Cell子刊:陆军军医大学研究团队揭示高原适应的“免疫-代谢密码”,固有免疫增强、适应性免疫抑制、全线能量代谢上调
免疫代谢重塑介导机体对长期高原暴露(LTHAE)的适应过程,但其背后的分子机制尚不明确。
2026年6月18日,陆军军医大学Hu Yan、阮艳、张俊磊共同通讯在
Cell Reports(IF=7.7)
在线发表题为
Remodeling of the immune-metabolic landscape triggered by long-term high-altitude exposure
的研究论文。本研究整合46名平原人群经历90天LTHAE后的单细胞转录组学与代谢组学数据,发现机体形成了“固有免疫激活、适应性免疫抑制”的适应调控模式。
中性粒细胞成熟进程与吞噬能力显著增强;适应性免疫则受到抑制,具体表现为B细胞功能、T细胞应答能力下降。代谢层面,LTHAE会引发全身类固醇代谢与氨基酸代谢发生系统性改变,且该变化与免疫重塑相关。此外,多组学联合分析显示,所有免疫细胞谱系均保守上调糖酵解-TCA-OXPHOS通路;低压缺氧小鼠模型造血组织的酶活性检测实验佐证了这一代谢适应性特征。
综上,该研究全面解析了长期高原暴露下免疫代谢全景的重塑特征,提示LTHAE后免疫状态与代谢状态间存在潜在的相互调控关系,为高原适应相关研究提供分子基础。

近年来,随着高原旅游、登山科考以及高原长期定居人群规模快速扩大,长期高原暴露(LTHAE,定义为在海拔≥1500米区域连续居住 1 个月以上)对人体健康的综合影响已成为公共卫生领域的重点研究课题。高原环境具有低压、低氧、强紫外线辐射等特征,其对人体健康的作用机制复杂且存在累积效应。
平原人群遭遇急性缺氧时会立刻产生适应性反应,但这类短暂生理反应通常在下撤至平原72 小时内消退。与之不同,LTHAE会诱发持续性病理生理适应改变,代偿机制长期持续激活可发展为不可逆损伤;流行病学数据显示,高原(HA)居民高原红细胞增多症患病率达5%~18%,同时高原肺动脉高压、脑水肿发病风险显著升高。
此外,长期高原暴露与全身健康衰退相关,可引发肾功能损伤、神经认知功能减退,严重降低人群生活质量与劳动能力。阐明LTHAE 诱发多器官损伤的病理生理、免疫及细胞生物学机制,可为高原相关疾病的早期预警与靶向干预提供重要理论依据。
机体面临极端温度、病原体入侵、辐射、缺氧等多种复杂环境应激时,会启动一系列生理适应机制以维持内环境稳态。免疫调控与代谢重编程作为两大核心调控网络,通过动态交互协同调控能量分配与免疫防御功能。高原环境特有的低压缺氧是典型全身性应激源,会造成血氧分压骤降、线粒体氧化磷酸化功能受损、活性氧(ROS)大量爆发。
该级联反应引发全身代谢紊乱与免疫失衡,加重氧化损伤、微血管功能障碍及组织纤维化,而上述病理改变正是高原肺水肿、脑水肿及多器官衰竭的核心病理特征。高原居住人群的代谢特征表明,提升糖酵解通路活性、降低氧化应激水平是机体适应缺氧的重要策略。
既往研究证实,急性高原暴露会造成外周免疫细胞亚群动态改变,并形成特征性代谢物谱。事实上,高原诱导的代谢重塑与免疫系统动态调控存在紧密关联:代谢重塑不仅为细胞供能,还可通过特定代谢中间产物调控免疫细胞亚群的分化与功能。但平原人群经LTHAE 后的免疫与代谢特征,尤其是单细胞层面的变化尚未被完整解析,二者之间的关联机制也未见明确阐释。

图形摘要(图源自
Cell Reports
)
本研究采用外周血单细胞转录组测序联合血浆代谢组学技术,系统分析平原人群长期高原暴露后的免疫细胞重塑与代谢特征。本研究旨在为深入理解高原适应过程中的免疫稳态调控提供理论支撑,挖掘高原相关疾病的干预分子靶点,为高原病精准防控策略的建立提供依据。
参考消息:10.1016/j.celrep.2026.117376
