★ 楊小軍 白高波 金桂林 楊軍平 彭國華(.江西中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院 南昌 330006;2.南昌市疾病預(yù)防控制中心 南昌 330038)
哮喘發(fā)病機(jī)制復(fù)雜[1],近年來的研究表明過敏性哮喘發(fā)病率的不斷攀升與當(dāng)?shù)馗腥拘约膊“l(fā)病率的下降存在密切關(guān)系,兩者呈正相關(guān)[2-6]。如近年報道:全世界范圍哮喘分布表現(xiàn)為發(fā)達(dá)國家高于發(fā)展中國家,城市高于農(nóng)村。根據(jù)疾病預(yù)防與控制中心的數(shù)據(jù),美國近500 萬兒童被確診患有哮喘病。盡管采取了積極的研究和預(yù)防措施,在1980~1993 年間,美國兒童與哮喘病相關(guān)的死亡率仍上升了78%,而在我國北京市1990~2000 年l0年間兒童哮喘患病率也從0.78%上升到2.06%,增加了1.6 倍。對此有人認(rèn)為哮喘發(fā)病率的增加可能是因為發(fā)達(dá)地區(qū)兒童與病原菌接觸的機(jī)率減少,使Thl/Th2 免疫反應(yīng)失衡并偏向于有利于哮喘發(fā)作的Th2 型反應(yīng)所致,但對此平衡理論爭論頗多。眾所周知,過敏性疾病和蠕蟲感染都是以IgE 水平增高,嗜酸性粒細(xì)胞浸潤為特征的Th2 型反應(yīng)為特征[2,7]。不同的是,對于前者Th2 反應(yīng)是人體異常的免疫調(diào)節(jié)反應(yīng),對于后者它卻是機(jī)體對抗蠕蟲感染中的一種重要保護(hù)機(jī),當(dāng)蠕蟲入侵人體時,Th2 型細(xì)胞通過產(chǎn)生IL-4 和IL-5 誘導(dǎo)體液免疫應(yīng)答,產(chǎn)生多種高水平的抗體,來抑制蠕蟲感染[7-8]。然而,大量流行病學(xué)調(diào)查資料顯示,在蠕蟲感染高發(fā)區(qū),遺傳性過敏癥和哮喘等過敏性疾病的發(fā)病率較低[9],也就是說盡管蠕蟲及過敏原皆可誘發(fā)Th2 反應(yīng),而前者卻對后者有抑制作用。
1.1 蛔蟲卵的收集與制備
1.1.1 采集 對蛔蟲感染者驅(qū)蟲治療(均知情同意),選用噻嘧啶 10 mg/kg 劑量,一次頓服,從服藥后的患者糞便中收集蛔蟲成蟲。
1.1.2 培養(yǎng) 自雌性蛔蟲成蟲子宮遠(yuǎn)端分離蟲卵,保存于 0.1N 硫酸中,調(diào)整蟲卵濃度大約為25 個/μL避光培養(yǎng),每周搖動2~3 次,25 ℃左右避光培養(yǎng)3周左右,至在顯微鏡下觀察90%以上的蟲卵發(fā)育為感染期蟲卵[10]。
1.1.3 蛔蟲卵劑量的確定 將發(fā)育為感染期的蛔蟲卵,經(jīng)過兩輪多次反復(fù)抽樣后調(diào)定到2000 個/mL,吸取0.5 mL 預(yù)先分裝于EP 管中,置5~10℃冰箱冷藏備用。
1.2 動物分組與模型建立
1.2.1 實驗動物與分組 SPF 級別C57BL/6 近交小鼠(購自上海斯萊克實驗動物中心)60 只,體重18~20g,雌雄兼用。60 只小鼠隨機(jī)分為4 組,每組15 只(A 組:蛔蟲感染組;B 組:過敏性哮喘組;C組:蛔蟲感染合并過敏性哮喘組;D 組:正常對照組)。
1.2.2 動物飼養(yǎng)條件 小鼠在潔凈室內(nèi)飼養(yǎng),使用購入的真空消毒包裝飼料,飲用煮沸消毒開水,鼠籠墊料經(jīng)高壓滅菌消毒,以防其他病原體交叉感染。墊料每隔3~4 天更換以保持小鼠干燥生活環(huán)境。
1.2.3 建立感染蛔蟲小鼠模型[11]小鼠感染前均饑餓12 h,可進(jìn)水。次日早上進(jìn)行灌胃感染。感染劑量均為每只小鼠1000 個卵/(0.5 mL,只)。感染后,將小鼠按A、C 組分籠飼養(yǎng)。
1.2.4 建立過敏性哮喘小鼠模型 模型組分別于第1 天、第8 天用新鮮配制的OVA(Grade V)1mg+氫氧化鋁200mg+生理鹽水1mL 混懸液在小鼠兩腹股溝、腹、前足跖,共4 點做皮下注射,每點0.2mL、同時腹腔注射0.2 mL。正常對照組以生理鹽水代替OVA 致敏。于實驗第15 天,將小鼠置于20 cm×20 cm×15 cm 大小的密閉容器中,由PARI BOY 高頻霧化器(CE,Germany)提供霧化動力,以1% OVA(Grade II)進(jìn)行霧化吸入激發(fā),每次霧化30min,連續(xù)6d。正常對照組以生理鹽水代替OVA 激發(fā)。
