炎热的一天可能看起来不像免疫系统需要应对的威胁。但随着气候变化带来更高的平均气温和更频繁的致命热浪，人体庞大的防御网络将开始感受到热量。 这种闷热的天气可能会影响免疫系统抵御微生物入侵者并保持身体健康的能力。
一个科学家团队最近在一项研究中阐明了短期热暴露如何影响人体防御网络，该研究于三月份在美国心脏协会在芝加哥举行的会议上发表。 研究人员在 2018 年和 2019 年夏季气温波动期间，从肯塔基州路易斯维尔市的 624 名个体中采集了一次性血液样本，并分析了各种免疫分子，这些分子可作为炎症和免疫反应的生物标志物。 抽血时的平均温度为宜人的 75 华氏度（24 摄氏度），大多数温度介于 69 至 80 华氏度（21 至 27 摄氏度）之间，但研究人员发现，在气温高于平均水平的日子里，研究参与者出现了一系列炎症变化，这表明即使是轻微的热量也导致免疫系统进入战斗模式并消耗宝贵的资源。 这些发现让研究人员开始考虑全球气温快速上升对免疫功能的长期影响。
新的研究发现，较高的温度似乎会唤醒通常在微生物入侵时才会被激活的免疫系统第一反应者。 这些哨兵包括称为细胞因子的信号蛋白和多种类型的白细胞，即称为自然杀伤 T 细胞的“第一道防线”和由称为单核细胞的细胞组成的清理小组。 这些细胞水平升高是炎症的迹象，炎症是免疫系统防御入侵者的一种方式。 如果长期持续，这种加重可能会对身体有害。
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研究团队还观察到人体适应性免疫反应的差异，这种反应是由像特种部队一样 действовать 针对特定入侵者的细胞产生的。 血液采集时气温较高的参与者 B 细胞数量较少，B 细胞是产生抗体的主力军，它们识别特定的病原体并记住它们以备未来感染。
考虑到路易斯维尔在研究期间没有经历任何主要的高温期，免疫变化令人震惊。 “我没想到会看到这么多细胞发生变化，这么多标记物发生变化，尤其是在这种温和的温度升高的情况下，”该研究的第一作者、路易斯维尔大学医学教授丹尼尔·W·里格斯说。
此后，该市在 2019 年秋季和去年夏天经历了酷热的热浪。 里格斯预计，当人们经历更极端的温度时，免疫波动会更大。
其他专家表示，现在断定生物分子的波动是良性的还是危险的还为时过早。 莎伦·埃文斯是罗斯威尔帕克综合癌症中心肿瘤学教授，她没有参与这项研究，她说：“我们不想过度解读”观察到的变化。 埃文斯称这项研究“非常令人兴奋”，它清楚地表明免疫系统中“正在发生一些事情”。
里格斯团队认为，如果经常被触发，在较高温度期间观察到的炎症迹象可能会损害人的健康。 单核细胞会导致动脉粥样硬化，即血管壁内斑块积聚。 随着时间的推移，这种积聚会导致心脏病发作或中风。
然而，热量对人体抵御病原体能力的影响尚不清楚。 该研究的研究人员表示，如果血液中巡逻的 B 细胞较少，人体可能会更容易受到感染。 埃文斯说，血液中 B 细胞计数较低可能意味着微小的战士已经聚集在其他地方，可能是在脾脏或淋巴结的防御位置，抗原或来自病原体的分子首先在那里聚集。 尽管在这种情况下血液样本可能表明 B 细胞较少，但身体已做好更好地应对病原体的准备。
埃文斯说，有时一些热量可能是有帮助的。 她和其他研究人员在之前对小鼠和细胞培养物的实验中表明，短期适度的热暴露实际上可以增强免疫防御能力，例如通过提高白细胞的流动性和免疫信号分子的血液浓度。 研究人员认为，身体会发烧，以便在感染期间为免疫系统提供战斗优势。
当然，长时间过多的热量，无论是来自发烧还是环境，都可能是有害的。 长期发烧会使心脏和肺部等内部器官紧张，可能导致癫痫发作，并且在代谢上代价高昂。 来自环境的长期热暴露会导致许多已知的健康问题，但埃文斯预测，当能量资源被转移到冷却身体而不是防御身体时，它最终也可能关闭免疫力。 2019 年的一项研究表明，在 97 华氏度的围栏中饲养一周以上的小鼠在感染流感病毒时免疫反应受损。 然而，这种热暴露是极端的，并不代表人类通常经历凉爽的夜晚和温暖的白天的真实世界条件。
埃文斯说，问题是新研究中反映的免疫反应是否类似于由轻度发烧或严重热浪引起的免疫反应。 “对免疫系统的影响将大不相同，”埃文斯说。 研究人员无法确定研究中的热暴露对于路易斯维尔居民来说是温和的还是有害的。 里格斯说，虽然所有血液采集都是在室外进行的，但研究人员没有追踪参与者之前的行踪。 参与者可能在手术前的大部分时间都在空调的舒适环境中度过，或者在室外完全暴露在恶劣天气下。 这两种情况都可能影响免疫系统，并淡化生物标志物相关性的强度。
尽管如此，该研究暗示了免疫系统中可能对气温升高最敏感的方面。 未参与该研究的华盛顿大学气候与健康研究员 克里斯蒂·埃比表示，这些发现提出了“有趣的问题”，例如身体对热量的反应有多强烈和多快。 为了找到答案，研究人员需要在温和的热浪条件下进行受控动物研究，并在几个月内通过天气的变化监测人们的血液特征。 这样的实验可以更有力地梳理出热量如何影响免疫系统各种参与者的细微之处，并帮助为那些最容易受到这些影响的人提供更好的护理。
某些人群可能比其他人更容易受到高温的影响，尤其是那些正在服药的人、老年人和自身免疫性疾病患者，他们更无法承受进一步推动过度劳累的防御系统。 埃比说，社会不公也可能加剧高温的有害影响——居住在城市热岛或缺乏空调基础设施的人们会更快地感受到高温。 一种解决方案是建立绿地，绿地已被证明可以降低热岛的温度并提供凉爽的阴影。 里格斯计划将研究结果作为基线，研究在路易斯维尔植树干预是否可以减轻热浪的危害。
随着地球在本世纪中叶加速走向全球变暖，比工业化前水平高出 2.7 华氏度（1.5 摄氏度），了解热量如何塑造免疫环境对于预防和治疗人类的热应激至关重要。 “我认为我们才刚刚开始了解更高的温度可能对热浪和患者产生什么影响，”埃文斯说。