林超萍 雷旭艷 唐雋 仇穎妍 王凱
變應性鼻炎(allergic rhinitis,AR)是最常見的慢性上呼吸道過敏性疾病之一,由于機體接觸變應原IgE 介導的鼻黏膜非感染性慢性炎性疾病,我國患病率為8%~21.4%,該疾病的大流行給患者和社會帶來了沉重的負擔,并影響其生活質量[1]。腺樣體為咽扁桃體,位于鼻咽頂后壁的淋巴組織,參與咽淋巴環(huán),是呼吸道的一道重要的免疫防御門戶,在嬰幼兒早期參與機體的免疫調節(jié)反應,一般10 歲以后開始逐漸退化萎縮,而腺樣體肥大(adenoid hypertrophy,AH)可堵塞鼻咽部,引起鼻竇炎、中耳炎、心肺功能改變等臨床癥狀,甚至影響兒童的額面部骨骼發(fā)育、性格形成和智力發(fā)育等[2]。研究表明AR 是AH 的主要原因[2-3],而缺氧狀態(tài)下AH是否能夠加重AR 免疫反應及機制尚不清楚。樹突狀細胞(dendritic cell,DC)是功能最強的抗原提呈細胞,在免疫應答中發(fā)揮著重要作用,可分為髓樣DC 和漿細胞樣DC 等不同特異性DC 亞群,參與維持氣道炎癥、調節(jié)T 細胞免疫應答和免疫耐受等作用,誘發(fā)氣道變應性炎癥反應和免疫反應,而白細胞介素-17 受體B(human interleukin-17 receptor B,IL-17RB)、白細胞介素-33(human interleukin-33,IL-33)及其受體(ST2)、胸腺基質淋巴細胞生成素(thymic stromal lymphopoietin,TSLP)的受體(TSLPR)的表達可反映DC 的功能[4-5]。目前已有研究表明低氧誘導因子-1α(hypoxia inducible factor-1,HIF-1α)可激活DC 功能而加重AR 的Th2 介導的免疫反應,Th2 細胞分泌白細胞介素-4(IL-4)、白細胞介素-5(IL-5)和白細胞介素-17(IL-17)等細胞因子,促進嗜酸性粒細胞反應和IgE 分泌,并產(chǎn)生抗炎作用,可誘導免疫反應[6-7]。因此,本研究擬分析AH 患兒及AH 合并AR 患兒HIF-1α 表達、DC 功能(IL-17RB、ST2 和TSLPR)、Th2 相關因子(IL-4、IL-5和IL-17)表達,并探討AH 合并AR 患兒HIF-1α與Th2 相關因子的相關性,為指導AR 的診斷及治療提供重要的基礎試驗證據(jù)。
1.1 一 般資料 選擇2018 年1 月-2020 年12 月佛山市第一人民醫(yī)院鼻科診治的100 例AH 患兒進行前瞻性研究。納入標準:(1)AH 患兒符合睡眠時出現(xiàn)響亮的鼾聲,伴有呼吸暫停、憋氣等癥狀,經(jīng)纖維鼻咽鏡檢測為AH,其中腺樣體/鼻腔比值>0.6;(2)AR 診斷符合2 項及以上臨床癥狀:鼻塞、清水樣涕、噴嚏、鼻癢癥等,且每天累計1 h 以上或癥狀持續(xù)性,皮膚點刺試驗陽性,血清IgE>0.35 kU/L。排除標準:(1)鼻腔狹窄、鼻中隔偏曲、藥物性鼻炎、感染性鼻炎;(2)患有免疫功能低下的疾病,如先天性免疫球蛋白缺陷等。根據(jù)是否伴有AR 將患兒分為AH 組40 例(單純性AH 患兒),AH 合并AR 組60 例(AH 合并AR 患兒),同期選擇對照組50 例(健康對照兒童)。所有AH 患兒均在全麻下進行腺樣體切除術,留取鼻腔黏膜腺樣體部分標本,抽取所有研究對象血液標本待用。對照組兒童在鼻內鏡下檢查時鉗取少許鼻咽淋巴組織標本。本研究通過本院醫(yī)學倫理委員會批準,所有研究對象家屬均簽署知情同意書。
1.2 方法
1.2.1 儀器與試劑 采用美國BD FACSAria Ⅲ流式細胞儀,全自動多功能酶標儀購自德國BMG 公司,HIF-1α 試劑盒購自美國R&D 公司(貨號:RDC3272);IL-4、IL-5 和IL-17 試劑盒購自美國R&D 公司,貨號分別為D4050、D5000B 和D1700。IL-17RB、ST2 和TSLPR 抗體購自美國R&D 公司貨號分別為AF1207、AF523 和FAB5461P。
