同卵双胞胎妮可·坎贝尔和阿曼达·坎贝尔可能看起来和听起来很相似,但相似之处仅此而已。
“阿曼达和我的性格截然不同,”妮可说。
“我们处理信息的方式不同。我们看待世界的方式也不同。”
坎贝尔双胞胎现在已经 40 多岁了,科学家们想更多地了解这一点:他们的免疫反应。
妮可和阿曼达·坎贝尔在互相支持应对重大健康挑战后,病情已得到缓解。 (提供者:妮可·坎贝尔和阿曼达·坎贝尔)
妮可和阿曼达的慢性炎症和免疫介导疾病均已缓解。
Nicole 在大约 11 岁时被诊断出患有克罗恩病,这是一种导致消化道肿胀和刺激的长期疾病。
阿曼达 24 岁时被诊断出患有多发性硬化症 (MS),这是一种自身免疫性疾病,会中断大脑与身体其他部位之间的信息流动。
这两种情况都有遗传联系。
妮可和阿曼达·坎贝尔可能看起来很相似,但他们的性格却截然不同。 (提供者:妮可·坎贝尔和阿曼达·坎贝尔)
长期以来,科学家们一直对驱动人体免疫反应的因素着迷。
主要是我们与生俱来的基因还是我们生活的环境?
澳大利亚领导的一项新的双胞胎研究旨在更多地了解为什么阿曼达和妮可这样两个基因相似的人对感染、疾病和治疗的反应不同。
了解免疫系统
免疫系统是保护身体免受感染的复杂网络。
白细胞或记忆细胞可以识别已知细菌何时再次感染身体,并记住如何对抗它。
疫苗的作用是模仿病毒或细菌,指导身体产生针对真实病毒或细菌的抗体。
但不同人的免疫系统对疫苗或感染的反应可能不同。
其中一些是由于遗传造成的,但有些是由于环境暴露造成的,例如饮食、生活方式、过去的感染和压力。
正在进行这项研究的 Snow 免疫健康中心主任 Jason Tye-Din 表示,研究人员计划使用 100 对健康双胞胎的血液样本来监测他们的免疫系统细胞在某些实验室条件下的反应。
贾森·泰-丁(右)表示,双胞胎研究为科学家提供了控制遗传影响的难得机会。 (提供者:斯诺免疫健康中心)
泰丁教授表示,这将帮助他们在“非常基础的层面”了解免疫系统如何运作,包括更多关于免疫细胞如何分裂、生存和死亡的信息。
他说:“这极大地影响了我们作为人们对疫苗或感染的反应,或者为什么我们可能面临患某些疾病的风险,或者我们对不同治疗的不同反应。”
泰丁教授说,利用双胞胎进行这项研究,科学家可以控制遗传影响,从而限制环境因素。
多发性硬化症、双胞胎和遗传学
这并不是第一个将双胞胎置于显微镜下的研究。
最早的已知经典双胞胎研究之一是在 1922 年,由德国眼科医生 Walter Jablonski 领导,他检查了 52 对同卵和异卵双胞胎的眼睛,以更多地了解一种称为屈光不正的常见视力障碍的遗传学。
弗莱堡德国癌症联盟的免疫学家弗洛里安·英格芬格表示,双胞胎研究为科学家提供了将遗传影响与环境影响分开的“独特机会”。
“这种区别确实很重要:环境风险可以指向预防,而遗传风险可以揭示新的治疗靶点,”他说。
双胞胎研究使科学家有机会回答有关人类健康的问题,而这些问题很难通过其他方式解决。 (Pexels:穆罕默德·埃拉蒂尔甘)
Ingelfinger 博士领导的另一项研究于 2022 年在《自然》杂志上发表,该研究检查了 61 对同卵双胞胎,其中一对患有多发性硬化症,另一对没有,在细胞水平上观察每对双胞胎之间的免疫差异。
他的团队想更多地了解为什么双胞胎中的一个保持健康,而另一个的免疫系统却攻击自己的中枢神经系统。
英格芬格博士说他们发现了一些具体的差异。
“最明显的差异在于我们完全没有预料到的细胞类型:一种非常早期的、幼稚的 T 辅助细胞,”他说。
辅助 T 细胞提醒其他细胞对抗感染。
在患有多发性硬化症的双胞胎中,这些细胞表现出“通讯改变”,可能使它们对炎症更加敏感。
弗洛里安·英格芬格(左)表示,研究同卵双胞胎可以帮助科学家理解为什么基因相似的人会出现不同的疾病结果。 (提供者:玛丽娜·斯塔马托娃)
英格芬格博士说,研究结果表明,虽然遗传学可以造成对多发性硬化症的“易感性”,但“在生命中需要其他一些东西才能将这种易感性转化为疾病”。
“这非常重要,因为我们每个人都有非常独特的免疫系统,”他说。
“我们所做的一切,包括运动、营养、吸烟、饮酒和以前的感染,都会影响我们免疫系统的行为。
“与此同时,我们的基因也有巨大的影响力。”
健康的双胞胎是发现的关键
与英格芬格博士的研究不同,澳大利亚研究人员正在招募健康双胞胎。
这是斯德哥尔摩卡罗林斯卡研究所儿科免疫学教授 Petter Brodin 领导的一项研究中的一个重要变量,该研究于 2015 年发表在《Cell》杂志上。
“健康的双胞胎消除了疾病这个混杂因素,”他说。
“如果我们研究病人,我们将无法判断这些差异是疾病的原因还是结果。”
彼得·布罗丁(Petter Brodin)的团队通过研究生命不同阶段的双胞胎得出了一些有趣的结论。 (Pexels:Kaboompics)
布罗丁教授的研究观察了 105 名健康双胞胎,并测量了每个人的免疫细胞对细菌的反应以及他们针对疫苗的抗体水平。
他们发现,一个人免疫反应的“最大驱动力”是以前的感染史,特别是以前感染过巨细胞病毒,这是一种大多数人在某个时候遇到的常见病毒,但没有症状。
布罗丁教授表示,这一发现对于长期以来关于先天与后天的假设具有重大意义。
”[The immune system] 它的构建是根据你一生中实际接触到的东西来塑造的,而不是主要由你继承的东西来塑造,”他说。
“这具有生物学意义:免疫系统的全部工作就是对不断变化的病原体外部世界做出反应,因此,如果在任何这些接触发生之前就被遗传学严格固定,那么它的设计就会很糟糕。”
布罗丁教授的研究对象包括 8 岁至 82 岁的双胞胎,研究发现每对双胞胎的年龄也很重要,并表明遗传不是“固定的”,而是“随着时间的推移而被侵蚀”。
回到澳大利亚,泰丁教授希望他的研究仍处于早期阶段且仍处于开放注册阶段,能够帮助科学家更多地了解免疫系统的工作原理。
他们的目标是在 12 至 18 个月内完成工作。