許多因素影響著人的免疫系統對感染和其他挑戰的反應。年齡、性別和遺傳是基本因素——正如新冠疫情所凸顯的那樣。現在一項新的研究表明，吸菸對某些免疫反應具有同樣重要的影響，其中一些影響可能會持續到一個人戒菸很久以後。
為了探索哪些環境因素起著最大的作用，研究人員測量了1000名健康人的血液中細胞因子的產生——介導炎症的關鍵信使分子——在將樣本暴露於細菌、真菌、抗體或其他已知會引起免疫反應的物質後。吸菸被發現極大地改變了先天反應——身體一般且立即的第一道防線——以及較慢、更具威脅特異性的適應性反應。資料表明，戒菸後，先天免疫反應中的細胞因子分泌迅速恢復到非吸菸者的水平，但對適應性反應的影響似乎透過一種稱為表觀遺傳記憶的過程持續數年或數十年。研究結果今天發表在《自然》雜誌上。
“這是一項非常大型的研究，因此這讓你對結果有信心，”羅斯威爾帕克綜合癌症中心的免疫學家亞斯明·塔納瓦拉說，她沒有參與這項研究。此外，“[作者]研究了廣泛的[免疫]刺激，這是一個有趣的方面，”她補充道。
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新的發現增加了關於吸菸對健康有害影響的大量證據。吸菸會增加患心血管疾病和肺癌的風險。它導致約90%的肺癌死亡和80%的慢性阻塞性肺病死亡。吸菸還會損害許多其他器官，並增加死於非肺癌的風險。另一方面，戒菸逆轉了大多數這些疾病的風險。但是，吸菸對免疫系統的影響的程度和永續性尚不清楚。
在2011年至2012年期間，由法國巴斯德研究所的研究人員領導的一個團隊招募人們捐獻血液和其他型別的樣本，用於Milieu Intérieur專案，這是一項基於人群的研究，旨在探索影響人類免疫反應變異性的因素，該專案已經發表了幾篇論文。該佇列包括年齡在20至69歲之間的歐洲血統的男性和女性。
在血液樣本仍然新鮮時，該團隊在22小時內將每個樣本暴露於11種不同的免疫挑戰或無試劑（作為對照）。刺激包括大腸桿菌和流感，它們會觸發免疫系統的先天反應，以及諸如金黃色葡萄球菌腸毒素B超抗原（SEB）之類的試劑，這些試劑直接啟用適應性免疫系統中稱為T細胞的細胞。“這是這項[分析]的真正優勢，因為沒有那麼多研究……研究來自同一個人的這種多樣性的免疫反應，”巴斯德研究所的免疫學家和該論文的資深作者達拉·達菲說。
該團隊使用統計分析，評估了每個人報告的社會人口學、環境、臨床和營養因素如何影響13種細胞因子對各種刺激的反應中的分泌。例如，他們發現，身體質量指數的變化和潛伏性鉅細胞病毒感染——一種許多人在一生中都會接觸到的皰疹病毒——改變了細胞因子對某些刺激的產生。但是在研究人員研究的所有變數中，吸菸顯示出與免疫變化最相關的關聯。
當暴露於大腸桿菌時，與未吸菸者相比，目前吸菸的個體血液中CXCL5的濃度顯著更高，CXCL5是一種募集和啟用白細胞的細胞因子。然而，在戒菸的人中，CXCL5的分泌類似於非吸菸者。另一方面，毒素SEB增加了吸菸者血液中促炎細胞因子IL-2和抗炎細胞因子IL-13的產生，但不像對大腸桿菌刺激的反應，這種模式在多年前或幾十年前戒菸的人中仍然存在。
塔納瓦拉說，在新的研究中，“適應性免疫反應變化更持久，先天免疫變化更短暫，這也很合理”。她和她的同事之前報道，即使在最後一次接觸煙霧後幾周，接觸香菸煙霧的小鼠也具有有缺陷的適應性免疫反應。她補充說，反應可能會隨著時間的推移而改善，“但它們永遠不會恢復到非吸菸狀態，因此即使在我們的老鼠系統中，效果也是非常持久的。”然而，在小鼠身上的發現並不總是可以推斷到人類身上。
達菲和他的同事發現，吸菸對細胞因子產生的持久影響與長壽命的B細胞和T細胞群體以及DNA甲基化變化有關，DNA甲基化涉及新增可以改變基因活性的化學標記。研究人員觀察到這些標記（稱為DNA低甲基化）的存在減少，這些標記位於五個基因中，這些基因的低甲基化水平先前與吸菸有關。一個人吸菸的香菸越多，吸菸的年限越長，這些DNA甲基化水平就越低——表明存在劑量反應效應。
研究人員不確定菸草中的哪些成分導致了這些影響，但沒有任何跡象表明是尼古丁，達菲說。“考慮到這五個甲基化基因非常多樣化，並且與毒素加工有關，我懷疑它與尼古丁無關，”他補充道。目前尚不清楚電子煙是否會引起與新研究中描述的類似影響。“它們肯定比普通香菸毒性更小”，但達菲警告說，仍然並非沒有風險。
羅切斯特大學醫學中心的毒理學家伊爾凡·拉赫曼沒有參與這項新研究，他說這些發現可能對吸菸者和前吸菸者的疫苗有效性產生影響。他說，由於這些人群的免疫細胞受到如此大的影響，他們可能無法觸發良好的抗體反應。塔納瓦拉觀察到煙霧暴露損害了小鼠的疫苗反應，她指出，通常情況下，所有個體都接種相同的疫苗，無論其吸菸習慣如何。“也許這將幫助我們理解，對於長期吸菸的人，您需要採取不同的方法，因為他們的適應性免疫反應會很差。”
然而，塔納瓦拉警告說，吸菸者或前吸菸者的細胞因子譜並不直接轉化為對真實世界感染或毒素暴露更糟糕的適應性免疫反應。“但這只是瞭解吸菸正在控制免疫功能的某些因素的第一步，”她說。達菲承認，他的團隊的方法只是一個人可能如何反應的模型，並補充說，該研究“不能說明[特定]疾病的任何結果”。他和他的同事現在正在一項新的10年後續研究中解決這個問題，該研究包括原始佇列的一個子集，並將評估誰保持健康，誰不健康。
專家們還指出，研究佇列的遺傳背景相似是一個侷限性。“這個結果在多樣化的人群中是否仍然成立？”塔納瓦拉問道。達菲說，他希望其他研究人員可以在其他人群中重複這些發現。他補充說，他和他的同事還在非洲和香港的佇列研究中測試這些關聯。
就在上週，另一項涉及超過200萬30歲及以上韓國人的基於人群的研究得出結論，癌症風險在人們戒菸10年後開始下降。“他們的資訊是[即]現在戒菸永遠不晚”，因為隨著時間的推移，您將開始看到好處，達菲說，並補充說，他的團隊關於先天免疫反應的發現與此一致。“戒菸的最佳時間是儘快。”