长期以来,人们深知长期饮食习惯会深刻影响机体健康,却极少关注单一一顿饭会对免疫系统产生怎样直接且持久的影响。T 细胞作为适应性免疫系统的核心,肩负着识别并清除入侵病原体、突变肿瘤细胞的重任,当下被广泛应用于癌症治疗的 CAR-T 细胞疗法,正是通过改造患者自身 T 细胞,在体外扩增优化后回输体内,实现对癌细胞的精准杀伤。而 T 细胞的活化、增殖与效应发挥,本就需要大量的能量与营养物质供给。尽管饮食干预早已被证实有望用于疾病的预防甚至治疗,但过往研究大多聚焦长期饮食模式的免疫效应,对于进食后数小时内,机体代谢状态的急性改变如何影响免疫功能,我们始终知之甚少。
在国际顶级期刊Nature发表的一项最新研究中,来自美国匹兹堡大学的研究团队首次证实,单次进食形成的餐后代谢状态,会给 T 细胞的免疫功能带来显著且持久的增益——这种改变不仅能让 T 细胞更高效地对抗感染,更能直接提升 CAR-T 细胞的抗癌治疗效果。
在一系列人与小鼠的对照实验中,研究人员均发现,餐后状态下采集的 T 细胞,相比禁食状态采集的同源 T 细胞,展现出了全方位的代谢与功能优势。这些发现彻底刷新了我们的认知:单次进食带来的短期营养状态改变,会给 T 细胞的活化应答模式留下长期印记,这一规律不仅关乎机体对感染的防御能力,更与 CAR-T 细胞疗法等基于 T 细胞的免疫治疗效果直接相关。
该研究的通讯作者、匹兹堡大学免疫学教授、UPMC 希尔曼癌症中心基础研究副主任 Greg M. Delgoffe 博士表示:“我们最初预计,从进食与禁食个体中采集的 T 细胞之间,几乎不会出现明显差异,可结果恰恰相反。真正让我们震惊的不只是差异本身,更是这种差异的持久性。” 这种持久性正是该研究最关键的发现之一,毕竟绝大多数 T 细胞并不会在进食后立刻被抗原激活,而这项研究证实,即便经过体外 7 天的活化扩增,或是在体内历经数周甚至数月的分化,餐后 T 细胞获得的功能优势依然能够稳定保留。这意味着,当 T 细胞在餐后代谢窗口期接触到病原体或肿瘤抗原时,会启动一场更强效、更持久的免疫应答,将单次进食的短期营养状态,与长期的免疫结局牢牢绑定。
为了验证这一效应在人体中的真实性,研究团队招募了健康志愿者,在隔夜空腹后采集首次血样,随后让志愿者自由进食,在餐后 6 小时再次采集血样进行对比分析。结果显示,即便在静息状态下,餐后采集的 CD8+ T 细胞就已展现出显著的代谢提升:葡萄糖摄取能力、细胞内中性脂质储备、线粒体质量均显著升高,同时线粒体氧化代谢能力、备用呼吸容量(SRC)、糖酵解能力也全面增强,而这些代谢特征,正是 T 细胞实现强效、长效免疫应答的核心基础。
与之对应,餐后 T 细胞的效应功能也同步升级,其分泌 IFN-γ、TNF 等关键效应细胞因子的能力,显著高于同一名志愿者空腹状态的 T 细胞。更关键的是,这些代谢与功能优势,并不会随着 T 细胞的体外活化扩增而消失,即便经过 7 天的体外培养扩增,餐后来源的 T 细胞依然保留着更强的代谢能力与效应功能,同时实现了更高的扩增效率与更优的中央记忆细胞分化。
在小鼠模型中,研究人员进一步验证了这一效应的普适性与体内生物学意义。无论是野生型小鼠的 CD8+ T 细胞、CD4 + 常规 T 细胞,还是仅存在初始 CD8+ T 细胞的基因工程小鼠,均能在进食后获得一致的代谢与功能增益。
在病毒感染模型中,研究人员将禁食与进食小鼠的初始 CD8+ T 细胞 1:1 混合后,过继转移到同一受体小鼠体内,随后进行病毒感染。结果显示,即便处于完全相同的体内环境,进食来源的 T 细胞依然实现了更显著的体内扩增,在感染后 11 天,其代谢能力、细胞因子分泌能力全面占优。这种数量与功能优势,在感染后 45 天的记忆期依然稳定存在,甚至能持续到感染后 40 周。研究还证实,不仅是初始 T 细胞,已经形成的记忆 T 细胞,同样会对餐后代谢状态敏感,在进食后获得更强的再次活化扩增能力。
