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终年流鼻涕或是空气污染惹的事儿

来源:科技日报 作者:姜靖 2017-05-09 12:27:20

  五月到了,春暖花开,如果你就此认为春天总是一个充满生机和活力的季节那就错了。别忘了,最近还有一个特别流行的词——五月病。比如季节过敏性鼻炎。每年只有在特定的季节才会发作,是由花、草、树木等引起。

  虽然此前有研究指出空气污染和鼻及鼻窦组织的慢性炎症有关,但关于两者之间的因果联系一直缺乏生物学和分子学证据。如今,美国约翰霍普金斯大学科研人员报告说,对于持续暴露在脏空气中的小鼠的实验表明了这种直接的生物效应。

  根据美国疾病控制与预防中心的数据,美国有超过2900万人,即超过12%的成年人被诊断患有慢性鼻窦炎。慢性鼻窦炎可能导致鼻子充血、疼痛、不透气和流鼻涕。许多研究已经报告了慢性鼻窦疾病的严重社会影响,包括抑郁、失去生产效率和长期疲劳。

  为了弄清楚污染会如何直接影响上呼吸道的生物机能,美国约翰霍普金斯大学医学院耳鼻喉科——头颈外科副教授、医学博士Murray Ramanathan团队让38只8周大的雄性小鼠暴露在美国巴尔的摩的经过过滤的空气或者经过浓缩的空气,浓缩空气中的颗粒直径小于等于2.5微米,这就排除了诸如尘埃和花粉等多数过敏原。

  这些气溶胶化的颗粒经过了浓缩,其浓度比新德里、开罗和北京等类似规模城市的平均颗粒物浓度要低30%到60%。

  19只小鼠呼吸经过过滤的空气,另外19只小鼠每天呼吸6小时受污染的空气,这一过程持续了16周,每周5天。这组科研人员用水冲洗了这些小鼠的鼻和鼻窦,然后在显微镜下检查了冲洗出的液体中的炎症和其他细胞。

  与呼吸经过过滤的空气的小鼠相比,他们在呼吸被污染的空气的小鼠中看到了表明炎症的更多的白细胞,包括巨噬细胞、嗜中性粒细胞和嗜酸性粒细胞。例如,呼吸被污染空气的小鼠的巨噬细胞几乎是呼吸经过过滤的空气的小鼠的4倍。

  为了弄清楚这些被冲洗出鼻和鼻窦通道的细胞是否开启了一般化的炎症应答,科研人员比较了来自呼吸被污染空气的小鼠和呼吸经过过滤的空气的小鼠的免疫系统细胞所使用的特定基因。他们发现,在呼吸了被污染空气的小鼠的鼻液中,白细胞间介素1b、白细胞间介素13、抑瘤素M和嗜酸性粒细胞趋化因子1基因的信使RNA的浓度更高(这些信使RNA是制造蛋白质所需的DNA的蓝图)。所有这些蛋白质都被认为是炎症的直接生物标记物。

  科研人员测量了白细胞间介素1b、白细胞间介素13和嗜酸性粒细胞趋化因子1的蛋白质浓度,它们是被称为细胞因子的化学信使,能导致一场免疫应答。他们发现,与呼吸经过过滤的空气的小鼠相比,呼吸被污染空气的小鼠的这些参与炎症的细胞因子的浓度是前者的5到10倍。白细胞间介素1b是促进炎症的一种化学信使,而白细胞间介素13和嗜酸性粒细胞趋化因子1都是吸引嗜酸性粒细胞的化学信使。Ramanathan说吸引嗜酸性粒细胞的炎症出现在患哮喘的人们的肺里,长期暴露在空气污染中小鼠的鼻子也出现哮喘症状。

  接下来,科研人员在显微镜下研究了沿着鼻通道和鼻窦的细胞层,结果发现呼吸被污染空气的小鼠比呼吸过滤空气的小鼠的表面层即上皮细胞层厚30%到40%。Ramanathan说,更厚的上皮细胞层是人类和其它动物出现炎症的另一个体征。

  这组作者接下来使用了与紧密连接蛋白1以及上皮细胞钙粘蛋白结合的发光抗体,这些蛋白见于上皮细胞层的细胞之间,用于帮助把这些细胞连接在一起。他们报告说,与呼吸过滤后的空气的小鼠相比,呼吸被污染空气的小鼠的这两种蛋白都远远更少,而上皮细胞钙粘蛋白结合减少了80%。

  这组科研人员还说,他们发现了呼吸被污染空气的小鼠的血清白蛋白的浓度远远更高。

  “我们发现了许多证据表明呼吸脏空气直接导致了小鼠的鼻窦和鼻气道完整性的破坏,保持这个屏障的完整,是保护这些组织的细胞不受来自包括花粉或细菌在内的其他来源的刺激或感染的关键。”研究者表示。

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