过敏性哮喘血清免疫学论文

2022-04-27

[摘要]目的探讨粉尘螨滴剂对稳定期轻、中度哮喘患者Th17/Treg平衡的影响。方法选择粉尘螨变应原皮试阳性的过敏性支气管哮喘患者60例作为观察对象,随机分为两组,对照组单纯吸入舒利迭,而治疗组在吸入舒利迭的基础上加舌下含服粉尘螨滴剂,观察治疗前后哮喘患者的症状、肺功能以及相关指标的变化,比较两组数据的差异。下面是小编精心推荐的《过敏性哮喘血清免疫学论文(精选3篇)》的文章,希望能够很好的帮助到大家,谢谢大家对小编的支持和鼓励。

过敏性哮喘血清免疫学论文 篇1:

BALB/c小鼠阴虚型过敏性哮喘模型的建立与评价

摘要:目的 建立BALB/c小鼠阴虚型过敏性哮喘模型并进行评价。方法 采用腹腔注射与皮下注射卵清白蛋白(OVA)致敏、雾化吸入OVA激发的方法复制过敏性哮喘BALB/c小鼠模型,激发后期合并灌胃甲状腺素复制阴虚型过敏性哮喘模型。在监测饮食、饮水及体质量的基础上,对支气管激发过程中哮喘行为学、肺功能及肺组织病理学等哮喘相关指标进行观测,同时对cAMP、cGMP及肺液清除功能等阴虚证相关指标进行考察。结果 阴虚哮喘模型组小鼠出现明显的哮喘症状,哮喘行为学综合评分明显升高,吸气峰流量、呼气峰流量、潮气量明显下降,呼吸频率增加,肺组织病理学可见明显的炎症反应;同时,阴虚哮喘模型组小鼠进食与饮水量明显增加,而体质量增长缓慢,肺组织湿重/干重比值下降,血清cAMP及cAMP/cGMP升高,cGMP下降,显示小鼠处于阴虚而阳相对亢盛的状态。结论 在OVA致敏、激发的基础上给予甲状腺素,可成功复制BALB/c小鼠阴虚型过敏性哮喘模型。

关键词:阴虚型过敏性哮喘;动物模型;BALB/c小鼠

DOI:10.3969/j.issn.1005-5304.2016.09.015

中圖分类号:R228;R259.622.5;R332 文献标识码:A

Establishment and Evaluation of BALB/c Mouse Model of Anaphylactic Asthma with Yin-deficiency Syndrome WANG Zhi-wang1,2, TUO Hai-yan1, REN Yuan1,2, LI Rong-ke1, LIU Xue-feng1, CHENG Xiao-li1 (1. Gansu University of Chinese Medicine, Lanzhou 730000, China; 2. Key Laboratory of Pharmacology and Toxicology for TCM of Gansu Province, Lanzhou 730000, China)

Key words: anaphylactic asthma with yin-deficiency syndrome; animal model; BALB/c mice

近年来,随着环境污染与过敏体质人群的增加,过敏性哮喘(以下简称“哮喘”)的发病率明显增加[1];另一方面,随着社会观念的变化,偏瘦体质的人(特

基金项目:国家自然科学基金(81460668);甘肃省自然科学基金(1310RJZA086)

别是女性)越来越多,导致阴虚质偏颇体质人群迅速增加[2]。本实验对阴虚型过敏性哮喘模型展开研究,为该动物模型的建立及其评价提供实验依据。

1 实验材料

1.1 动物

SPF级雌性BALB/c小鼠48只,6~8周龄,体质量16~20 g,兰州兽医研究所,动物许可证号62000600000082。饲养于甘肃中医药大学科研实验动物中心,实验动物实施使用号00000115。

1.2 药物、试剂与仪器

甲状腺片,山东中泰药业有限公司,批号14080303。卵清白蛋白(OVA)、氯化乙酰胆碱、组胺,Sigma公司;cAMP、cGMP ELISA测试盒,成都光海科技有限公司;氢氧化铝,天津市凯信化学工业有限公司。402AI型超声雾化器,江苏鱼跃医疗设备股份有限公司;鼻部暴露/全身暴露吸入染毒系统,CH Technologies;EMKA型动物肺功能检测系统,北京广源达科技发展有限公司;TGL-16G型高速冷冻离心机,上海安亭科学仪器厂;722型分光光度计,上海第三分析仪器厂;BI-2000型医学图像分析系统,成都泰盟科技有限公司。

2 实验方法

2.1 分组、造模与给药

实验小鼠按体质量分层随机分为正常组、阴虚模型组、哮喘模型组和阴虚哮喘模型组,每组12只。自由进食饮水,适应性饲养1周。

实验第1日开始致敏,即哮喘模型组、阴虚哮喘模型组小鼠每只腹腔注射配制的新鲜致敏液(OVA 100 μg+氢氧化铝3 mg生理盐水混悬液)0.2 mL,同时背部皮下注射等量致敏液,正常组与阴虚模型组以生理盐水代替致敏液;第8日同法再致敏1次。第15日开始激发,将小鼠置于暴露系统中,加入激发液(1%OVA),调节雾化速度至2 mL/min,使小鼠均匀吸入激发液20 min,隔日1次,连续28 d,正常组与阴虚模型组以生理盐水代替激发液[3-4]。第29日开始,阴虚模型组与阴虚哮喘模型组小鼠给予甲状腺片药液120 mg/kg(用0.5%黄原胶助悬)灌胃,正常组与哮喘模型组给予生理盐水20 mL/kg灌胃,1次/d,连续14 d[5]。

