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研究背景: 支气管哮喘是儿童时期最常见的慢性呼吸道疾病,发病机制复杂目前仍不完全清楚,其患病率在全球范围内呈逐年上升趋势。目前大多数学者认为,Th1/Th2的比例和功能失衡是引起哮喘等变应性疾病发病率明显上升的重要原因[1]。尽管任何个体接触致敏原后均有发生过敏症的可能,但研究[2,3]发现生命早期过敏体质的形成与否与多因素有关,如胎儿的特异性免疫和潜在的抗原暴露;母亲的特异性免疫和妊娠期生活习惯;免疫调节的卫生假说与小儿早期喂养的干预等等。然而,人体在生命早期对母体和外界即具有独立有效的免疫反应,因此变态反应性疾病的基础预防应从生命早期就应予以足够重视。 国内对哮喘的一级预防仍然处于起步探索阶段,近年来应用营养素来预防哮喘等变态性疾病可能是一种潜在的有效治疗方法,是目前研究的热点之一。1,25-(OH)2D3是维生素D在体内的活性形式,除具有调控钙、磷代谢和骨稳态等经典作用之外,还参与宿主防御,炎症,免疫调节和修复等一系列病理生理过程[4]。近年来大量流行病学资料显示,生命早期维生素D缺乏与后期哮喘的发病存在一定的关联。有研究[5,6]表明,母亲孕期维生素 D的摄入不足及脐血中1,25-(OH)2D3水平越低,日后小儿呼吸道感染及喘息性疾病的患病风险越高。由此可见,对于环境变应原如何影响新生儿T细胞分化和功能,同时维生素D对哮喘早期防治的具体机制及临床合理应用仍不完全清楚,因此,有关维生素D参与哮喘等变态反应性疾病发生发展机制的相关研究显得尤为必要。 研究目的: 本研究通过检测生命早期环境变应原卵清蛋白(OVA)、脂多糖(LPS)、β-乳球蛋白(β-LG)对脐血CD4+T细胞IL-13、IL-17表达的影响及1,25-(OH)2D3对其表达的作用,进一步探讨早期变应原致敏的可干预环节,对维生素D的临床合理应用及其对哮喘等变态反应性疾病的防治提供理论依据。 研究方法: 筛选2011年11月-2012年6月我院正常顺产的足月新生儿36例,根据不同的变应原刺激分为OVA组、LPS组、β-LG组,每组各12例;新生儿断脐后立即取胎盘端脐静脉血50ml,采用密度梯度离心法分离脐血单个核细胞(CBMC),磁珠分选CBMC中的CD4+T细胞,每组CD4+T细胞又同时予以下三种处理:自然状态即空白刺激,相应的变应原单独刺激,各变应原+1,25-(OH)2D3共刺激,培养72小时后采用双抗夹心酶联免疫吸附试验(ELISA)、Real Time-PCR技术分别检测培养上清液中IL-13、IL-17水平和CD4+T细胞中IL-13 mRNA、IL-17 mRNA表达情况。 研究结果: 1.卵清白蛋白(OVA)组 (1)细胞培养上清液中IL-13水平:OVA单独刺激后IL-13水平[(54.53±4.89) pg/ml]明显高于空白刺激[(37.90±6.28) pg/ml](P<0.01);加用1,25-(OH)2D3刺激其水平[(45.24±3.52)pg/ml]较OVA单独刺激降低(P<0.01),但均值仍高于空白刺激(P<0.01)。 (2)细胞培养上清液中IL-17水平:OVA单独刺激后IL-17水平[(22.92±2.22) pg/ml]明显高于空白刺激[(17.97±1.77) pg/ml](P<0.01);加用1,25-(OH)2D3刺激其水平[(19.99±1.84)pg/ml]较OVA单独刺激降低(P<0.01),但均值仍高于空白刺激(P<0.05)。 (3) CD4+T细胞中IL-13 mRNA表达:与空白刺激相比,OVA单独刺激后IL-13mRNA表达(6.41±0.20)明显增高(P<0.01);加用1,25-(OH)2D3刺激其表达(3.25±0.18)较OVA单独刺激降低(P<0.01),但均值仍高于空白刺激(P<0.01)。 (4) CD4+T细胞中IL-17 mRNA表达:与空白刺激相比,OVA单独刺激后IL-17mRNA表达(2.68±0.09)明显增高(P<0.01);加用1,25-(OH)2D3刺激其表达(1.79±0.06)较OVA单独刺激降低(P<0.01),但均值仍高于空白刺激(P<0.01)。 2.脂多糖(LPS)组 (1)细胞培养上清液中IL-13水平:LPS单独刺激后IL-13水平[(52.56±3.36) pg/ml]明显高于空白刺激[(41.02±3.85) pg/ml](P<0.01);加用1,25-(OH)2D3刺激其水平[(48.04±1.38)pg/ml]较LPS单独刺激降低(P<0.05),但均值仍高于空白刺激(P<0.01)。 (2)细胞培养上清液中IL-17水平:LPS单独刺激后IL-13水平[(24.49±2.50) pg/ml]明显高于空白刺激[(18.69±1.19) pg/ml](P<0.01);加用1,25-(OH)2D3刺激其水平[(21.65±1.46)pg/ml]较LPS单独刺激降低(P<0.01),但均值仍高于空白刺激(P<0.01)。 (3) CD4+T细胞中IL-13 mRNA表达:与空白刺激相比,LPS单独刺激后IL-13mRNA表达(9.07±0.38)表达明显增高(P<0.01);加用1,25-(OH)2D3刺激其表达(5.51±0.34)较LPS单独刺激降低(P<0.01),但均值仍高于空白刺激(P<0.01)。 (4) CD4+T细胞中 IL-17 mRNA表达:与空白刺激相比,LPS单独刺激IL-17mRNA表达(3.13±0.10)明显增高(P<0.01);加用1,25-(OH)2D3刺激(1.97±0.15)其表达较LPS单独刺激降低(P<0.01),但均值仍高于空白刺激(P<0.01)。 3.β-乳球蛋白(β-LG)组: (1)细胞培养上清液中IL-13水平:β-LG单独刺激后IL-13水平[(51.87±4.34) pg/ml]明显高于空白刺激[(41.41±2.81) pg/ml](P<0.01);加用1,25-(OH)2D3刺激其水平[(46.39±3.50) pg/ml]较β-LG单独刺激降低(P<0.01),但均值仍高于空白刺激(P<0.01)。 (2)细胞培养上清液中IL-17水平:β-LG单独刺激后IL-17水平[(18.49±2.67) pg/ml]明显高于空白刺激[(14.00±2.09) pg/ml](P<0.01);加用1,25-(OH)2D3刺激其水平[(16.18±2.19) pg/ml]较β-LG单独刺激降低(P<0.05),但均值仍高于空白刺激(P<0.05)。 (3)CD4+T细胞中IL-13 mRNA表达:与空白刺激相比,β-LG单独刺激后IL-13mRNA表达(7.11±0.20)明显增高(P<0.01);加用1,25-(OH)2D3刺激(5.30±0.20)其表达较β-LG单独刺激降低(P<0.01),但均值仍高于空白刺激(P<0.01)。 (4)CD4+T细胞中IL-17 mRNA表达:与空白刺激相比,β-LG单独刺激后IL-17mRNA表达(3.25±0.05)明显增高(P<0.01);加用1,25-(OH)2D3刺激(1.75±0.03)其表达较β-LG单独刺激降低(P<0.01),但均值仍高于空白刺激(P<0.01)。 研究结论: 环境变应原可促进脐血CD4+T细胞IL-13、IL-17的表达;1,25-(OH)2D3对于环境变应原诱导的脐血CD4+T细胞IL-13、IL-17表达具有一定的抑制作用,提示1,25-(OH)2D3在变应原致敏的早期起重要作用,可能是哮喘等变态反应性疾病早期干预的有效药物。