美国安娜堡市密歇根大学（University of Michigan）的免疫学家/化学生物学家Gary Glick博士有一双儿女。在大约12年前，他发现儿子Jeremy成长迟缓，面色苍白，呈现出不少病态，并抱怨胃和其他地方疼痛。医生们花了大约3年才查出来Jeremy患有克罗恩病（Crohn's disease），这是一种由失调的免疫细胞引起的消化道炎症。

这个疾病给Jeremy的生活带来诸多不便，他要注射阿达木单抗（adalimumab，商品名Humira）来控制症状，并且在余生中都不能停药，一直要使用免疫抑制剂。

幸运的是，Glick博士自己就在开发这类药物，将来有可能对Jeremy的病情带来改善。Glick博士和其他越来越多的研究者都认为，类似克罗恩病这类由免疫细胞驱动的疾病，有望从新陈代谢的角度攻破。迄今，他已经花费了将近20年的时间，寻找能针对免疫细胞代谢适应症的药物。

在20世纪20年代，德国医生/化学家Otto Warburg博士首先认识到，免疫细胞具有独特的自我供能方式。细胞需要产生三磷酸腺苷（ATP）分子来作为生化活动的能量。它们可以通过糖酵解（glycolysis）来代谢葡萄糖，1个葡萄糖产生2个ATP分子。或者，细胞可以通过更复杂、更高效的氧化磷酸化（oxidative phosphorylation）过程来产能，1个葡萄糖产生约34个ATP分子，但这过程也需要其他生化反应来分解脂肪酸和谷氨酰胺等氨基酸。正常的身体细胞通常是依赖氧化磷酸化来满足其大部分能量需求，但是Warburg博士发现，癌细胞的一大特征是依靠糖酵解产能，这被称为“Warburg效应”。除了癌细胞之外，Warburg博士还注意到有一些健康的细胞也依赖于糖酵解途径产能，它们就是免疫细胞。

现在的进一步研究显示，当免疫细胞不与病原体作斗争时，会将代谢设在低水平，此时细胞主要通过氧化磷酸化过程产生ATP；但一旦有威胁出现，比如有流感病毒在肺部复制时，免疫系统就会激活细胞对抗入侵者，这些活化的免疫细胞会经历巨大的代谢变化。活化细胞不仅需要更多的能量，每天还可增殖几次，迅速产生数以百万计的后代。为了维持这种级别的变化，细胞还需要大量的原材料，比如DNA、蛋白质和脂质的前体。

激活的免疫细胞如何满足对能量和材料的巨大需求，取决于它是什么类型的细胞。起指挥作用的辅助T细胞符合“Warburg效应”，大量吸取葡萄糖并加速糖酵解，同时也提高氧化磷酸化的速度，并且消耗更多的谷氨酰胺；旨在杀死肿瘤细胞和感染病毒细胞的细胞毒性T细胞也采用类似的策略。与这两者不同的是，起免疫抑制作用的调节性T细胞继续从氧化磷酸化过程中获得大部分能量，即使在活化后，它们也会优先利用脂肪酸而非氨基酸和葡萄糖；记忆T细胞通常采用氧化磷酸化途径并消耗脂肪酸；效应T细胞则是重度葡萄糖使用者，利用糖酵解途径产能。这种差异也反映在它们的线粒体中，线粒体是为细胞产能的细胞器，也是氧化磷酸化反应的场所。记忆T细胞的线粒体完整，而效应T细胞的线粒体却不是如此。研究人员认为，破坏线粒体可能会使氧化磷酸化的代谢途径效率降低，并促进糖酵解。

这种依据情况而定的代谢适应性，能让免疫细胞更好地发挥保护作用，但有时候也会导致细胞功能障碍。例如在类风湿性关节炎（rheumatoid arthritis，RA）中，活化的T细胞会侵入关节并滞留其中，导致慢性组织炎症。这种行为反映了细胞新陈代谢的改变：与其他活化T细胞一样，涉及RA的T细胞也依赖于糖酵解产能。但它们调整了这一途径，减少了ATP生产，增加了支持其快速分裂所需的分子前体。结果导致T细胞缺乏控制其行为的关键信号分子活性氧物质（ROS）而失控，它们加速增殖，并专注生产促进炎症的种类。这些细胞也更擅长于通过狭窄的空间滑入关节。

既然炎症类疾病与免疫细胞的代谢失调有关，那么对其进行代谢调节能否治病呢？一些科学家认为谈论治疗尚不成熟，然而，近日发表在《科学》上的一项研究提供了更多的支持，即抑制免疫代谢可以治疗人类疾病。