2.2 指标观察

2.2.1 一般状况 观测动物体质量、呼吸、饮食、饮水等。

2.2.2 支气管激发实验 实验第28、42日进行支气管激发实验。配制含0.2%组胺与2%乙酰胆碱的混合激发液,在暴露系统中按2 mL/min雾化,小鼠吸入120 s。从雾化吸入开始观察10 min内小鼠抓鼻、挠痒及哮喘发作症状等哮喘行为学指标并评分:无抓鼻或挠痒动作计0分,抓鼻或挠痒出现1~3次计1分,4~6次计2分,7次及以上计3分;小鼠无哮喘症状计0分,出现轻微哮喘症状计3分,出现呼吸急促、或呼吸频率明显加快或焦躁不安等哮喘症状计6分,出现严重呼吸困难如急促点头、腹式呼吸等哮喘症状计9分[6]。

2.2.3 肺功能检测 实验第42日,将小鼠置于肺功能检测系统中,启动系统,在时间与事件模式下测定小鼠肺功能。

2.2.4 离体指标测定 实验第43日,麻醉小鼠,摘眼球取血,分离血清,测定cAMP、cGMP水平。断颈处死,小鼠摘取肺脏,于固定位置取肺组织2份。第1份经固定、切片、HE染色,镜下观察肺组织病理学变化,对支气管壁炎性细胞浸润程度进行半定量分析[7-8];第2份准确称量湿重,充分干燥至衡重后称取干重,计算湿重/干重比值。

3 统计学方法

采用SPSS11.5统计软件进行分析。计量资料以—x±s表示,组间比较采用方差分析,等级资料采用Ridit分析,计数资料采用卡方检验。P<0.05表示差异有统计学意义。

4 结果

4.1 阴虚哮喘小鼠进食量、饮水量及体质量变化

正常组小鼠实验过程中饮食饮水无明显变化,体质量正常增长;与正常组比较,阴虚模型组和阴虚哮喘模型组小鼠第42日进食量、饮水量明显增加(P<0.05,P<0.01),但体质量增长缓慢,显示出多饮多食、代谢水平升高等阴虚证的症状;哮喘模型组小鼠饮水量明显增加(P<0.05);提示阴虚与哮喘均可使饮水量增加,哮喘模型小鼠饮水量增加的原因可能与哮喘咳嗽、咽干口燥而致饮水增加有关。结果见表1、表2。

4.2 阴虚哮喘小鼠血清cAMP、cGMP及其比值变化

与正常组比较,哮喘模型组、阴虚哮喘模型组吸入混合激发液后哮喘行为学综合评分显著升高,哮喘动物数明显增加(P<0.01),而阴虚模型组未出现明显异常。结果见表4。

阴虚哮喘小鼠肺通气变化

结合动物肺功能仪检测指标,本实验对哮喘小鼠吸气峰流量(PIF)、呼气峰流量(PEF)、潮气量(TV)与呼吸频率(F)等肺功能指标进行檢测。与正常组比较,哮喘模型组、阴虚哮喘模型组小鼠PIF、PEF、TV显著下降,而F显著升高(P<0.01)。结果见表5。

4.5 阴虚哮喘小鼠肺液清除功能变化

本实验在复制慢性哮喘模型过程中,哮喘模型组、阴虚哮喘模型组小鼠肺组织湿重/干重比值显著下降,与正常组比较差异有统计学意义(P<0.01),阴虚模型组小鼠肺组织湿重/干重比值有一定的下降趋势,但与正常组比较差异无统计学意义(P>0.05)。结果见表6。

4.6 阴虚哮喘小鼠肺组织病理学变化

正常组和阴虚模型组炎症反应不明显,哮喘模型组和阴虚哮喘模型组小鼠肺组织可见支气管上皮细胞肿胀、部分脱落,基底膜增生、变厚,支气管壁充血、肿胀并伴有大量炎性细胞浸润,见图1。小鼠支气管壁炎性细胞浸润程度结果显示,与正常组比较,哮喘模型组和阴虚哮喘模型组小鼠支气管壁炎性细胞浸润程度明显加重(P<0.01),见表7。

5 讨论

中医阴虚模型的复制方法比较多,但造模简单可控的当属甲状腺素法与糖皮质激素法[9],而糖皮质激素属于常用的治疗哮喘的药物,因此,在复制阴虚哮喘模型时,甲状腺素法是复制阴虚证较适宜的方法。目前,国内外复制哮喘模型最常用的方法为OVA法,即采用OVA通过致敏与激发两步来复制哮喘动物模型[10]。本实验基于文献及前期研究,采用腹腔注射与皮下注射OVA致敏2周、超声雾化吸入OVA激发4周复制哮喘模型,在此基础上采用甲状腺素灌胃复制阴虚哮喘小鼠模型。造模药物剂量选择方面,OVA采用最适宜的剂量,复制出典型的哮喘模型;但考虑到动物的承受能力,特别是阴虚哮喘小鼠体质量增长缓慢、死亡率明显上升等因素,甲状腺素剂量降为120 mg/kg。