研究团队进一步揭开了这一现象背后的核心生物学机制,而这一结果也颠覆了过往的诸多认知。研究发现,驱动餐后 T 细胞功能增益的关键,是进食后肠道吸收脂质形成的、富含甘油三酯的乳糜微粒——这些餐后在血液循环中大量存在的脂蛋白颗粒,能够直接被 T 细胞摄取,为 T 细胞提供代谢燃料,同时启动免疫代谢重编程。这一过程并不依赖肠道菌群、胰岛素信号或 CD36 脂质摄取通路,而是主要通过 T 细胞表面的低密度脂蛋白受体(LDLR,编码基因Ldlr)实现,当 T 细胞缺失 LDLR 时,餐后带来的代谢与功能增益几乎完全消失。
更令人意外的是,尽管餐后 T 细胞的功能改变极为持久,研究人员却并未在禁食与餐后的 T 细胞中,发现显著的转录组与染色质可及性差异,这意味着这种效应并非通过基因转录或表观遗传修饰实现。真正的核心,在于翻译层面的调控:乳糜微粒来源的脂质与胆固醇,会在 T 细胞内激活进化保守的营养感知核心复合物 mTORC1,而 mTORC1 的活化会直接驱动 T 细胞全局翻译水平的提升,提前合成大量与 DNA 复制、RNA 加工、线粒体功能、效应功能相关的蛋白,让 T 细胞提前进入 “备战状态”,一旦接收到抗原活化信号,就能更快、更强地启动免疫应答。当研究人员用雷帕霉素阻断 mTORC1 活性后,餐后带来的 T 细胞代谢与功能增益也随之完全消失。
这些全新的生物学发现,立刻展现出了极具潜力的临床转化价值,尤其是在癌症细胞免疫治疗领域。CAR-T 细胞疗法的疗效,很大程度上取决于回输的 CAR-T 细胞的代谢活性、扩增能力与体内持久性,而这项研究证实,T 细胞采集时的营养状态,会直接决定最终制备的 CAR-T 细胞的治疗效果。研究人员从同一名健康志愿者的空腹与餐后血样中分别分离 T 细胞,用完全相同的工艺制备了靶向 CD19 的 CAR-T 细胞。
结果显示:餐后来源的 CAR-T 细胞,拥有更强的线粒体呼吸能力与对 CD19 阳性肿瘤细胞的杀伤能力;在免疫缺陷小鼠的白血病模型中,相比空腹来源的 CAR-T 细胞,餐后来源的 CAR-T 细胞在体内的持久性更强,对肿瘤的控制效果更优,显著降低了小鼠的肿瘤复发率,最终大幅延长了荷瘤小鼠的生存期。
值得强调的是,这项研究并非证实 “进食就能治疗癌症”,也并未给出癌症患者或健康人群的具体饮食调整建议,而是首次揭示了一个此前被完全忽视的关键变量——营养状态时机,对免疫细胞功能的决定性影响。过往的人类免疫学研究、疫苗研发、免疫细胞制备过程中,极少会控制采血时受试者的进食/禁食状态,而这项研究证实,这种个体采血时的餐后/空腹状态差异,很可能是导致实验结果波动、疫苗应答差异、细胞治疗产品疗效不均的重要原因。
正如 Delgoffe 博士所言,这项研究的完成,离不开匹兹堡大学营养学、代谢学、免疫学多学科的深度合作,也让我们对免疫系统与机体代谢的关联有了全新的认知。免疫系统并非只在病原体入侵时才启动应答,它时刻感知着机体的营养状态,并据此调整自身的 “备战等级”。未来,研究团队将进一步探索不同膳食脂质成分对 T 细胞功能的影响,寻找能最大化激活 T 细胞免疫功能的营养方案;同时,这一发现也为优化 CAR-T 细胞疗法、提升疫苗接种效果提供了全新的思路,或许仅仅是调整采血、接种的时机,就能让免疫治疗与疫苗防护的效果迈上新的台阶。(生物谷Bioon.com)
参考文献:
Alok Kumar et al, Postprandial lipid metabolism durably enhances T cell immunity, Nature (2026). DOI: 10.1038/s41586-026-10432-8.