关于冷暴露与免疫力,证据究竟说明了什么?
答案并非简单的“是”或“否”。寒冷暴露会引发一系列生理反应,其对免疫系统的影响在很大程度上取决于具体情境。在健康成年人中,连续9周在-90°C下进行全身冷冻疗法,可观察到可测量的免疫调节变化,包括淋巴细胞显著增加(占白细胞比例从25.6%升至29.3%),粒细胞减少(从63.5%降至58.7%),同时抗炎细胞因子IL-10显著上升(从33.5 pg/mL升至63.5 pg/mL)[1]。这表明免疫状态正向更受调控、炎症反应更低的方向转变。
类似地,一项针对健康成年人连续90天每日洗冷水澡的研究发现,其免疫球蛋白(抗体)以及细胞因子IL-2和IL-4水平显著升高,而这两种细胞因子对T细胞活性和抗体生成至关重要[10]。相比之下,热水澡组在60天和90天时IgM抗体水平显著下降[10]。这表明,规律性的短暂冷暴露可能有助于激活适应性免疫系统。
然而,对于急性或极端寒冷的情况则有所不同。在暴露于4°C的小鼠中,寒冷环境提高了血浆IgG水平,但降低了清除细菌的能力,这是免疫抑制的表现[4]。在鱼类中,冷应激抑制了关键免疫基因的表达,并降低了免疫相关转录因子的染色质可及性,从而削弱了抗菌防御能力[8]。这些发现表明,免疫系统对寒冷的反应并非总是积极的。
冷暴露对谁有益,又可能对谁构成风险?
冷暴露对免疫功能的好处,在未处于显著热应激状态下的健康个体中表现得最为明显。例如,定期洗冷水澡的健康成年人表现出增强的体液免疫和细胞介导免疫[10]。同样,接受冷适应训练(冷水浇淋)的学龄前儿童白细胞介素-6水平有所升高,但所有数值均保持在正常范围内,这表明这是一种无应激反应的适应性调节[7]。这意味着,对于总体健康的人群而言,可控的冷暴露可以成为安全刺激免疫活动的方式。
相比之下,对于患有哮喘等基础疾病的人群而言,接触寒冷可能带来问题。一项针对哮喘患者的研究发现,冷空气过度通气会触发Th1型主导的免疫反应,促炎细胞因子(TNFα、IL-2、IL-1β、IL-6)和IFN-γ水平升高,这与寒冷诱发的支气管痉挛有关[5]。这表明,对于呼吸系统疾病患者来说,寒冷暴露可能加剧炎症,而非增强免疫力。
此外,冷暴露的类型也很关键。在遭受热应激的蛋鸡中,提供冷水有助于恢复受抑制的免疫功能,包括增加B细胞和辅助性T细胞数量,并提高IL-2和IFN-γ水平[3]。这表明,当身体已处于热应激状态时,寒冷可能具有治疗作用,但当身体已处于冷应激状态时,情况可能并非如此。
寒冷暴露究竟如何影响免疫系统?
冷暴露通过多种途径影响免疫系统。其中一个关键机制涉及激活皮肤中的冷敏感离子通道,如TRPM8。在大鼠实验中,药物激活TRPM8(即薄荷醇或寒冷所触发的同一通道)可使脾脏中的抗原结合能力翻倍,并显著降低血液中的IgG水平[6]。这表明,仅皮肤冷却本身就能直接调节免疫反应,且这一过程与核心体温变化无关。
另一种机制是通过上调与细胞毒性相关的基因。在一项人体研究中,轻度寒冷暴露(约2.5小时)使编码帮助免疫细胞杀死受感染或癌变细胞的蛋白质的GNLY和PRF1的mRNA水平分别急性增加了35%和45%[2]。这表明,即使是轻微的寒冷也能使免疫系统做好准备,对病原体产生更强烈的反应。
冷暴露还会影响肿瘤微环境。在一项乳腺癌小鼠模型中,冷水游泳联合化疗增强了抗肿瘤免疫,使IL-2和IFN-γ水平升高,同时降低了促炎因子IL-6和TNF-α[9]。这表明寒冷有助于将免疫抑制的肿瘤环境转变为对治疗更敏感的状态。然而,同一研究也显示,仅进行冷暴露(不联合化疗)的小鼠无瘤率达到60%,而对照组为0%,提示寒冷具有直接的免疫增强作用[9]。
本文引用的文献
全身冷冻疗法在−90°C下持续9周:对健康成年人免疫功能、应激反应及免疫相关与血管血液参数的影响——一项探索性单臂预试验的结果
在健康成年人中,连续9周在-90°C下进行全身冷冻疗法,使淋巴细胞比例从25.6%升至29.3%,抗炎因子IL-10水平从33.5 pg/mL增至63.5 pg/mL。
冷暴露对荷兰南亚裔与荷兰欧裔男性循环免疫基因转录水平的影响
轻度寒冷暴露(2.5小时)可急性增加人血液中细胞毒性蛋白GNLY(+35%)和PRF1(+45%)的mRNA水平。
冷饮用水可增强热应激蛋鸡的细胞免疫与体液免疫
给热应激蛋鸡饮用冷水可恢复其免疫功能,增加B细胞、辅助性T细胞、IL-2和IFN-γ的水平。
丹参根提取物在缓解寒冷诱导的免疫抑制中的治疗潜力
小鼠在4°C低温暴露下,血浆IgG水平升高,但细菌清除能力下降,表明存在免疫抑制。
支气管哮喘患者急性冷暴露时气道反应中的Th1、Th2细胞因子
在哮喘患者中,冷空气过度通气触发了以Th1为主的免疫反应,伴随IFN-γ和促炎细胞因子水平升高,这与支气管痉挛相关。
激活皮肤离子通道TRPM8、TRPV1和TRPA1对免疫反应的影响,以及与冷热暴露效应的比较。
激活冷敏感皮肤离子通道TRPM8使大鼠脾脏中的抗原结合能力翻倍,并降低了血液中的IgG水平。
冷适应训练对学龄前儿童免疫与内分泌系统适应寒冷环境的影响
学龄前儿童在冷适应训练后,其白细胞介素-6水平在正常范围内升高,提示机体产生了适应性变化,未引发应激反应。
阐明低温条件下尼罗罗非鱼响应无乳链球菌感染的染色质驱动转录调控网络
低温胁迫抑制了尼罗罗非鱼免疫基因的表达(如ifrd2、isg15),并降低了Irf1等免疫相关转录因子的染色质可及性。
冷暴露增强多柔比星在4T1乳腺肿瘤小鼠模型中的抗肿瘤疗效,并抑制致癌信号传导。
在乳腺癌小鼠模型中,冷水游泳联合多柔比星治疗使IL-2和IFN-γ水平升高,IL-6和TNF-α水平降低,并实现了70%的无瘤率。
定期冷水淋浴可调节健康个体的体液免疫和细胞介导免疫。
健康成年人连续90天每日洗冷水澡,可显著提升免疫球蛋白、IL-2和IL-4水平,而洗热水澡则会降低IgM。
