红细胞是人体中数量最多的一类细胞，它们在体内循环，负责向全身输送必不可少的氧气。对于红细胞的功能，这可能是很多人从教科书中学到的最深印象。然而，科学家们最近首次发现，红细胞的工作任务比我们过去以为的更多，它们其实在免疫系统中还扮演着重要角色。
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一项发表在《科学-转化医学》上的新研究表明，红细胞除了携带氧气，还会带上其他细胞的DNA片段——比如来自细菌或寄生虫的DNA，直接向免疫系统报告，体内可能有严重疾病发生。
宾夕法尼亚大学佩雷曼医学院的研究人员在发现了红细胞的这种新功能后，终于解开了在临床治疗上遇到的一个谜题：为什么在重症监护病房，很多患者会出现贫血。
“很长一段时间来，我们不知道为什么因为脓毒血症、外伤、新冠肺炎、细菌感染或是寄生虫感染而病危的患者会发展出急性贫血。此次发现首次解释了发生急性炎症性贫血的一种机制。”研究作者Nilam Mangalmurti教授说。
在这项研究中，科学家们检查了大约50名脓毒血症患者和100名新冠肺炎患者的血液，发现这些患者的红细胞超过40%可在表面检测到一种叫做TLR9的蛋白。这种受体蛋白往往与炎症有关，可以激活免疫反应。
研究人员通过一系列体外实验观察到，通过表面的TLR9，红细胞可以结合富含CpG的DNA分子，包括那些来自细菌、疟原虫的DNA，以及细胞受损后释放的线粒体DNA。随着结合的DNA增多，红细胞的结构形态发生了显著的改变。而细胞膜的结构变化，导致TLR9与核酸结合的区域更多地暴露出来，从而可以结合更多的DNA分子。
▲扫描电镜下可以清楚地看到，表面结合DNA后的红细胞（右）形态出现改变（图片来源：参考资料[1]）
这些面目全非的红细胞就像哨兵，很快引起了免疫系统的警觉，导致被称为巨噬细胞的免疫细胞迅速赶来。研究人员将一些结合了CpG DNA的红细胞注入小鼠体内，几个小时后，这些红细胞就被动物体内的免疫细胞吞没。与此同时，动物体内干扰素信号通路增强，表明已触发了先天免疫。
在这种炎症情况下，随着这些携带DNA的红细胞纷纷被清除，也就不难理解为什么患者会发生相关的贫血问题了。研究人员检查了一些新冠感染后继发病毒性肺炎和脓毒血症的患者，发现红细胞上结合的线粒体DNA越多的患者，往往其贫血和疾病严重程度也越高。
“在我们的重症监护室，几乎所有危重患者都会出现贫血。通常发生这种情况时，标准的做法是给他们输血，但输血会伴随一系列问题，包括急性肺损伤，增加死亡风险。”Mangalmurti教授说，“现在，我们对贫血的机制有了更深入的理解，就可以去寻找无需输血治疗急性炎症性贫血的新疗法。比如，靶向阻断红细胞上的TLR9。”
除了为急性炎症性贫血的患者开发新的疗法外，关于红细胞的这一新发现还可能为诊断提供新思路，研究人员指出。例如，医生也许可以给肺炎患者检测一下红细胞，根据表面结合的DNA分子确定病原体的类型，从而更精准地使用抗生素治疗。
参考资料：
[1] L。 K。 METTHEW LAM et al。， （2021） DNAbinding to TLR9 expressed by red blood cells promotes innate immune activationand anemia。 SCIENCE TRANSLATIONAL MEDICINE• DOI：10.1126/scitranslmed.abj1008
[2] Study finds red blood cells play significantrole in immune system through discovery of DNA-binding capability。 RetrievedOct。 22， 2021 from https：//medicalxpress.com/news/2021-10-red-blood-cells-significant-role.html