B 细胞通过乙酰胆碱调控肺部抗病毒炎症反应：免疫平衡的关键新发现

呼吸道感染引发的炎症反应常难以控制，严重影响健康。研究人员针对此开展 B 细胞在肺部抗病毒炎症反应中作用的研究。结果发现 B 细胞可通过产生乙酰胆碱（ACh）调节炎症，影响病毒复制。研究成果发表在《Nature Immunology》上这为治疗呼吸道感染提供了新方向。

　　

在人体的免疫系统中，呼吸道感染是一个棘手的问题。当病毒入侵呼吸道时，免疫系统会迅速启动先天免疫防御来对抗病毒复制。然而，这种免疫反应就像一把双刃剑，它在努力控制感染的同时，也可能因过度激活而导致呼吸道组织的不可逆损伤 。尤其是炎症反应的失控，会引发一系列严重问题，比如促炎细胞因子如肿瘤坏死因子（TNF）的过度产生，这不仅会加重肺部组织的损伤，还可能影响疾病的预后。因此，寻找能够精准调控肺部炎症反应，同时又不影响病毒清除的机制，成为了医学和免疫学领域亟待解决的关键问题。

为了解开这个难题，来自美国加利福尼亚大学戴维斯分校（University of California Davis）和约翰霍普金斯大学（Johns Hopkins University）的研究人员 Antonio Cembellin-Prieto、Zheng Luo、Heather Kulaga 和 Nicole Baumgarth 等开展了深入研究。他们发现，B 细胞在肺部抗病毒炎症反应中扮演着至关重要的角色，其产生的神经递质乙酰胆碱（ACh）是调节炎症和病毒复制的关键因素。这一研究成果发表在《Nature Immunology》上，为呼吸道感染的治疗提供了全新的思路和潜在的治疗靶点。

在研究方法上，研究人员主要运用了以下关键技术：一是动物模型构建，通过基因编辑技术构建了多种基因敲除小鼠模型，如 B 细胞特异性敲除胆碱乙酰转移酶（ChAT）的 ChatBKO 小鼠和 T 细胞特异性敲除 ChAT 的小鼠等，用于探究不同细胞中 ChAT 缺失对免疫反应的影响；二是单细胞 RNA 测序（scRNA-seq）技术，对肺部细胞进行单细胞层面的转录组分析，以了解不同细胞群体在基因表达上的差异；三是流式细胞术，用于分析细胞表面标志物、细胞内细胞因子的表达以及细胞亚群的频率和数量变化等；四是免疫荧光成像技术，直观观察细胞间的相互作用和定位关系。

研究结果如下：

• TNF 是 ACh 的作用靶点：通过体外实验，研究人员发现 ACh 能够显著降低分泌 TNF 的巨噬细胞频率，包括总巨噬细胞、肺泡巨噬细胞（AMs）和间质巨噬细胞（IMs） 。体内实验也表明，给予 ACh 可调节肺部 AMs 和 IMs 的功能，降低 TNF 的产生以及相关促炎基因的表达，同时增加 Ⅰ 型干扰素（IFN-β）的表达。此外，研究还证实了 TNF 在早期控制病毒复制中起着关键作用，阻断 TNF 会导致肺部病毒载量大幅增加，而组织驻留和感染诱导的肺部 IMs 至少部分通过分泌 TNF 来控制肺部病毒载量，且这一过程可被 ACh 抑制。

• B 细胞是肺部主要的 ChAT 表达细胞：利用流式细胞术，研究人员发现，无论是在频率还是总细胞数量上，大多数表达 ChAT 的白细胞都属于 CD19⁺ B 细胞，且这些 ChAT⁺ B 细胞大多为 B-1 细胞。在骨髓中，ChAT 的表达在不成熟 B 细胞阶段开始增加，成熟的 B-1 样细胞表型的细胞中 ChAT 表达频率最高。此外，LPS 刺激可诱导脾脏滤泡 B 细胞表达 ChAT-GFP，而 B 细胞分化会降低 ChAT 的表达，这表明 ChAT⁺ B 细胞可能具有类似先天免疫的早期作用。

• ChAT⁺ B 细胞控制流感感染后的肺部病毒载量：研究人员通过对 ChatBKO 小鼠的研究发现，在感染流感病毒 1 天后，ChatBKO 小鼠的肺部病毒载量相较于对照组显著降低。这表明 B 细胞来源的 ACh 在早期对流感病毒复制有促进作用，而缺失 B 细胞分泌的 ACh 可增强对病毒的早期控制。进一步研究发现，B 细胞能够调节呼吸道中 IMs 的激活状态，而对 AMs 的激活状态无明显影响，且 ChAT⁺ B 细胞对 IMs 的调节作用在感染早期就已体现。

• ChAT⁺ B 细胞活性调节后期炎症反应：感染 7 天后，ChatBKO 小鼠肺部的单核细胞和中性粒细胞数量增加，虽然未达到统计学意义，但组织病理学评估显示其鼻腔上皮变性更严重，整体健康状况较差。感染 10 天后，ChatBKO 小鼠肺部 CD8⁺ T 细胞浸润显著增加，与上皮细胞功能和肺泡上皮完整性相关的基因表达下降，表面活性蛋白基因减少，提示上皮损伤加重。这些结果表明，早期 ChAT⁺ B 细胞对 IMs 活性的抑制虽然会使早期病毒复制增加，但有助于抑制后期肺部的炎症反应，支持肺部上皮的修复。

• ChAT⁺ B 细胞在稳态下调节肺部髓样细胞：研究人员发现，缺乏 ChAT 表达的 B 细胞对总 IgM 或病毒结合 IgM 水平、浆母细胞发育、生发中心 B 细胞频率以及流感特异性抗体分泌细胞数量等均无显著影响。通过 scRNA-seq 分析发现，ChatBKO 小鼠肺部的髓样细胞，尤其是单核细胞和 IMs，在基因表达上与对照组存在显著差异，凋亡和 TNF 信号通路相关基因上调。这表明 B 细胞来源的 ACh 特异性地影响肺部 IMs 和髓样细胞。

• ChAT⁺ B 细胞通过 α7nAChR 抑制 IMs：研究人员通过共聚焦显微镜观察到，在感染流感病毒 1 天后，ChAT-GFP 报告小鼠的肺部间质中，B220⁺ B 细胞与 F4/80⁺巨噬细胞存在共定位现象，且 ChAT⁺ B 细胞似乎更倾向于招募到 F4/80⁺巨噬细胞附近。此外，研究还证实了 ACh 产生的 B 细胞通过 α7 - 烟碱型乙酰胆碱受体（α7nAChR）直接调节肺部 IMs 的 TNF 产生，在感染早期发挥重要作用。

研究结论和讨论部分指出，该研究揭示了一种新的调节轴，即 α7AChR⁺肺部巨噬细胞受 ChAT⁺肺部组织 B 细胞的调节。B 细胞产生 ACh 的能力直接调节 IMs 的激活和 TNF 的产生，进而影响流感病毒的复制。B 细胞缺失会导致肺部其他促炎细胞因子的产生增加、肺部 CD8⁺ T 细胞浸润、上皮修复受损以及脾脏 NK 细胞激活等一系列不良后果。这一研究不仅为理解呼吸道感染中的免疫调节机制提供了新的视角，还为开发针对呼吸道感染的治疗策略提供了潜在的靶点。例如，通过调节 B 细胞的功能或 ACh 的信号通路，有望实现对肺部炎症和病毒复制的精准调控，为改善呼吸道感染患者的预后提供新的方向。同时，该研究也为进一步探索 B 细胞在免疫调节中的其他功能奠定了基础。