妊娠中期的胎兒非常忙碌。它正在發育皮膚和骨骼，獲得聽力和吞嚥能力，並進行第一次腸蠕動。現在，一項於6月14日發表在《自然》雜誌上的研究發現，胎兒也在獲得一個功能性的免疫系統——這個系統可以識別外來蛋白質，但與成熟的免疫系統相比，不太傾向於發起攻擊（N. McGovern et al. Nature http://dx.doi.org/10.1038/nature22795; 2017）。
研究結果進一步豐富了越來越多的文獻，這些文獻表明胎兒免疫系統比之前認為的更活躍。“在一般教科書中，你仍然可以看到這種胎兒無反應的概念，”斯德哥爾摩卡羅林斯卡研究所的免疫學家雅各布·邁克爾森說。但他表示，胎兒免疫系統是獨特的。“它不僅僅是不成熟，它是特殊的。”
發育中的胎兒不斷暴露於外來蛋白質和細胞，這些蛋白質和細胞透過胎盤從母體轉移過來。舊金山加利福尼亞大學的免疫學家邁克·麥庫恩說，在人類中，這種暴露比在許多其他哺乳動物中更廣泛。因此，實驗室小鼠被證明是研究人類胎兒免疫系統發育的不良模型。
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但是，充分理解這種發育過程可以揭示一些流產的原因，並解釋諸如先兆子癇之類的疾病，這種疾病與對妊娠的異常免疫反應有關，並導致高達 40% 的早產。器官移植外科醫生長期以來一直對發育中的胎兒及其母親如何相互耐受而沒有一方發起免疫攻擊感興趣——希望找到抑制免疫系統對移植器官反應的方法。
對於新加坡 KK 婦女和兒童醫院的婦產科醫生傑瑞·陳來說，理解胎兒免疫系統對於他開發針對發育中胎兒遺傳疾病的幹細胞治療和基因療法的目標非常重要。陳和他的同事想知道是否存在這樣一個發育階段，即可以在不擔心療法本身受到免疫系統攻擊的風險下進行此類治療。
為了做到這一點，陳與新加坡科技研究局的免疫學家弗洛倫特·吉努合作，研究樹突狀細胞，這種免疫細胞會分解外來物質，並將碎片呈遞給其他稱為 T 細胞的免疫細胞。然後，一些 T 細胞被啟用以靶向外來物質進行破壞。
研究小組發現，人類胎兒在妊娠 13 周時就具有功能性樹突狀細胞。但是，儘管這些細胞的行為與成人版本非常相似，但它們對外來人類蛋白質的反應卻不同：胎兒樹突狀細胞更有可能啟用一類特殊的 T 細胞，稱為調節性 T 細胞，而不是標記外來物質進行消滅，這些細胞可以抑制免疫反應。
這可能反映出需要避免針對母親細胞產生災難性的免疫反應。“你不想在發育中的胎兒中產生過多的免疫反應，”吉努說。“這非常危險——這是發育的關鍵時刻。”
吉努說，之前的研究發現，早在九周大的胎兒中就存在特殊的免疫細胞——包括 T 細胞和自然殺傷細胞。
但邁克爾森說，樹突狀細胞的發現尤其重要，因為這些細胞協調免疫反應。他說，沒有它們，身體就無法針對特定的外來物質進行破壞。
威斯康星大學麥迪遜分校的移植免疫學家威廉·伯林厄姆說，研究結果突出表明，胎兒免疫系統不僅僅是成人免疫系統的不成熟、活性較低的版本，而是一個具有其自身獨特功能的系統。
伯林厄姆的實驗室一直在研究胎兒免疫反應，以此作為尋找幫助器官移植接受者耐受新器官的方法，而無需依賴免疫抑制藥物。但是，在過去幾年中，美國在利用胎兒組織進行研究方面引發的政治風波使他將大部分工作轉移到研究新生兒免疫系統，該系統往往更像成人系統。
麥庫恩說，《自然》雜誌的研究強調了這種轉變可能會給許多研究領域帶來代價。“我們必須瞭解人類胎兒免疫系統的功能，以便我們可以治療那些發育不良的胎兒，”他說。“現在我們知道，對成人和新生兒細胞的分析是無關緊要的。胎兒免疫系統是不同的。”
本文經許可轉載，並於 2017 年 6 月 14 日首次發表。