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.2019年7月；74(7):675-683.
doi:10.1136/thoraxjnl-2018-212529。 Epub 2019年4月29日。

城市空气中的颗粒物暴露会损害人的肺和血液结核分枝杆菌免疫

玛莎·托雷斯 1, 克劳迪娅·卡兰扎 1, 斯里贾塔·萨卡尔 2, 尤兰达·冈萨雷斯 1, 阿尔瓦罗·奥索尼奥·巴尔加斯 三, 凯萨琳·布莱克 4, 《清羽梦》 2, 劳尔·金塔纳-噩梦 5, 玛莎·埃尔南德斯 6, Jose Juan F Angeles加西亚 6, 维克托·雨果·帕拉莫·菲格罗亚 6, 马尔科·安东尼奥·伊尼盖斯·加西亚 7, 何塞·L·弗洛雷斯 8, 俊峰Jim Zhang 9, 卡罗尔·加德纳 10, 帕梅拉·奥赫曼-斯崔格朗德 11, 斯蒂芬·施瓦德 12
附属公司

城市空气中的颗粒物暴露会损害人的肺和血液结核分枝杆菌免疫

玛莎·托雷斯等。 胸部. 2019年7月.

摘要

理论基础：城市（室外）空气中颗粒物（PM）暴露与结核病之间的联系以及潜在的生物机制研究很少。

目标：检查墨西哥城在体暴露于城市户外PM和体外暴露于城市室外PM2.5（<2.5µm平均空气动力学直径）改变人类宿主免疫细胞对结核分枝杆菌.

方法：细胞毒性（流式细胞术、增殖试验（MTS试验）），结核分枝杆菌和PM2.5对来自墨西哥城健康、非吸烟居民（n=35；13名女性，22名男性）的支气管肺泡细胞（BAC）和外周血单个核细胞（PBMC）的吞噬作用（显微镜下）、细胞因子产生细胞（酶联免疫吸附斑点（ELISPOT））和信号通路标记物（western blot）进行检测。通过数字图像分析测量肺泡巨噬细胞（AM）体内获得性PM负荷。

测量和主要结果：AM与PM的体外接触2.5没有影响结核分枝杆菌吞噬作用。高体内获得性AM PM负荷降低了结构性，结核分枝杆菌PM-诱导新分离BAC中白细胞介素-1β的产生，但在自体PBMC中不产生，同时减少BAC和PBMC中肿瘤坏死因子α的组成性生成。此外，PM负荷与组成性、PM、，结核分枝杆菌和纯化蛋白衍生物（PPD）诱导BAC中的干扰素γ（IFN-γ），并与PPD诱导PBMC中的IFN-γ呈负相关。

结论：吸入城市空气污染颗粒物会损害人体肺保护和系统免疫反应的重要组成部分结核分枝杆菌AM中的PM负荷与改变的结核分枝杆菌-诱导肺部和全身各室产生细胞因子。慢性PM暴露与促炎细胞因子的高组成性表达导致相对的细胞无反应性。

