Science子刊：红细胞因具有游离DNA结合能力而在免疫系统中发挥着重要作用

在一项新的研究中，来自美国宾夕法尼亚大学和费城儿童医院等研究机构的研究人员发现红细胞作为关键的免疫传感器，与败血症和COVID-19期间存在于身体血液循环中的游离DNA结合，这种DNA结合能力触发它们从血液循环中移除，严重疾病时引发炎症和贫血，因此在免疫系统中发挥的作用比以前想象的要大得多。科学家们早就知道，红细胞在向整个身体输送氧气方面至关重要，也与免疫系统相互作用，但直到现在才知道它们是否直接改变了炎症。相关研究结果发表在2021年10月20日的Science Translational Medicine期刊上，论文标题为“DNA binding to TLR9 expressed by red blood cells promotes innate immune activation and anemia”。

论文通讯作者、宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院医学助理教授Nilam Mangalmurti博士说，“贫血很常见，影响着世界上大约四分之一的人口。急性炎症性贫血常常在感染后的早期出现，比如导致疟疾的疟原虫感染。长期以来，我们一直不知道为什么人们在因败血症、创伤、COVID-19、细菌感染或寄生虫感染而处于危急状态时，会出现急性贫血。这些新发现首次解释了急性炎症性贫血的产生机制之一。”

Toll样受体（TLR）是一类通过激活细胞因子产生等免疫反应在免疫系统中发挥关键作用的蛋白。这项研究检查了大约50名败血症患者和100名COVID-19患者的红细胞，发现在这些疾病期间，红细胞表面表达的特定TLR蛋白---称为TLR9---的数量增加。

他们的研究结果显示，当红细胞结合了太多的导致炎症的游离DNA时，它们会失去正常的结构，导致身体不再识别它们。这导致称为巨噬细胞的免疫细胞“吃掉”它们，使它们脱离身体的血液循环。当这种情况发生时，它会导致免疫系统在其他未受影响的器官中被激活，从而产生炎症。这一机制上的发现为研究如何阻断这种特定受体并为自身免疫性疾病、感染性疾病以及与急性贫血相关的一系列炎症性疾病构建靶向疗法打开了大门。

Mangalmurti说，“当前，当重症监护室的患者变得贫血时，也就是我们几乎所有的重症患者，标准做法是给他们输血，长期以来，人们知道这伴随着一系列问题，包括急性肺损伤和死亡风险增加。如今我们对贫血的机制有了更多的了解，这使我们能够研究在不输血的情况下治疗急性炎症性贫血的新方法，例如阻断红细胞表面上的TLR9。靶向这种TLR9也可能是一种抑制一些先天性免疫激活而不阻断免疫细胞中的这种受体的方法，在对抗病原体或损伤时，这对宿主非常重要。”

Mangalmurti说，这种DNA结合的发现也可能对在诊断中使用红细胞的研究产生影响。比如，医生是否可以从肺炎患者身上提取红细胞，对从感染患者的血液中提取出来的游离核酸进行测序，并确定具体的病原体种类，以更好地确定开出哪种抗生素药物。

Mangalmurti和其他研究人员正在研究这是否是诊断危重患者感染的一种有效选择，以及红细胞的这种DNA结合机制是否是寄生虫感染中出现贫血的一种通用机制。

参考资料：

L. K. Metthew Lam et al. DNA binding to TLR9 expressed by red blood cells promotes innate immune activation and anemia. Science Translational Medicine, 2021, doi:10.1126/scitranslmed.abj1008.