中西医结合病证模型的评价方面,既要考虑基于病理学对疾病全过程认识的病,又要考虑基于症候群对疾病现阶段认识的证,同时要结合现代研究的最新成果[11]。三大营养物质与水液代谢是生命活动的基础,阴虚是指机体精血津液(物质)不足与阳(功能)相对亢盛的病理状态。本研究从小鼠的进食量与饮水量、体质量、肺液清除功能等方面评价阴虚证模型的物质代谢水平,从cAMP、cGMP及其平衡方面评价机体机能虚性亢奋的病理状态。本实验结果显示,阴虚哮喘小鼠进食量、饮水量明显增加,而体质量增长缓慢,提示模型小鼠基础代谢率明显上升,出现“多饮、多食、少肉”的典型阴虚症状;血清cAMP及cAMP/cGMP升高、cGMP下降表明机体处于阴虚而阳相对亢盛的状态;而肺组织湿重/干重比值下降显示肺脏处于精血津液不足的虚损状态。

药理学评价主要由药理作用与作用机制2个方面组成,而对动物模型的评价则更应侧重于药理作用,即对病证症状的影响。作为哮喘病,痰、咳、喘是临床最常见的症状,也是评价哮喘模型的最基础指标,但小鼠咳嗽声音太小而不易察觉,痰液难以量化,唯有哮喘引起的症状有明显特征而易于量化。哮喘可引发呼吸异常,如呼吸急促甚至呼吸伴有点头、腹式呼吸等,以及缺氧而引发的神经系统症状如焦躁不安、直立静坐或急促爬刨垫料等异常行为。采用OVA复制的哮喘属于过敏性哮喘,动物会出现鼻腔与皮肤发痒。因此,抓鼻、挠痒也属于易量化的指标。本研究对小鼠抓鼻、挠痒及哮喘发作症状等哮喘行为学指标进行评价,结果显示阴虚哮喘模型小鼠哮喘等行为学指标评分出现明显的变化。肺功能与肺组织病理学是反映肺脏功能与结构的最直接指标,本研究对肺功能指标PIF、PEF、TV与F进行考察,结果提示阴虚哮喘小鼠的肺功能明显下降;病理结果显示,阴虚哮喘小鼠肺组织出现一定的病理学变化,而支气管壁炎性细胞浸润程度明显加重。

综上,在OVA复制哮喘模型的基础上,采用甲状腺素复制阴虚哮喘BALB/c小鼠模型,该造模方法简便、观测指标变化明显且符合西医对病的诊断和中医对证候的认识特点,为研究阴虚哮喘的本质及平喘药物的作用机制提供了较为理想的动物模型。

参考文献:

[1] 陈小聪,吴红娟,李锦燕.温州儿童哮喘发作与空气污染及气象因子的相关性分析[J].中国儿童保健杂志,2015,23(1):11-14.

[2] 梁永林,高彩霞,李乾琦,等.应用中医体质量表对703名大学生体质分型的研究[J].时珍国医国药,2014,25(1):162-163.

[3] 杜军,郭宏伟,邓家刚.哮喘小鼠模型研究现状分析[J].中国免疫学杂志,2011,27(1):1209-1211.

[4] BOSNJAK B, TILP C, TOMSIC C, et al. Tiotropium bromide inhibits relapsing allergic asthma in BALB/c mice [J]. Pulm Pharmacol Ther, 2014,27(1):44-51.

[5] 贺玉伟,柴程芝,寇俊萍,等.甲状腺素诱导小鼠模型表观指征变化与阴虚火旺证的相关性研究[J].实验动物科学,2013,30(2):1-6,10.

[6] 王志旺,孙少伯,王永辉,等.当归挥发油对哮喘大鼠的平喘作用及其对IL-4、IFN-γ的影响[J].免疫学杂志,2013,29(5):391-394.

[7] 刘仁慧,王秀娟,许利平,等.培本方對哮喘模型大鼠的药效学研究[J].中成药,2010,32(5):741-746.

[8] 王力宁,李志峰,陈平兰,等.六味地黄颗粒对哮喘大鼠血清NO及肺组织NOS水平影响的研究[J].广西中医药,2011,34(1):47-52.

[9] 王萍,王喜军.肾阴虚证动物模型研究概况[J].中医药信息,2013, 30(4):123-125.

[10] 马子风,尹磊淼,冉君,等.小鼠过敏性哮喘模型制备的特点分析[J].东南大学学报(医学版),2014,33(5):650-655.

[11] 袁福宁,陈四清,李晓冰,等.制备体质-病-证三位一体动物模型的构想[J].中华中医药杂志,2012,27(7):1735-1737.

