發現激活記憶T細胞的活細菌，助力胎兒培養免疫系統

　　研究人員在胎兒的腸道、皮膚、肺和胎盤中發現了激活記憶T細胞的活細菌，這表明早期接觸微生物有助于培養免疫系統。

　　14周大的人類胎兒中腸的典型掃描電鏡顯示有細菌的粘膜區域(紅色箭頭)

　　在過去的十年里，科學家們已經證明了胎兒的免疫系統比最初認為的發育的快得多，但是哪種抗原訓練新生的免疫細胞以及它如何影響隨后的發育仍然是一個懸而未決的問題。在6月1日發表在Cell雜志上的一項研究中，研究人員確定，在妊娠中期的人類胎兒的全身組織中都存在能激活胎兒T細胞的活細菌。

　　“讓我興奮的是，這篇論文提供了證據，不僅表明子宮內有微生物接觸……但它對胎兒免疫系統的教育是重要的，尤其是記憶T細胞，這對新生兒準備應對額外的抗原暴露、微生物暴露和可能的感染性致病暴露是重要的，”Indira Mysorekar說，他是華盛頓大學醫學院的生物學家，“它支持了最近發表的其他研究，這些研究表明，胎兒在子宮內，[免疫]教育就開始了。”

　　2017年，新加坡A*STAR的免疫學家Florent Ginhoux及其同事發現，胎兒免疫系統在妊娠中期開始運作。他解釋說:“看起來胎兒的免疫系統在早期就相當迅速地發揮了作用。”他補充說，這一發現與長期以來的假設相反，即嬰兒在出生時就接受了第一個巨大的免疫挑戰，并從陰道微生物群開始與外界接觸。雖然其他研究小組已經證實了胎兒免疫系統在妊娠中期出現，但仍不清楚胎兒免疫細胞識別哪種抗原。

　　為了回答這個問題，Ginhoux再次與新加坡杜克-新加坡國立大學醫學院的Jerry Chan和Salvatore Albani，以及Naomi McGovern合作。研究人員使用16S核糖體RNA對各種胎兒和胎盤組織進行測序——從妊娠中期流產中獲得，研究表明在胎兒的腸道、肺部、皮膚和胎盤中都有微生物的痕跡。

　　為了排除細菌DNA的來源是污染，研究人員將胎兒樣本發給了以色列魏茨曼研究所的合作者，后者也發現了細菌DNA的證據。

　　通過比較來自控制組和來自胎兒組織的信號，研究小組確定了一個與胎兒中存在的特定微生物相對應的遺傳信號。Ginhoux說:“這是一個低生物量信號，但不太可能是噪音。”

　　該團隊從胎兒組織中培養出活細菌，包括一些在對照組中沒有發現的特定微生物。然后，他們用掃描電子顯微鏡分析了胎兒腸道——除了皮膚之外，顯示出最大微生物群落的組織。腸組織來自一個估計孕齡為10周的胎兒和三個估計孕齡為14周的胎兒。Ginhoux說，“讓我們驚訝的是，我們可以在14周胎兒的腸道中找到微生物”，但10周胎兒卻沒有，這表明細菌在發育的某個階段后會在腸道中定居。這些細菌只分布在腸腔的特定區域，其結構看起來好像與黏液(一種由上皮細胞釋放的類似黏液的物質)綁定在一起。

　　最后，研究人員發現，他們在胎兒體內發現的一些細菌物種可以激活從胎兒組織中分離出來的記憶T細胞。他們設計了一個體外系統來監測T細胞的激活和擴張。Ginhoux解釋說:“我們在組織中發現的被激活的T細胞，其中一些可能已經被教育或被激活，從而對分離出來的微生物做出反應。”研究結果表明，微生物是參與人類早期免疫發育的因素之一，“可能是人類終身健康和免疫力的基礎。”

　　哥倫比亞大學的免疫學家唐娜·法伯（沒有參與這項研究）說:“想到胎兒這么早就接觸到細菌，這很有趣。”“那么問題來了，這些細菌來自哪里?””她問道。

　　Ginhoux同意說:“母嬰垂直傳播微生物是一種完全未知的機制。”“在發育過程中，母親和胎兒之間有很多溝通和交流。”

　　據Mysorekar說，另一個懸而未決的問題是，子宮內接觸微生物如何影響胎兒免疫發育。“啟動教育的胎兒免疫細胞感覺到或接收到的信號是什么?””她問道。這項工作“推動了這個領域的開放，并真正提出了還有很多問題需要解決。”