通過破譯免疫反應背后的細胞遷移機制，瑞士日內瓦大學(UNIGE)和德國慕尼黑大學(LMU)的科學家們已經證明，免疫系統的激活取決于時間并受到生物鐘影響。對人體來說，在休息時，即清晨將要進行一天活動之前，免疫功能最強。 研究結果發表在18日的《自然·免疫學》雜志。研究建議，在接種癌癥疫苗或進行免疫療法時，為提高有效性，應考慮時間因素。
免疫系統有兩個分支，即先天免疫系統和適應性免疫系統。先天免疫系統會對常見病原體立即作出反應。而適應性免疫系統則需要持續幾周時間，才能形成針對身體已經接觸過的特定病原體建立起長期的精準反應。這也是在接種疫苗期間，免疫系統發揮作用的典型機制。
淋巴系統是適應性免疫反應的支柱之一。樹突狀細胞位于許多外周免疫器官，包括皮膚，它們通過淋巴管遷移到淋巴結并呈遞抗原，以觸發對病原體的免疫反應。為了解晝夜節律在免疫激活中的作用，研究人員觀察了樹突狀細胞從皮膚遷移到淋巴系統的情況。
樹突狀細胞從皮膚遷移到淋巴管取決于一天中的時間。小鼠樹突狀細胞(綠色)遷移到淋巴管(紅色)。藍色為血管。圖片來源：瑞士日內瓦大學(UNIGE)病理和免疫學系與日內瓦炎癥研究中心 (GCIR)教授克里斯托夫·謝爾曼
科學家首先觀察了一天當中野生小鼠4次樹突狀細胞的遷移，又觀察了沒有正常生物鐘的小鼠。為了讓細胞正確遷移，樹突狀細胞和淋巴管細胞都必須對晝夜節律做出反應。如果沒有生物鐘發揮作用，免疫系統的活動高峰不再出現，將繼續“慢悠悠”地工作。
隨后，研究人員在一天中的不同時間對人類皮膚細胞重復進行了實驗。領導這項研究的UNIGE病理和免疫學系與日內瓦炎癥研究中心教授克里斯托夫·謝爾曼表示，我們確定了許多分子，特別是趨化因子，它們參與了遷移過程，其表達受生物鐘調節。在人類和老鼠細胞中發現了表達受生物鐘調節并參與遷移過程的相同因子，尤其是趨化因子，因子活動均根據不同物種的生活習慣有所不同。這證實了免疫系統是根據晝夜交替的自然活動控制活動節奏。
數據表明，免疫系統一天中的活動高峰在早上。謝爾曼說：“晝夜節律是一種節約能源的系統，可根據最迫切的需求充分利用能源。當暴露于病原體的風險最大時，這是否會是免疫系統保持警惕的一種方式?同樣，我們會不會在傍晚和晚上更容易受到病原體的侵襲?目前還不明確。然而，晝夜節律對免疫系統的重要性才剛剛被揭示，這對于預防性疫苗接種和抗癌治療或自身免疫性疾病的管理都可能是重要的。”
地球生命普遍擁有一套內置的時鐘，以24小時為周期調節生理活動，以適應我們這顆行星的自轉和晝夜變化。以晝夜節律為例，其在一天之中的不同時段對我們的生理功能產生非常精準的影響，幫助人類為日常各種機能做好準備。科學家們對于晝夜節律的運作機制著迷已久，甚至也考慮過這一機制與疾病的關系，但還是首次詳細揭示其對免疫系統的巨大影響。或許在未來，“體內時鐘”的研究，將深入到疾病的發病機理與個體治療當中。
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