作者:王志旺 妥海燕 任远 李荣科 刘雪枫 程小丽

过敏性哮喘血清免疫学论文 篇2:

粉尘螨滴剂对稳定期轻、中度哮喘患者Th17/Treg平衡的影响研究

[摘要] 目的 探讨粉尘螨滴剂对稳定期轻、中度哮喘患者Th17/Treg平衡的影响。 方法 选择粉尘螨变应原皮试阳性的过敏性支气管哮喘患者60例作为观察对象,随机分为两组,对照组单纯吸入舒利迭,而治疗组在吸入舒利迭的基础上加舌下含服粉尘螨滴剂,观察治疗前后哮喘患者的症状、肺功能以及相关指标的变化,比较两组数据的差异。 结果 治疗组在改善哮喘患者症状及改善FVC、FEV1%、PEF%方面均优于对照组(P < 0.05);另外,两组均能增加外周血中CD4+CD25+Foxp3+调节性T细胞占CD4+T细胞的比例,降低Th17细胞占CD4+T细胞的比例,均能降低血清中IL-17的水平,提高血清中IL-10,但治疗组更优(P < 0.05)。 结论 粉尘螨滴剂是治疗过敏性哮喘安全、有效的舌下特异性免疫治疗药物,能纠正哮喘患者Th17/Treg的失衡。

[关键词] 粉尘螨滴剂;哮喘;Th17;Treg

支气管哮喘是世界范围内严重危害人类健康的常见疾病,给世界各国带来了严重的经济负担。哮喘的防治日益成为全球关注的主要健康问题,加强防治工作日益重要。随着新的CD4+T亚群即调节性T细胞(regulatory T cells,Treg)和Th17细胞亚群的发现,Treg和Th17的功能及其在哮喘发病过程中的作用成为近年来研究的热点。Th17是一类与Th1细胞和Th2细胞不同的独立T细胞亚群,其分泌的IL-17A是强大的促炎细胞因子。因此,IL-17在感染或损伤早期可有效介导促炎症反应。有研究表明哮喘患者的痰和BALF中IL-17A的表达均增加[1,2]。而Treg细胞是具有免疫调节功能的T细胞亚群,其主要通过分泌细胞因子IL-10、TGF-β和细胞间直接接触介导免疫抑制。研究发现,过敏性疾病患者体内IL-10水平和Treg的数目下降[3]。Th17/Treg平衡对维持免疫内环境的稳定起重要作用,失衡可引起全身或局部免疫应答异常,导致自身免疫性疾病、持续感染、肿瘤等疾病,而Treg细胞或Th17细胞在免疫应答中是否占主导地位取决于周围环境中IL-6含量[4,5]。

粉尘螨是支气管哮喘最常见的发病因素及诱发因素之一。粉尘螨滴剂是粉尘螨代谢培养基生理盐水浸出液,是免疫调节剂,在国内外已长期应用,其安全有效性已得到肯定。但对在哮喘发病过程中同样起重要作用的Th17、Treg及其平衡是否有影响以及如何影响还未见相关报道。因此,本课题对此进行研究。粉尘螨滴剂是国内首家上市的变应原制剂,本研究以粉尘螨变应原皮试阳性的稳定期轻、中度过敏性哮喘为研究对象,旨在探讨舌下特异性免疫治疗对哮喘患者Th17/Trge平衡的影响[6,7]。现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取我院收治的稳定期轻、中度哮喘患者60例,男女各30例,年龄18~60岁,均符合中华医学会呼吸病学分会制订的支气管哮喘诊断标准,并且曾有接触屋尘引起哮喘发作的病史,经皮肤变应原测定均为粉尘螨、屋尘螨,阳性(++)以上,4周内未使用过全身性糖皮质激素(口服、静脉给药等),1周内未吸入糖皮质激素治疗。两组患者的性别、年龄、哮喘病程构成比及肺功能检查无明显差异(P > 0.05),具有可比性。

1.2 方法

60例患者随机分成两组,对照组单纯吸入舒利迭,吸入舒利迭(50 μg/250 μg),每天两次,吸入完后漱口。而治疗组在吸入舒利迭的基础上加舌下含服粉尘螨滴剂(商品名为:畅迪),每日1次,第1周用1号(总蛋白浓度为1 μg/mL),第2周用2号(总蛋白浓度为10 μg/mL),第3周用3号(总蛋白浓度为100 μg/mL)。1、2、3号每周7 d的剂量依次为1、2、3、4、6、8、10滴。第4、5周用4号(总蛋白浓度为333 μg/mL),每次3滴。第6周至25周用5号(总蛋白浓度为1 000 μg/mL),每次2滴。治疗过程中常规备1支万托林(沙丁胺醇气雾剂),必要时吸入,不全身使用糖皮质激素。使用流式细胞仪检测治疗前后外周血中CD4+CD25+Foxp3+调节性T细胞及Th17细胞占CD4+T细胞的比例以及应用ELISA法检测人血清细胞因子IL-17和IL-10的水平在治疗前后的变化。

1.3 观察指标

治疗前后检测患者肺功能的变化,分别记录FVC、FEV1%、PEF%等指标的改变情况;比较前后外周血中CD4+ CD25+ Foxp3+调节性T细胞及Th17细胞占CD4+T细胞的比例、血清中Th17及Treg相关细胞因子IL-17和IL-10的水平变化。另外,治疗前后使用哮喘控制问卷(ACQ)评估哮喘控制水平。其中,得分<0.75分为完全控制;>1.5分为未控制;0.75~1.5分为良好控制,以完全控制与良好控制人数计算总控制率。