1.2.5 建立蛔蟲感染合并過敏性哮喘小鼠模型 將感染蛔蟲的C 組小鼠按1.2.4 步驟造模。
1.3 外周血嗜酸性粒細(xì)胞直接計數(shù)(EOS) 造模21 天后(通過預(yù)實驗此時免疫反應(yīng)最強(qiáng)烈)對蛔蟲感染組、過敏性哮喘組、蛔蟲感染合并過敏性哮喘組以及正常對照組的小鼠,以10%異戊巴比妥鈉腹腔麻醉(0.1 mL/kg),75%乙醇浸泡3min 消毒皮膚,取仰臥位固定于手術(shù)臺上,打開胸腔,無菌心臟采血1.5 mL,其中0.5 mL 注入EDTA-K2 抗凝管中用于全自動血細(xì)胞分析儀(深圳邁瑞公司生產(chǎn)的6800)計數(shù)嗜酸性粒細(xì)胞;其余血液注入不加抗凝劑的干凈EP 管中,離心分離出血清后放冰箱冷藏備用。
1.4 血清總IgE 測定 取備用血清0.2 mL,在日立生化儀((HITACHI 7180)上檢測血清中總IgE 的濃度。
1.5 血清中IL-4、IL-10、TNF-α、INF-Υ 水平測定 采用ELISA 試劑盒測定各組小鼠血清中IL-4、IL-10、TNF-α、INF-Υ 的濃度。
1.6 T 淋巴細(xì)胞免疫分型測定 用流式分析儀(Beckman Coulter Cytomics FC500)檢測外周血中CD3、CD4、CD8 淋巴細(xì)胞絕對數(shù)及CD4/CD8 比值。
1.7 統(tǒng)計學(xué)方法 對組間數(shù)據(jù)用SPSS17.0 軟件進(jìn)行t檢驗。
2.1 外周血嗜酸性粒細(xì)胞直接計數(shù)(EOS)和總IgE 的測定 蛔蟲感染組、過敏性哮喘組、蛔蟲感染合并過敏性哮喘組和正常對照組的每只小鼠經(jīng)心臟穿刺取血后,分別測定全血的EOS 及血清的總IgE 濃度。結(jié)果見表1。
表1 各組小鼠嗜酸性粒細(xì)胞計數(shù)(EOS)和總IgE結(jié)果比較(,n=15)
表1 各組小鼠嗜酸性粒細(xì)胞計數(shù)(EOS)和總IgE結(jié)果比較(,n=15)
注:與正常對照組相比較,*P<0.05;與正常對照組相比較,**P<0.01。
從表1 的結(jié)果中可以看出,各組實驗動物EOS比較,蛔蟲感染組、過敏性哮喘組明顯高于正常對照組(P<0.01),蛔蟲感染合并過敏性哮喘組高于正常對照組(P<0.05),過敏性哮喘組高于蛔蟲感染組,但差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05);蛔蟲感染組和過敏性哮喘組均高于蛔蟲感染合并過敏性哮喘組(P<0.05);各組實驗動物總IgE 比較,蛔蟲感染組、過敏性哮喘組明顯高于正常對照組(P<0.01),蛔蟲感染合并過敏性哮喘組高于正常對照組(P<0.05),過敏性哮喘組高于蛔蟲感染組,但差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05);蛔蟲感染組和過敏性哮喘組均高于蛔蟲感染合并過敏性哮喘組(P<0.05)。
2.2 血清中細(xì)胞因子的表達(dá) 蛔蟲感染組、過敏性哮喘組、蛔蟲感染合并過敏性哮喘組和正常對照組的每只小鼠經(jīng)心臟穿刺取血后,測定血清中細(xì)胞因子的表達(dá)。結(jié)果見表2。
表2 各組小鼠血清細(xì)胞因子水平比較(,n=15) pg/ml
表2 各組小鼠血清細(xì)胞因子水平比較(,n=15) pg/ml
注:*與正常對照組相比較P<0.05;**與正常對照組相比較P<0.01。
