发烧是如何起作用的?作为非特异性应激源

尽管免疫学有了惊人的发现,最近生物技术也取得了进步,但令人惊讶的是,关于发烧如何帮助控制感染,人们还没有达成共识。发热是免疫兴奋剂,还是会伤害病原体?是否只有冷适应病原体易受影响,或者发热是否会对一般病原体造成伤害;如果有,是怎么做到的?我们认为发烧作为一种系统性的非特异性应激源,优先伤害病原体。发烧是一个更大的非特异性应激源网络的一部分,形成了先天免疫的一个基本组成部分,但很少被认识到。

理想情况下,宿主防御应该通过伤害病原体而不造成附带的自我伤害。相比之下,非特异性应激源可以同时伤害病原体和宿主。这些非特异性应激源包括活性分子物种(自由基)、热量、营养和氧限制以及酸度。基于病原体和宿主之间易感性的差异以及病原体(包括感染细胞和肿瘤细胞)的定位,完全非特异性应激源可用于宿主防御。病原体通常依靠生长和复制来致病,但生长和复制普遍容易受到压力的影响。同时,感染部位的宿主细胞只需要在局部压力条件下存活,浸润性免疫细胞是可替代的,通常在远处压力较小的部位(如骨髓和淋巴组织)产生。在感染部位周围,凝血和炎症的联系减少了血流量。这增加了非特异性压力,并有助于在压力区域内控制病原体。严重感染期间的系统性应激源,如发热(作为热应激源)、食欲不振和铁螯合(作为营养应激源)支持和促进更强烈的区域和局部应激源。

尽管普遍认为炎症的热仅仅是由于血管舒张,但局部产热发生在炎症区域。因此,全身发热温度只需要将感染部位的温度提高到足以使局部产生热量,并与所有其他同时发生的应激源相结合,杀死更脆弱的病原体。虽然许多免疫反应在轻微升高的温度下发挥最佳作用,但它们在微酸和低氧条件下也能发挥最佳作用——这正是免疫细胞进化到的工作条件。因此,我们提出:1)发热的主要功能是增加轻微的全身热应激,以支持感染部位局部产生的热量(与其他应激源联合作用);2)发热对免疫增强的作用是先天免疫系统主动使用非特异性应激源进行防御的继发作用。

非特异性应激源及其定位。增加应力的局部化可以以更低的成本获得更高的强度。

我们建议在感染过程中,对病原体的直接靶向伤害是由多个非特异性应激源补充的,这些应激源积极地在局部、区域和系统中应用。这种完全非特异性的应激源网络构成了先天免疫的一个被忽视的、但在进化上是基本的部分。当然,宿主使用非特异性应激来控制病原体是有成本和风险的,但必须认识到这种防御可以提供的好处。

埃德蒙·勒格朗
美国田纳西州诺克斯维尔市田纳西大学兽医学院

出版

自残优先伤害病原体内:先天免疫中的非特异性应激源。
LeGrand EK, Day JD
生物工程学报2016年4月13日

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