染时,中性粒细胞也添乱
既然细菌感染后,衰老会让中性粒细胞功能异常,那这种机制在病毒感染中是否通用?
2019年,就有研究发现:老年小鼠感染流感后,肺部中性粒细胞的数量是年轻小鼠的3倍,但过量细胞不仅无法有效清除病毒,反而在感染后期大量堆积,加剧肺损伤。过量中性粒细胞耗竭后,小鼠存活率从40%飙升至80%,且不影响机体对病毒的正常清除[7]。

图注:感染流感后,老年小鼠肺部中性粒细胞数量增加,在其耗竭后,小鼠存活率飙升
可见,无论是细菌还是病毒感染,衰老都会让中性粒细胞的作用走向负面,只是方式不同:细菌感染时,问题是丧失杀菌能力;病毒感染时,问题是募集过多、堆积致损。
最后,这项研究目前还停留在小鼠阶段,但人类来源的细胞已经给出了积极信号——衰老中性粒细胞的糖酵解缺陷同样存在[1]。精准干预TNFα的思路,有望帮助老年人更好地抵御感染。
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参考文献
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https://doi.org/10.1111/acel.70435
[2] Summers, C., Rankin, S. M., Condliffe, A. M., Singh, N., Peters, A. M., & Chilvers, E. R. (2010). Neutrophil kinetics in health and disease. Trends in Immunology, 31(8), 318–324.
https://doi.org/10.1016/j.it.2010.05.006
[3] Butcher, S., Chahel, H., & Lord, J. M. (2000). Review article: Ageing and the neutrophil: No appetite for killing?Immunology, 100(4), 411–416.
https://doi.org/10.1046/j.1365-2567.2000.00079.x
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https://doi.org/10.1038/s41590-025-02126-6
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https://doi.org/10.3390/tropicalmed10070190
[6] Hsu, A. Y., Huang, Q., Pi, X., Fu, J., Raghunathan, K., Ghimire, L., Balasubramanian, A., Xie, X., Yu, H., Loison, F., Haridas, V., Zha, J., Liu, F., Park, S., Bagale, K., Ren, Q., Fan, Y., Zheng, Y., Cancelas, J. A., . . . Luo, H. R. (2025). Neutrophil-derived vesicles control complement activation to facilitate inflammation resolution. Cell, 188(6), 1623-1641.e26.
https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.01.021
[7] Kulkarni, U., Zemans, R. L., Smith, C. A., Wood, S. C., Deng, J. C., & Goldstein, D. R. (2019). Excessive neutrophil levels in the lung underlie the age-associated increase in influenza mortality. Mucosal Immunology, 12(2), 545–554.
https://doi.org/10.1038/s41385-018-0115-3



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