由表2 結(jié)果可以看出,各組實驗動物IL-4、IL-10、TNF-α 比較,蛔蟲感染組、過敏性哮喘組明顯高于正常對照組(P<0.01),蛔蟲感染合并過敏性哮喘組高于正常對照組(P<0.05),過敏性哮喘組高于蛔蟲感染組,但差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05);蛔蟲感染組和過敏性哮喘組均高于蛔蟲感染合并過敏性哮喘組(P<0.05);各組實驗動物INF-Υ 比較,蛔蟲感染組、過敏性哮喘組、蛔蟲感染合并過敏性哮喘組均高于正常對照組,但差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05);蛔蟲感染組和過敏性哮喘組均高于蛔蟲感染合并過敏性哮喘組,但差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。
2.3 T 淋巴細(xì)胞免疫分型測定 蛔蟲感染組、過敏性哮喘組、蛔蟲感染合并過敏性哮喘組和正常對照組的每只小鼠經(jīng)心臟穿刺取血后,計數(shù)全血中的T淋巴細(xì)胞絕對數(shù)。結(jié)果見表3。
表3 各組小鼠全血CD細(xì)胞絕對計數(shù)結(jié)果比較(,n=15)
表3 各組小鼠全血CD細(xì)胞絕對計數(shù)結(jié)果比較(,n=15)
注:*與正常對照組相比較P<0.05;**與正常對照組相比較P<0.01。
由表3 結(jié)果可以看出,各組實驗動物CD3、CD4、CD8 比較,蛔蟲感染組、過敏性哮喘組明顯高于正常對照組(P<0.01),蛔蟲感染合并過敏性哮喘組高于正常對照組,但差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05);蛔蟲感染組和過敏性哮喘組均高于蛔蟲感染合并過敏性哮喘組(P<0.05);各組實驗動物CD4/CD8 比較,蛔蟲感染組、過敏性哮喘組均高于正常對照組(P<0.05)、蛔蟲感染合并過敏性哮喘組高于正常對照組,但差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。
Araujo 等[12]研究顯示,有寄生蟲感染的患者血清總IgE 和寄生蟲特異性IgE 水平高于未感染者,而未感染者的變應(yīng)原特異性IgE 水平高于前者,變應(yīng)原皮膚試驗陽性率也高于感染者,提示寄生蟲特異性IgE 可能對變應(yīng)原特異性IgE 有抑制作用。本研究結(jié)果顯示,蛔蟲感染合并過敏性哮喘組血清總IgE 高于正常對照組,但低于蛔蟲感染組和過敏性哮喘組,可能與蛔蟲分泌的特異性抗體對過敏性哮喘產(chǎn)生的抑制作用有關(guān)。
過敏性哮喘總的來說存在Th 細(xì)胞功能失衡,Th2 細(xì)胞活化亢進(jìn)的現(xiàn)象[13]。已有的研究表明,細(xì)胞因子、抗原、抗原遞呈細(xì)胞(APC)、共刺激信號以及一些基因調(diào)控因子均為Thl/Th2 極化提供了重要信號[14]。本研究中各組實驗動物IL-4、IL-10、TNF-α 比較,蛔蟲感染組、過敏性哮喘組明顯高于正常對照組(P<0.01),蛔蟲感染合并過敏性哮喘組高于正常對照組(P<0.05),但低于蛔蟲感染組和過敏性哮喘組,與Shirai 等[15]的研究結(jié)果相一致。
本研究結(jié)果顯示,蛔蟲感染組、過敏性哮喘組CD3、CD4 均明顯高于蛔蟲感染合并過敏性哮喘組和正常對照組,CD8 比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義,提示寄生蟲感染和過敏性疾病可刺激T 淋巴細(xì)胞分泌細(xì)胞因子,使機(jī)體的免疫功能亢進(jìn)。而蛔蟲感染合并過敏性哮喘可能使機(jī)體的免疫功能受到抑制,本研究的CD4/CD8 結(jié)果也符合這一推斷。
通常認(rèn)為,蠕蟲感染可造成宿主明顯的慢性免疫改變,一般是使Thl/Th2 極化向著強(qiáng)化Th2 的狀態(tài)偏移,并伴隨有高嗜酸細(xì)胞血癥、高血清IgE 以及Th2類細(xì)胞因子如IL-4、IL-5和IL-10的表達(dá)[16]?;紫x可能主要是通過免疫耐受和免疫剌激實現(xiàn)對過敏反應(yīng)的抑制作用。雖然多數(shù)研究支持寄生蟲感染對哮喘的抑制作用,但蠕蟲種類繁多,各蟲種間差異較大,抗原表位復(fù)雜,即使是同一蟲種的不同階段引起的免疫應(yīng)答也不盡相同,多種因素可以影響其對過敏反應(yīng)的結(jié)果,比如蛔蟲感染組的各項指標(biāo)會不會與其被感染的天數(shù)有關(guān)?這些有待于今后的實驗去進(jìn)一步證實。