1.2.2 酶聯(lián)免疫吸附試驗(ELISA)將鼻腔黏膜組織腺樣體標本切碎,勻漿后,稀釋離心取上清液,提取蛋白;血液標本離心后留取血清液待測量。采用ELISA 法檢測三組腺樣體組織勻漿后的上清標本和血清中HIF-1α 和Th2 相關因子(IL-4、IL-5 和IL-17)表達。
1.2.3 流式分析術 采用密度梯度離心法分離出外周血單核細胞(PBMCs),采用CD14 免疫磁珠篩選單核細胞,將其置于含有重組人單核細胞集落刺激因子和IL-4 的培養(yǎng)基中培養(yǎng),取細胞置于懸液中,PE 標記的IL-17RB、APC 標記的ST2 和Alexa Fluor 700 標記TSLPR 抗體孵育30 min,PBS 漂洗后加入相應二抗孵育,加入流式懸液,于流式細胞儀檢測髓系DC 中IL-17RB、ST2 和TSLPR 的表達水平。
1.3 統(tǒng)計學處理 采用SPSS 21.0 軟件進行統(tǒng)計學分析,計數(shù)資料采用()表示,多組間比較采用單因素方差分析,兩組間比較采用Bonferroni 法;采用Pearson 分析HIF-1α 與Th2 相關因子的相關性。P<0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。
2.1 AH 合并AR 組、AH 組和對照組一般資料比 較 AH 合并AR 組男35 例,女25 例;年齡5~9 歲,平均(7.48±1.37)歲。AH 組男20 例,女20 例,年齡6~9 歲,平均(7.27±1.53)歲。對照組男27 例,女23 例;年齡6~11 歲,平均(7.87±2.72)歲。三組一般資料比較,差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。
2.2 三組HIF-1α 表達水平比較 AH 合并AR 組、AH 組血液和鼻黏膜中的HIF-1α 水平均高于對照組,且AH 合 并AR 組均高 于AH 組(P<0.001),見表1。
表1 三組HIF-1α表達水平比較[pg/mL,()]
表1 三組HIF-1α表達水平比較[pg/mL,()]
*與對照組比較,P<0.05;#與AH 組比較,P<0.05。
2.3 三組IL-17RB、ST2 和TSLPR 比較 與對照組比較,AH 合并AR 組、AH 組DC 中IL-17RB、ST2和TSLPR 的表達均明顯升高,且AH 合并AR 組均高于AH 組(P<0.05),見表2。
表2 三組IL-17RB、ST2和TSLPR比較[%,()]
表2 三組IL-17RB、ST2和TSLPR比較[%,()]
*與對照組比較,P<0.05;#與AH 組比較,P<0.05。
2.4 三組Th2 相關因子比較 與對照組比較,AH 合并AR 組、AH 組血液和鼻黏膜Th2 相關因子(IL-4、IL-5 和IL-17)的表達均明顯升高,與AH 組比較,AH 合并AR 組均較高(P<0.001),見表3。
表3 三組Th2相關因子比較[pg/mL,()]
表3 三組Th2相關因子比較[pg/mL,()]
*與對照組比較,P<0.05;#與AH 組比較,P<0.05。
2.5 AH合并AR患兒HIF-1α 的表達水平與Th2 相關因子的相關性分析 血清和鼻黏膜的HIF-1α 與IL-4、IL-5 和IL-17 均呈正相關(P<0.05),見表4。
表4 AH合并AR患兒HIF-1α的表達水平與Th2相關因子的相關性分析
AR 是特應性個體接觸變應原后,由免疫球蛋白IgE 介導,多種免疫活性細胞參與的鼻黏膜非感染性慢性炎癥性疾病。AH 可阻塞呼吸道,表現(xiàn)為口呼吸、流鼻涕、打鼾、睡眠呼吸暫停和低鼻音等癥狀,手術切除是治療該病的重要方式。AH 和AR是兒童常見病和多發(fā)病,兩者可能同時存在,并可能引起相似的臨床癥狀[8-10]。研究表明AR 是AH增生的主要因素,而在缺氧狀態(tài)下AH 能否加重AR 的免疫反應尚缺乏充足的證據(jù)。闡明AH 缺氧狀態(tài)對DC 功能的影響及其在AR 發(fā)病中的變應性炎癥機制的作用,研究針對靶向DC 亞群細胞的治療新策略是具有重要意義的。