1.4 统计学分析

采用SPSS13.0统计软件分析,其中计量数据以(x±s)表示,采用t检验,以P < 0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 哮喘患者症状改善情况

治疗组的FEV1%、PEF(L/min)较对照组有更明显的提高,两组相比差异有统计学意义(P < 0.05)。见表1。

2.2 哮喘患者指标改变情况

两组患者相关指标变化相似,但治疗组优于对照组,两组相比差异有统计学意义(P < 0.05)。见表2。

2.3 哮喘患者的总控制情况

治疗组哮喘患者的总控制率明显比对照组高,差异有统计学意义(P < 0.05)。见表3。

3 讨论

支气管哮喘是由变应原引起的由多种细胞和细胞组分参与的慢性炎症。目前普遍认为哮喘的免疫学发病机制是Th1细胞和Th2细胞反应之间的失衡,Th2反应亢进[8]。但随着研究的深入,Th1/Th2失衡理论不能解释很多实验现象[1]。随着新的CD4+T亚群即调节性T细胞(Treg)和Th17细胞亚群的发现,Treg和Th17的功能及其在哮喘发病过程中的作用成为近年来研究的热点。

Th17是独立T细胞亚群,因其分泌白细胞介(IL)-17而得名,Th17细胞主要分泌IL-17A、IL-17F、IL-6等炎性因子。Th17细胞分泌的IL-17是强大的促炎细胞因子,可诱导其他炎症因子(如IL-6、TNF)、趋化因子9(如MCP-1、MIP-2)和基质金属蛋白酶的表达,引起炎症细胞浸润和组织损伤。因此,IL-17在感染或损伤早期可有效介导促炎症反应。有研究表明哮喘患者的痰和BALF中IL-17A的表达均增加[2]。

1995年Sakaguchi等[3]首次证实机体内存在一种具有免疫调节功能的新型CD4+T细胞亚群——CD4+CD25+T调节细胞(Treg)。Treg细胞是具有免疫调节功能的T细胞亚群,在维持机体免疫自稳和诱导免疫耐受中发挥重要作用。Treg主要通过分泌细胞因子IL-10、TGF-β和细胞间直接接触介导免疫抑制,Foxp3是调控Treg的标志性转录因子。IL-10是具有抗炎作用的细胞因子,可抑制促炎细胞因子的合成,亦可抑制嗜酸粒细胞、嗜碱粒细胞及肥大细胞的致炎作用。研究发现,过敏性疾病患者体内IL-10水平和Treg的数目下降[4]。

Treg细胞与Th17细胞的分化和功能相互抑制,Th17/Treg平衡对维持免疫内环境的稳定起重要作用,失衡可引起全身或局部免疫应答异常,导致自身免疫性疾病、持续感染、肿瘤等疾病,众多因素可影响两者数量或功能的平衡[5]。

粉尘螨是支气管哮喘最常见的发病因素及诱发因素之一。粉尘螨滴剂是粉尘螨代谢培养基生理盐水浸出液,是免疫调节剂,在2001年被WHO正式推荐为可替代传统注射方式的特异性免疫治疗方法,可用于粉尘螨过敏引起的过敏性鼻炎、过敏性哮喘的脱敏治疗,是过敏原特异性免疫治疗,在国内外已长期应用,其安全有效性已得到肯定[9]。研究表明,其可纠正过敏性鼻炎和哮喘的Th1/Th2失衡[10]。而本研究表明,粉尘螨滴剂联合舒利迭在改善哮喘患者症状及改善FVC、FEV1%、PEF%方面均优于对照组;另外,两组均能增加外周血中CD4+CD25+Foxp3+调节性T细胞占CD4+T细胞的比例,降低Th17细胞占CD4+T细胞的比例,均能降低血清中IL-17的水平,提高血清中IL-10,但联合治疗组效果更明显。该实验结果也进一步证明,舌下含服粉尘螨滴剂治疗过敏性哮喘疗效较传统方法要好,并且在本研究中未出现粉尘螨滴剂的严重毒副作用。另外,由于使用方法简便,便于患者坚持长期不间断的治疗,从而可以较好地控制或减少哮喘的发作,在临床上具有较大的应用前景,值得在临床上推广使用。

[参考文献]

[1] Leonardi-Bee J,Pritchard D,Britton J. Asthma and current intestinal parasite infection: systematic review and meta-analysis[J]. Am J Respir Crit Care Med, 2006,174(5):514-523.

[2] Annunziato F,Cosmi L,Santarlasci V,et al. Phenotypic and functional features of human Th17 Cells[J]. J Exp Med,2007,204(5):1849-1861.

[3] Sakaguchi S. Naturally arising Foxp3-expressing CD25+CD4+regulatory T cells in immunological tolerance to self and non-self[J]. Nat Immunol,2005,699(4):345.

[4] Ochs HD,Oukka M,Torgerson TR. Th17 cells and regulatory T cells in primary immuno-deficiency diseases[J]. J Allergy Clin Immunol,2009,123(8):977-983.

