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当身体感染新的病毒或细菌时，特定的白细胞——T 淋巴细胞——会被招募来反击。然而，每个 T 细胞仅被编程为识别特定的病毒或细菌株，因此在每 100,000 个 T 细胞中，可能只有一个与新的病原体匹配。因此，一旦找到匹配项，这些少数细胞就需要迅速繁殖以阻止疾病。
到目前为止，研究人员尚不确定人体免疫反应的强度在多大程度上是由于最初从淋巴结招募的这些 T 细胞的数量（克隆选择），以及在多大程度上是由于这些 T 细胞繁殖的数量（克隆扩增）造成的。“基本问题是：反应的强度是如何调节的？”阿姆斯特丹荷兰癌症研究所免疫学系教授 Ton Schumacher 解释道。
Schumacher 和一个研究团队今天在科学杂志在线报告说，是 T 细胞扩增驱动免疫系统反应，而不是它们的选择。“惊人的发现是，在几乎所有情况下，招募的 T 细胞数量都是恒定的，”Schumacher 说。“反应的强度是[后续扩增的]结果。”
以前，研究人员无法回答这个问题，正如 Schumacher 指出的那样，“我们真的无法测量T 细胞反应的多样性。”因此，为了追踪T 细胞的“亲缘关系”，研究人员使用独特的 DNA 条形码来标记和追踪实验室小鼠中的单个 T 细胞及其后代。他们发现，无论感染的性质如何，最初招募的 T 细胞数量都是恒定的，但每个 T 细胞继续产生的细胞数量各不相同，这表明克隆扩增而不是选择在免疫反应水平中起主要作用。
扩增的发现现在可以帮助研究人员更好地了解免疫系统的工作原理，并找到增强它的方法。例如，疫苗制造商和其他研究人员现在为他们的实验找到了更明确的目标。“我们不必费心处理选择阶段，”Schumacher 说，“但扩增阶段是我们应该集中精力的地方。”
基因标记方法也为其他重要的医学研究铺平了道路。通过使用细胞亲缘关系或“父系”追踪，未来的研究人员可以研究干细胞，以了解它们如何分裂和彼此分化，从而帮助创建将自我更新干细胞引入受损组织以分化成特定组织类型并治疗疾病和损伤的疗法。
更多地了解免疫系统如何反应还可以帮助研究人员深入了解自身免疫性疾病。康涅狄格大学健康中心法明顿分校癌症和传染病免疫治疗中心副教授 Adam Adler 没有参与这项扩增研究，他说他的实验室正在进行研究，以帮助理解 T 细胞如何区分“自身与非自身”或本土与外来物质。研究人员正在检查告诉 T 细胞不要攻击身体自身组织的信号以及细胞失活背后的过程，目标是发现操纵该过程以将其关闭和打开的方法，他解释说。
除了预防或治疗自身免疫性疾病外，这些见解还可以反过来对抗癌性肿瘤，这些肿瘤通常被免疫系统视为无害的身体组织。“我们想欺骗免疫系统，让它认为它是外来组织，”Adler 说。
对于 Schumacher 来说，新的 T 细胞发现突显了人体本身的令人印象深刻之处。“最引人注目的是免疫系统效率之高，”他说。由于选择 T 细胞的速度如此恒定，Schumacher 和他的团队认为，人体确实在几天之内，始终如一地从百万个 T 细胞中找出与特定感染相匹配的 10 个 T 细胞。