关键词：肺泡巨噬细胞；颗粒物；污染；结核病。

PubMed免责声明

利益冲突声明

竞争利益：未宣布。

数字

图1
图1
PM的细胞毒性作用2.5仅在高空观察到颗粒物2.5浓度。BAC和PBMC（每个n＝6）暴露于0，0.1、1、10和25μg/mL PM2.5并为24-72小时评估颗粒物（PM）暴露对细胞的影响活性（A–D）和诱导凋亡（E–H）。（A） 比例活肺泡巨噬细胞（AM），（B）外周血单核细胞（PBMN），（C）肺泡淋巴细胞（AL）和（D）外周血淋巴细胞（PBL）用LIVE/DEAD固定的远红色死细胞染色进行检查，并用流式分析在660 nm（A–D）处进行荧光检测的细胞术。细胞凋亡是用流式细胞术鉴定一种远红色DNA嵌入染料488nm激光，570nm荧光检测（细胞凋亡检测荧光激活细胞分选（FACS）融合细胞仪中的试剂）。（E）AM、（F）PBMN、（G）AL和（H）PBL。Friedman和Dunn的事后测试进行多重比较。水平线上方的p值表示所示的显著差异比较。BAC，支气管肺泡细胞；外周血单个核细胞。
图2
图2
AM中PM负荷的评估来自30名参与者（CC）的支气管肺泡细胞（BAC）（每个胞浆12万BAC）#)进行检查以评估含有AM的PM的比例（%AM与PM）（A）以及PM所占总AM面积的平均面积、最小面积和最大面积（每AM PM负荷）（B）。50张数字彩色图像每个研究参与者的肺泡巨噬细胞数量为1000×放大数字亮场显微镜（奥林巴斯BX51显微镜，奥林巴斯，马萨诸塞州沃尔瑟姆）。每AM的PM负荷（PM占用AM的面积）由以下公式确定图像J V.1.49。PM在每个AM内占用的面积表示为AM总面积的%（100%）。灰色条表示研究通过酶联免疫吸附斑点评估BAC的参与者（ELISPOT）（见图3-5）。AM，肺泡巨噬细胞；颗粒物PM问题。
图3
图3
BAC和外周血中促炎细胞因子的产生单核细胞（PBMC）按AM的体内获得性PM负荷分组。组成型BAC斑点形成细胞的频率（A）和PM暴露后IL-1β（B）、TNF-α（C）和IL-6（D）斑点形成细胞和/或结核分枝杆菌感染，BAC（来自n=9参与者）通过酶联免疫吸附斑点（ELISPOT）检测进行评估。红色闭合符号代表上午≥44.3%的参与者，下午开放符号代表上午<42.6%，下午<42.6%的参与者（范围：高比例44.3%–60%，低比例26%–42.6%）。Mann-Whitney试验使用适用于Mac OS X V.6.0的GraphPad Prism软件执行。P值上述符号表示高和低%AM组与PM组之间的细胞因子生成细胞相应的实验条件。例如，在面板B中，频率产生IL-1β的BAC结核分枝杆菌感染（MOI1）和PM2.5研究参与者与与以下BAC相比，带有PM（红色符号）的较高%AM米。肺结核感染（MOI1）和PM2.5暴露于上午%AM低于下午（开放符号）的研究参与者。AM，肺泡巨噬细胞；支气管肺泡细胞；干扰素；白细胞介素；下午，颗粒物；TNF、肿瘤坏死因子。
图4
图4
BAC和PBMC中促炎细胞因子的产生按AM的体内获得性PM负荷。（A）IFN-γ-斑点形成的频率暴露在PM中的电池和/或结核分枝杆菌感染，PPD和6 kDa早期分泌抗原靶点（ESAT-6）刺激的BAC（来自九名参与者）。（B） PM中IFN-γ-斑点形成细胞的频率暴露和/或结核分枝杆菌感染、PPD和酶联免疫吸附斑点评价ESAT-6-刺激PBMC（ELISPOT）分析。闭合蓝色符号（A）表示体内高（≥2.24%）吸入获得的PM负荷（每AM PM负荷）和开放符号表示每AM PM负荷较低的参与者（<2.24%）。红色闭合符号（B）代表上午≥44.3%的参与者，下午和开放符号代表上午<42.6%，下午<42.6%的参与者（范围：高比例44.3%–60%，低比例26%–42.6%）。Mann-Whitney测试使用适用于Mac OS X V.6.0的GraphPad Prism软件执行。以上P值符号表示细胞因子产生频率的显著差异每AM PM负荷较高和较低组之间的电池（蓝色符号）（A）或较高和较低的%AM%，对应的PM（红色符号）（B）实验条件。例如，在面板A中产生干扰素-γ-的BAC结核分枝杆菌感染（MOI1）和PM2.5体内高水平个体暴露将每AM吸入获得的PM负荷（蓝色符号）与来自每AM体内吸入PM负荷较低的个体（开放符号）。AM，肺泡巨噬细胞；支气管肺泡细胞；干扰素；外周血单个核细胞；PM，颗粒物；PPD，纯化蛋白质衍生物。
图5
图5
AM体内获得性PM负担之间的相关性（%AM与PM或PM每AM的负荷）和产生细胞因子的BAC和PBMC的频率IL-1β（A）、TNF-α（B）和IFN-γ（C）斑点形成细胞（SFC）在BAC中（n=9），在PBMC中IFN-γ-SFC的频率（n=9）（D）如下所示暴露于PM后AM中PM负荷的函数2.5和/或结核分枝杆菌感染或PPD和ESAT-6刺激。数据点代表参与者和斜率的积极或消极相关性。进行了Spearman r相关系数检验使用适用于Mac OS X V.6.0的GraphPad Prism软件。所有统计信息的CI采用95%（α=0.05）检验。p值、r值和CI为在所有实验条件下都有指示。AM，肺泡巨噬细胞；美国银行，支气管肺泡细胞；干扰素；白细胞介素；结核分枝杆菌，结核分枝杆菌；外周血单个核细胞细胞；PM，颗粒物；PPD，纯化蛋白衍生物；TNF，肿瘤坏死因子；ESAT-6，6kDa分泌性抗原靶点。
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