[5] Mucida D,Park Y,Kim G,et al. Reciprocal Th17 and regulatory T cell differentiation mediated by retinoic acid[J]. Science,2007,317(2):256-260.

[6] 罗爱武,马恒颢,许曼春,等. 舌下含服粉尘螨滴剂治疗儿童难治性哮喘28例[J]. 广东医学,2010,(22):123-127.

[7] 曹兰芳,陆权,顾洪亮,等. 舌下含服粉尘螨滴剂治疗儿童过敏性哮喘和变应性鼻炎的临床评价[J]. 中华儿科杂志,2007,(10):88-92.

[8] Duramad P,Harley K,Lipsett M,et al. Early environmental exposures and intracellular Th1/Th2 cytokine profiles in 24-month-old children living in an agricultural area[J]. Environ Health Perspect,2006,114(12):1916-1922.

[9] Cao LF,Lu Q,Gu HL,et al. Clinical evaluation for sublingual immunotherapy of allergic asthma and atopic rhinitis with Dermatophagoides Farinae Drops[J]. Zhonghua Er Ke Za Zhi,2007,45(10):736-741.

[10] 张娴. 舌下特异性免疫治疗对过敏性哮喘患儿Th1/Th2细胞因子平衡的调控[J]. 儿科药学杂志,2008,14(1):28-30.

(收稿日期:2013-01-11)

作者:温泳涛等

过敏性哮喘血清免疫学论文 篇3:

IL-31在肺部过敏性疾病中的作用

IL-31是Dillon等人在2004年从活化的T细胞中发现的一种四螺旋体结构的新型细胞因子,主要由Th2细胞分泌产生,属于IL-6细胞因子家族。IL-31信号转导通过结合IL-31RA和OSMR组成异源二聚体复合物受体完成。近年来,随着分子生物的发展和免疫学研究的深入,IL-31及其受体在特应性皮炎、秃头症、瘙痒症、哮喘、自身免疫性疾病等多种疾病中发挥重要作用,本文对IL-31及其受体在肺部过敏性疾病的研究进展做一综述。

1 IL-31及其受体结构特征和生物学功能

IL-31属于IL-6/gp130型细胞因子家族,此家族成员还包括IL-6、IL-27、IL-11、白血病抑制因子(LIF)、睫状神经营养因子(CNTF)、制瘤素M(OSM)、心肌营养蛋白1和2(CT-1 and CT-2)、心肌营养蛋白类似因子(CLC)[1] 。IL-6型细胞因子信号通路主要通过I型细胞因子受体发挥作用,其结构胞外域是保守的半胱氨酸残基和保守的WSxWS模体形成的细胞因子结构域(CBD),半胱氨酸形成二硫化物与CBD稳定的三级结构结合,WSxWS模体稳固CBD结构有助于形成结合裂隙,此外,此类细胞因子含有一个单跨膜结构域和无内在酶活性的胞内域。

IL-6型细胞因子家族受体复合物根据其作用的受体复合物可分成不同的亚型,但其受体复合物至少含有一个gp130。而IL-31的受体是由IL-31受体α(IL-31RA)和OSMR组成的异源二聚体复合物,不含gp130,故IL-31的受体在IL-6型细胞因子家族受体中具有独一无二的组成结构。之前的研究认为IL-31受体α是GLM-R(gp130样单核细胞受体)或GPL(gp130样受体),认为IL-31RA与gp130具有相似之处。IL-31RA基因位于人染色体5q11.2,与编码gp130的基因IL6ST只相聚24kb,且两者基因同属于头对头结构,与IL-31RA编码区约28%同源,与粒细胞集落刺激因子受体(GCSF-R)有较低同源性。此研究证实IL-31RA取代了gp130在IL-31受体复合物中的位置,且IL-31RA和gp130可能是同一基因复制的产物[2]。

IL-31RA的胞外域由5个Ⅲ型纤连蛋白(FN Ⅲ)类似域组成。前两个Ⅲ型纤连蛋白与四个保守半胱氨酸和WSxWS模体形成CBD,这种结构与此家族其他受体的结构性守恒,但结构同源性并不代表他们的主要氨基酸序列一致,IL-31RA是一种典型的I型细胞因子受体。胞内域具有丰富的脯氨酸模体(box1模体),能调节JAK激酶家族,对信号通路传播至关重要。此外,人和小鼠的IL-31RA还含有三个保守的酪氨酸残基(Y652、Y683、Y721)[3]。这些酪氨酸残基磷酸化后促进下游信号分子蛋白间相互作用,对上游信号具有反馈抑制作用。羧基端的Y721与受体相连需STAT3,而Y652可活化STAT5。三个酪氨酸残基都可激活STAT1。OSMR胞外域由6个FN Ⅲ类似结构域和Ig类似结构域组成。第二和第三个FN Ⅲ类似结构域与Ig类似结构域结合形成CBD。胞内域通过JAK1和JAK2的box1和box2结合,聚集JAKs使酪氨酸残基磷酸化,接着STAT3和STAT5与磷酸化部位结合而被JAKs磷酸化[4]。除此之外,OSMR也可结合PI3K激活PI3K/AKT信号通路。综合上述研究结果表明,IL-31RA和OSMR组成的异源二聚体受体复合物可结合JAK1和JAK2,激活STATs、MAPKs和PI3K/AKT信号通路。一些文献报道如:IL-31在人支气管上皮细胞激活ERK、JNK、p38 MAPK信号通路[5],在结直肠癌癌细胞和肺上皮细胞激活STAT1、STAT3、ERK1/2和AKT信号通路[6],在表皮角化细胞活化STAT3信号通路[7]。而IL-31RA只能激活STAT磷酸化,PI3K和MAPK通路的激活只能通过OSMR。是否所有活化的细胞的信号通路都表达IL-31受体或之前的研究结果还隐含组织特异性的不同,还有待通过系统性研究IL-31受体复合物的信号作用来阐明。

