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人體的血液循環中，負責輸送氧氣的紅血球細胞大約有3億個。最近科學家發現，它們可能同時還有著一些先前從未料想到的功能：偵測感染與受傷的跡象。近期發表在《科學轉譯醫學》（Science Translational Medicine）的研究發現，紅血球可以檢查到入侵微生物或受損組織產生的DNA，並且向免疫系統提出警告。

當紅血球成熟的時候，會失去所有DNA與胞器，因此傳統上會將紅血球描述為雙凹圓盤狀、充滿血紅素，主要功能為傳遞氧氣的細胞。不過隨著時間過去，科學家逐漸發現紅血球的更多機能，像是控制血液中一氧化氮（NO）的濃度。

而理論上，若以紅血球做為人體的防禦機制應該會很適合，不只是由於其龐大的數量，還包括它們可以在身體裡的各個器官與組織間暢行無阻。研究人員也發現有些脊椎動物，如魚類和鳥類會利用紅血球對抗病原體。但在人類和其他哺乳類身上，紅血球是否能扮演協助免疫的角色，仍缺乏可靠的證據。

在2018年的研究中，賓州大學（University of Pennsylvania）佩雷爾曼醫學院（Perelman School of Medicine）的研究團隊就發現了一個線索，研究人員確認了紅血球上有一種化學感測器TLR9（toll-like receptor 9），能夠辨認並且黏附DNA分子的胞嘧啶（cytosine, C）與鳥糞嘌呤（guanine, G）。由於受損的細胞會釋出DNA，而細菌和其他病原體的DNA也富含胞嘧啶、鳥糞嘌呤，因此它們都會刺激白血球的TLR9受器，引發強烈的白血球免疫反應。

而團隊近期的研究則表明，紅血球對於啟動免疫反應有一定的重要性。在最近的研究中，團隊追蹤了紅血球若在試管內遭遇到富含CpG的DNA，會出現什麼反應，發現少量的DNA似乎不太會影響細胞，但大量的DNA卻會使紅血球萎縮，代表它們對這些DNA出現了特定的反應。

因此研究人員提出假說，認為紅血球萎縮的反應，有助於提醒免疫系統「出現外來DNA或組織受損」的情況，也可能協助推動一些不受歡迎的免疫反應〔註〕。研究團隊還發現到，如果在小鼠體內注入受到CpG DNA 刺激的紅血球，會引發小鼠全身的炎症反應。在人類身上，這類炎症反應正是敗血症的特色，敗血症則可能因受傷或其他疾病而引發。

此外，紅血球作為免疫系統的哨兵角色，也可以協助解釋有些住院患者會出現的複雜情況。舉例來說，在臨床上非常多進到重症加護病房（intensive care unit, ICU）的病患，到了住院的第三天都會貧血。當血流進到脾臟的時候，免疫細胞中的巨噬細胞（macrophages）會吞噬老化與受損的紅血球細胞；而健康的細胞因為帶有標記，能使其不受吞噬。但在試管中，曾受CpGDNA刺激的紅血球，此類標記會消失，因此這些被刺激過的紅血球，就會遭到巨噬細胞吞噬。

（123RF）

團隊觀察了這種改變對小鼠的影響，當研究人員將紅血球輸入到動物體內，牠們脾臟中的巨噬細胞，吞噬了遭遇過高濃度 CpG DNA的紅血球，但未受過刺激的紅血球大部分未遭吞噬。研究人員還發現，同時罹患敗血症與貧血的患者，相較於僅罹患敗血症的患者，其紅血球帶有更多的DNA；而比較COVID-19的患者，也發現類似的狀況，同時患有貧血的COVID-19患者血液中含有更多的DNA，因此會造成紅血球細胞受到破壞。

研究人員認為，在大多數的時候，身體細胞會正常清理每天死亡的細胞，以及這些細胞漏出的潛在有害DNA。但當發生感染或是受傷的時候，這些DNA就會進到血液中，而紅血球則會與之結合，並且提醒巨噬細胞吞噬自己，藉此警告免疫系統並引起發炎反應。但是，如果巨噬細胞吞掉了太多的紅血球，便有可能造成貧血。

這項發現，有許多潛在利用的機會。舉例來說，如果能在於設法阻斷DNA黏附到紅血球的TLR9受器，或許將有機會阻斷患者容易貧血的情況。此外，如果能藉由偵測有黏附到DNA的紅血球，或許將能有嶄新的診斷感染工具。

〔註〕有些疾病本身會致病的原因，在於患者的免疫系統會過度反應，例如細胞激素風暴（cytokine storm），而這邊的例子裡可能還包括讓患者貧血的副作用。

新聞來源
Lam, L. M. et al., DNA binding to TLR9 expressed by red blood cells promotes innate immune activation and anemia. Science Translational Medicine, Vol.13(616), eabj1008,2021.