HIF-1α 是一種反映機體缺氧狀態(tài)的敏感性因子,在缺氧狀態(tài)下,HIF-1α 的表達升高[11-12]。另有研究探討AR 患兒存在細胞凋亡,其機制與Ras激活MAPK-HIF-1α 通路有關,但目前尚無系統(tǒng)性研究探討AH 合并AR 患兒的HIF-1α 與Th2 相關因子的相關性[13]。本研究發(fā)現(xiàn),與對照組比較,AH 組和AH 合并AR 組的HIF-1α 水平均明顯升高,且AH 合并AR 組升高更為明顯,表明AH 為慢性狀態(tài),可持續(xù)較長時間,常伴有部分或完全的鼻功能損害,導致口腔呼吸繞過鼻咽部有限的空氣通道,造成慢性間歇性缺氧,同時AH 伴隨AR 患兒缺氧更為明顯。
白細胞介素-25(IL-25)、IL-33 和TSLP 是Th2 免疫反應發(fā)展過程中上皮細胞和DC 之間聯(lián)系的基礎,通過激活DC 成熟分化,刺激Th2 細胞活化,從而增強Th2 免疫應答[5,14-15]。另外,既往研究提示AR 患者骨髓DC 表達較高水平的IL-17RB、ST2 和TSLPR,與其介導的嗜酸性粒細胞性炎癥反應有關[4-5],并與AR 疾病嚴重程度相關,與Th2 水平呈正相關[4],但上述研究尚未分析AH 患兒的缺氧指標變化及其合并AR 患者DC 功能指標變化。本研究發(fā)現(xiàn),與對照組比較,AH 患兒和AH 合并AR 患兒的IL-17RB、ST2 和TSLPR 水平明顯升高,且AH 合并AR 患兒升高更為明顯,表明AH 患兒或AH 合并AR 患兒觸發(fā)IL-17RB、ST2 和TSLPR信號通路從而激活DC 的功能在免疫應答中發(fā)揮著重要的作用。
Th2 免疫反應在AH 合并AR 患兒中發(fā)揮著重要作用,其可能通過釋放IL-4、IL-5 和IL-17 等細胞因子觸發(fā)免疫反應[16-18]。本研究中,與對照組比較,AH 組和AH 合并AR 組的IL-4、IL-5 和IL-17水平明顯升高,且AH 合并AR 組升高更為明顯;相關性分析提示,AH 合并AR 患兒HIF-1α 水平與IL-4、IL-5 和IL-17 均呈正相關。基于上述研究結果,筆者推測AH 患兒導致慢性缺氧癥狀,其鼻黏膜組織中HIF-1α 升高,誘發(fā)AR 的Th2 介導的免疫反應,主要機制是變應原刺激上皮細胞激活DC,釋放趨化因子,募集血管內單核細胞進入氣道上皮,從而分化為炎癥性DC,同時DC 可調節(jié)T細胞活化,向Th2 和Th17 分化,促進B 細胞分化及合成IgE,可產(chǎn)生Th2 細胞因子(IL-4、IL-5 和IL-17)和趨化因子,導致氣道嗜酸性粒細胞、肥大細胞和Th2 細胞浸潤。研究提示,AH 合并AR患兒的病理機制可能與優(yōu)勢組織嗜酸性粒細胞增多和Th2 介導的炎癥反應有關,但尚未探討其與DC 功能的相關性[19-20],而本研究考慮其可能機制為DC 介導T 細胞活化,為該病的機制研究提供了更為全面的證據(jù)。本研究為單中心小樣本量的研究,且本研究僅為AH 及AH 合并AR 患兒缺氧指標、免疫相關指標檢測及相關性分析,尚未進行功能性試驗驗證其具體機制,今后需進一步多中心、擴大樣本量的研究,且在相應的細胞模型進行功能性實驗。
綜上,AH 患兒和AH 合并AR 患兒,存在HIF-1α、IL-17RB、ST2、TSLPR、IL-4、IL-5 和IL-17 的升高,且AH 合并AR 患兒HIF-1α 水平與IL-4、IL-5 和IL-17 均呈正相關,提示AH 患兒存在缺氧狀態(tài),可能引起DC 功能激活,觸發(fā)Th2介導的免疫反應。在臨床上,對AH 患兒,應積極治療腺樣體的肥大和增生,改善其缺氧狀態(tài),從而減輕AR 的Th2 免疫應答反應,可達到改善AR 的過敏免疫反應。