2 IL-31及其受体的来源和表达的组织

IL-31最早发现于Ba/F3细胞株(小鼠原B细胞),此细胞稳定表达IL-31RA和OSMR。IL-31能在培养的Ba/F3-IL-31RA/OSMR细胞中增殖但不能在IL-31RA和其他gp130家族受体共培养的细胞中表达。研究IL-31及其受体的生物学功能,证实很多细胞和组织都IL-31及其受体的表达。最初一些研究表明IL-31主要由活化的CD4+T细胞合成,活化的CD8+T细胞也能少量合成。Th2细胞能表达IL-31mRNA,睾丸、骨髓、骨骼肌、肾、结肠、胸腺、小肠和气管低表达IL-31[1]。最近研究发现肥大细胞也是IL-31的来源之一[8][9]。此外还有研究证实T细胞、单核细胞、巨噬细胞、不成熟和尤其是成熟的单核细胞来源的树突状细胞受紫外线照射和过氧化氢作用后能产生IL-31。正常人表皮角化细胞和真皮纤维母细胞用过氧化氢刺激后IL-31mRNA的表达增强[10]。

OSMR的表达在人的组织和器官中无处不在,而IL-31RAmRNA表达在特定的组织包括气管 、胸腺、骨骼肌、胎盘、外周血淋巴细胞、骨髓、睾丸、甲状腺、皮肤组织和脑组织[1],这些组织是否同样表达IL-31RA蛋白及亚型尚不清楚。此外,一些细胞株和原代细胞也被证实有IL-31RAmRNA的表达,包括有原代角质细胞、肺和前列腺上皮细胞、单核细胞核和树突状细胞,还有不同类型的肿瘤细胞株如骨肉瘤、黑色素瘤和髓单核细胞白血病。此外,嗜酸性粒细胞[11]、结肠上皮下成纤维细胞[12]、还有几种来源于回肠和结肠组织的细胞[6]都表达IL-31RA。小鼠IL-31RA表达于背根神经节的一类小神经细胞和三叉神经的小型感觉神经元细胞,而其他神经细胞不表达此受体。IL-31RA和OSMR在神经元细胞的表达部位相同,人的背根神经节细胞同样也存在IL-31RA的表达[13]。这些研究结果表明相当多组织和细胞都可能潜在存在IL-31的表达。

3 IL-31及其受体与肺部过敏性疾病

IL-31RA可在肺部細胞广泛表达,包括原代Ⅱ型肺泡上皮细胞、原代支气管上皮细胞、肺泡巨噬细胞及A549细胞株均表达IL-31RA,并通过活化STAT3(信号转导与转录激活因子3)与IL-31作用,此外在A549细胞株中IL-31及其受体还可诱导ERK(细胞外信号调节激酶 )、JNK(氨基末端激酶 )、AKT(蛋白激酶)的磷酸化。IL-31的刺激可通过改变细胞周期调控因子的表达有效抑制肺上皮细胞增殖。从支气管上皮细胞中分离的HBE(人支气管上皮细胞)和A549细胞株表达IL31RA[6]。IL-31有广泛的表达谱,其在肺上皮细胞受体提供了一种假设:即IL-31可能参与了气道炎症性疾病,包括过敏性支气管哮喘。

过敏性哮喘是一种慢性炎症性疾病,Th2细胞因子增多为特征,血清IgE水平升高。支气管周围可见免疫细胞浸润,特征是嗜酸性粒细胞增多。是以可逆性支气管阻塞,粘液分泌增多和气道高反应性为特点的气道炎症性疾病。在生理条件下Th1/Th2动态平衡,目前研究认为Th亚群功能失衡即Th1/Th2失衡是过敏性哮喘的重要免疫发病机制,表现为Th1细胞因子IFN-γ、IL-12水平低而Th2细胞因子IL-4、IL-5、IL-13分泌增多。Th2细胞因子调节体液免疫应答、IgE的分泌和气道嗜酸性粒细胞浸润,进一步诱导组胺和白三烯的分泌。Th1细胞因子调节细胞免疫反应、对Th2免疫应答和IgE的合成产生拮抗作用,抑制哮喘的发展。所以哮喘的治疗策略之一是活化Th1细胞同时抑制Th2型免疫应答,恢复Th1/Th2比例平衡[14]。有研究表明阴地蕨(ST)主要作用于Th2细胞可改善哮喘疾病的病情,高浓度ST可将Th1/Th2比例恢复至正常水平[15]。

