在海拔3000米以上的稀薄空气中，登山者与疲劳、寒冷和高原反应作斗争，但如果损伤持续时间超过远征本身呢？
爱丁堡大学研究团队发现，即使短暂的低氧暴露也能在骨髓层面重编程关键免疫细胞。研究表明，缺氧会在免疫系统中留下"记忆"，导致下山后数月内细菌防御能力持续减弱。
登山、缺氧与免疫认知空白
高海拔登山使人体处于氧气供应减少和生理压力增大的环境中，引发人们对免疫系统适应能力的疑问。
在氧气水平显著降低的高海拔地区，登山者常出现头痛、体能下降和高原反应，但关于其对免疫防御的长期影响知之甚少。已有研究显示短期缺氧会改变免疫细胞数量：例如，吸入相当于海拔4000米的低氧气体后，中性粒细胞计数上升而淋巴细胞下降。然而，当登山者返回海平面后，此类暴露是否会对免疫细胞产生持久影响仍不明确。对于登山者、向导或高海拔工作者等频繁接触高海拔环境的人群，这一知识空白可能代表隐藏的健康风险。
爱丁堡大学新研究旨在确定低氧暴露是否会在人体前线免疫细胞——中性粒细胞上留下持久印记。
"中性粒细胞是应对感染的关键首应细胞。没有它们，人体无法有效防御细菌，"爱丁堡大学呼吸医学教授兼主任、该研究通讯作者莎拉·沃尔姆斯利博士向《科技网络》表示。
研究团队旨在探究缺氧是否会产生超越暴露本身的"记忆效应"。
缺氧如何重编程中性粒细胞
沃尔姆斯利及其同事分析了两组人群的中性粒细胞：急性呼吸窘迫综合征（ARDS，一种严重缺氧疾病）康复者和暴露于高海拔缺氧环境的健康志愿者。他们观察了外周血中的成熟循环中性粒细胞及骨髓前体细胞——即生成新中性粒细胞的祖细胞。
"在因重症（ARDS）或高海拔暴露而接触低氧水平的个体中，骨髓会产生有缺陷的中性粒细胞，即使氧气回复正常，这些细胞对抗感染的能力仍较弱，"沃尔姆斯利解释道。
缺氧触发了中性粒细胞及其祖细胞中的组蛋白剪切分子过程。组蛋白是帮助包装DNA并控制基因活性的蛋白质。剪切作用移除了通常"开启"抗菌相关基因的化学标签。
结果，中性粒细胞在基因表达和行为上表现出持续性变化，本质上削弱了其启动抗菌防御的能力。
相同的表观遗传修饰也出现在骨髓祖细胞中——这意味着恢复后生成的新中性粒细胞可能已携带缺氧的"记忆"。
在高海拔志愿者中，数月后分离的中性粒细胞吞噬细菌速度更慢，释放的抗感染酶也更少。
"这些免疫反应在氧气回复正常后至少持续6至9个月，"沃尔姆斯利补充道。
"骨髓祖细胞的变化提供了机制解释：即使缺氧暴露已消除，这种行为异常仍能长期延续，"她指出。
在动物模型中，卡介苗（BCG）接种部分逆转了中性粒细胞缺陷。
登山与免疫风险
该研究首次证明缺氧能对免疫防御产生长期重编程。高海拔攀登除即时身体风险外，可能还隐含免疫成本。
"对于原本健康的人群，仅中性粒细胞反应缺陷可能不足以显著增加感染风险，因为人体有其他代偿性防御机制。但若遭遇感染，暴露高海拔一周后，中性粒细胞杀灭细菌的效果会大打折扣，"沃尔姆斯利表示。
"我们的研究表明，从高海拔返回后，其免疫韧性会减弱数月，"她强调，"中性粒细胞行为受既往暴露塑造，我们正研究这种效应是否具有累积性。"
然而，该研究存在局限：基于实验室环境且志愿者群体较小，发现仍需在大规模高海拔暴露人群队列中验证。目前尚不清楚健康高海拔登山者（无严重疾病）的免疫脆弱性持续时间及强度。
研究团队也在探索可逆性问题："在动物模型中，我们观察到卡介苗接种带来部分恢复，表明某些损伤反应可被逆转。这为治疗功能失调的中性粒细胞炎症、改善感染反应开辟了新途径，"沃尔姆斯利说。
未来研究需明确分阶段攀登或定制适应方案能否最小化免疫重编程。
对登山者而言，风险不仅存在于山中，更可能潜伏在下山后的数月间。
参考文献： Sanchez-Garcia MA, Sadiku P, Ortmann BM, 等. 缺氧诱导中性粒细胞祖细胞组蛋白剪切及H3K4me3丢失导致中性粒细胞免疫长期损伤. Nat Immunol. 2025. doi: 10.1038/s41590-025-02301-9
受访者简介：
莎拉·沃尔姆斯利博士是爱丁堡大学呼吸医学教授、NHS Lothian荣誉顾问医师，同时担任爱丁堡临床学术培训计划的研究院长兼主任。她于1997年毕业于爱丁堡大学医学院，并在剑桥大学获得医学研究理事会培训奖学金，于2004年取得博士学位。其呼吸医学专科培训在谢菲尔德完成，期间持有惠康基金会中级研究员职位，后作为惠康高级临床研究员加入爱丁堡大学。沃尔姆斯利曾经历两次产假，现任职于爱丁堡再生与修复研究所的炎症研究中心，研究重点是局部氧和营养供应如何重编程急慢性炎症性肺病中的中性粒细胞行为。
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