【摘 要】
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目的:地铁作为目前最广泛应用的公共交通工具之一,带给人们便利的同时,其环境中的空气污染颗粒物对健康的危害亦不可忽视。本研究监测地铁站台颗粒物浓度,并采集地铁细颗粒物样本,通过小鼠体内实验揭示地铁细颗粒物导致肺部炎症反应的机制,为地铁环境的风险评估、改善空气质量以及制定相应标准提供科学理论依据。方法:本实验选取某市地铁具有代表性的7座车站为监测地点,监测时间为2021年10月至12月,每月选择一星期
【基金项目】
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国家自然科学基金（No.42077396）；
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目的:地铁作为目前最广泛应用的公共交通工具之一,带给人们便利的同时,其环境中的空气污染颗粒物对健康的危害亦不可忽视。本研究监测地铁站台颗粒物浓度,并采集地铁细颗粒物样本,通过小鼠体内实验揭示地铁细颗粒物导致肺部炎症反应的机制,为地铁环境的风险评估、改善空气质量以及制定相应标准提供科学理论依据。方法:本实验选取某市地铁具有代表性的7座车站为监测地点,监测时间为2021年10月至12月,每月选择一星期,每日8:00-12:00或16:00-20:00,监测点距离车厢1 m,监测高度为1.5 m,分别同时监测列车上行线车头位置和相应室外出站口大气PM2.5和PM10质量浓度,并记录列车到站时间。应用空气颗粒物串级多喷嘴冲击式采样器（Tokyo Dylec Co.）采集地铁站台细颗粒物(Fine particles,PM2.5)。应用6-8周BALB/c雄鼠,经气管滴注50μl地铁站台PM2.5悬液,共四次,每次间隔一周,末次染毒24小时后,通过全身容积描记术测量清醒小鼠的气道功能,以记录特殊气道阻力（Specific airway resistance,s RAW）等参数。收集支气管肺泡灌洗液（Bronchoalveolar lavage fluid,BALF）,经五分类全自动血细胞仪分析检测BALF中炎性细胞总数及分类计数,并通过酶联免疫吸附试验（ELISA）分析检测其中炎性细胞因子表达水平;取新鲜肺组织制备单细胞悬液,通过流式细胞术分析检测小鼠肺组织中Ⅱ型固有淋巴细胞（Group 2innate lymphoid cells,ILC2）的数量;HE、PAS及Masson染色观察肺组织中炎性细胞浸润、上皮杯状细胞增殖情况及胶原纤维表达水平;提取肺组织中RNA及蛋白,进行q PCR及Western blot实验,检测TLR4、TLR2、My D88、NF-κB、TNF-α及IL-4的基因及蛋白表达水平。结果采用SPSS26.0进行统计分析。结果:1.结果表明,PM2.5和PM10质量浓度呈强正相关（R~2=0.97,P＜0.01）,地铁站台中PM2.5约占PM10的56%。站台颗粒物质量浓度均高于室外出站口颗粒物质量浓度。列车进站时站台PM2.5和PM10质量浓度均高于无列车在站期间,差异具有统计学意义（P＜0.05）。2.小鼠经呼吸道暴露地铁PM2.5可使肺部特殊气道阻力升高,肺功能下降,同时导致BALF中炎性细胞数量增多,中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、淋巴细胞及巨噬细胞数量增多（P＜0.05）。BALF中细胞因子IL-6、IL-13、TSLP和TNF-α分泌显著增加（P＜0.05）,Eotaxin和MCP-1升高不具有统计学差异。小鼠肺组织出现炎性细胞浸润至气道黏膜下层,包括中性粒细胞、淋巴细胞、嗜酸性粒细胞,并伴有基底膜增厚和肺实质充血现象。PAS染色结果显示,颗粒物可引起上皮组织粘液增多,杯状细胞增生。随地铁PM2.5暴露剂量的升高,小鼠肺组织中TLR2、TLR4、My D88、NF-κB、TNF-α和IL-4蛋白表达含量均明显升高（P＜0.05）。同时肺组织中TLR2、TLR4、My D88、NF-κB、TNF-α和IL-4的基因表达含量显著升高（P＜0.05）。小鼠肺组织中ILC2百分比随颗粒物染毒剂量的升高而增加（P＜0.05）。结论:1.站台颗粒物浓度高于室外出站口,站台与室外出站口PM2.5和PM10质量浓度水平有着较强的相关性。活塞风对站台颗粒物质量浓度影响显著。2.地铁PM2.5可诱导小鼠肺部炎症反应,激活TLR2/TLR4-My D88信号通路,并破坏上皮屏障,刺激上皮源性细胞因子TSLP分泌增多,激活ILC2,促进Th2型细胞因子分泌,进而启动和增强气道炎症反应。
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