过敏原可直接刺激诱导产生IL-31,PBMC体外培养检测mRNA的表达尚不能确定哪种细胞可产生IL-31,之前有研究证实主要过敏原特异性记忆T细胞分泌产生和活化IL-31。哮喘和花粉热患者的肺上皮细胞是接触空气过敏原和过敏原诱导的炎症反应的重要部位,免疫组化法检测正常人支气管上皮细胞(NHBE)中存在IL-31RA的表达,此外在支气管细胞系BEAS-2B细胞中也有IL-31RA的表达。用高浓度的IL-31作用NHBEs未发现在过敏性炎症患者中常见的基因表达,如趋化因子、细胞因子和生长因子的明显变化。然而IL-4、IL-31、IL-13联合作用于上皮细胞可见IL-8和CCL2基因表达明显升高,IL-8和CCL2能有效促进炎症反应,在过敏性哮喘患者中高表达。研究证据显示IL-31作为一种细胞因子对Th2细胞因子具有重要作用,能促进G-CSF诱导的中性粒细胞浸润为主的炎症反应。支气管哮喘病人与非哮喘病人和健康人相比,PBMC的IL-31血清水平和mRNA表达显著升高[16]。皮肤和肺自身免疫的关键细胞:肥大细胞和嗜酸细胞分别表达IL-31和IL-31RA,也表明IL-31与机体自身免疫系统对抗过敏原和病原体过程有直接关系[17]。这些发现进一步证实IL-31在支气管哮喘中发挥作用,IL-31可能成为过敏性疾病和哮喘治疗的目标,它具有组织特异性而且避免了多效性和系统性的活化因子中和反应的副作用,IL-31在Th2细胞因子介导的炎症如过敏性皮炎、过敏性哮喘和炎症性肠疾病患者中具有重要作用[18]。

4 展望

IL-31及其受体初步研究可能与肺部过敏性疾病如哮喘的发病机制和治疗有关,但这些疾病的发病机制和治疗尚不完善,还需进一步实验和系统性研究。IL-31及其受体的生物学功能和信号通路研究虽然已经有很多研究结果,但其结构的多样性和研究的深入是否与更多的临床疾病相关,能否成为一些疾病的治疗靶点尚不清楚。

参考文献:

[1] Dillon SR,Sprecher C,Hammond A,et al.Interleukin 31,a cytokine produced by activated T cells,induces dermatitis in mice[J].Nat Immunol,2004,5:752–760.

[2] Cornelissen C,Lüscher-Firzlaff J,Baron JM,et al. Signaling by IL-31 and functional consequences[J].Eur J Cell Biol,2012.91(6-7):552-566

[3] Lee CH, Hong CH, Yu WT,Mechanistic correlations between two itch biomarkers, cytokine interleukin-31 and neuropeptide β-endorphin, via STAT3/calcium axis in atopic dermatitis[J].Br J Dermatol,2012,167(4):794-803.

[4] Hintzen C,Evers C,Lippok BE,et al.Box 2 region of the oncostatin M receptor determines specificity for recruitment of Janus kinases and STAT5 activation[J].J Biol Chem,2008,283:19465–19477.

[5] Ip WK,Wong CK.,Li ML,et al.Interleukin-31 induces cytokine and chemokine production from human bronchial epithelial cells through activation of mitogen activated protein kinase signalling pathways:implications for the allergic response[J]. Immunology,2007,122:532–541.

[6] Jawa RS,Chattopadhyay S,Tracy E,et al.Regulated expression of the IL-31 receptor in bronchial and alveolar epithelial cells,pulmonary fibroblasts,and pulmonary macrophages[J].J Interferon Cytokine Res,2008,28:207-219.

[7] Kasraie S,Niebuhr M,Baumert K,et al.Functional effects of interleukin 31 in human primary keratinocytes[J].Allergy,2011,66:845-852.

[8] Ishii T,Wang J,Zhang W,et al.Pivotal role of mast cells in pruritogenesis in patients with myeloproliferative disorders[J].Blood,2009,113, 5942.

[9] Niyonsaba F,Ushio H,Hara M,et al.Antimicrobial peptides human beta-defensins and cathelicidin LL-37 induce the secretion of a prurito-genic cytokine IL-31 by human mast cells[J].J Immunol,2010,184:3526-3534.

[10] Cornelissen C,Brans R,Czaja K,et al.Ultra-violet B(UVB) radiation and reactive oxygen species(ROS) modulate IL-31 expression in T lymphocytes, monocytes and dendritic cells[J].Brit J Dermatol,2011,165(5):966-75.

[11] Cheung P,Wong C,Ho A,et al.Activation of human eosinophils and epidermal keratinocytes by Th2 cytokine IL-31:implication for the immunopathogenesis of atopic dermatitis[J].Int Immunol,2010,22:453-467.

[12] Yagi Y,Andoh A,Nishida A,et al.Interleukin-31 stimulates production of inflammatory mediators from human colonic subepithelial myofibroblasts[J].Int J Mol Med,2007,19:941-946.

[13] Sonkoly E,Muller A,Lauerma A,et al.IL-31:a new link between T cells and pruritus in atopic skin inflammation[J].J Allergy Clin Immunol,2006,117:411-417.

作者:岳欢 黄俊琼

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