早期尼古丁暴露改变小鼠免疫发育并加重后续流感感染
Early nicotine exposure alters immune development and worsens later flu infections in mice
加州大学圣克鲁兹分校研究显示,围产期尼古丁暴露会改变小鼠造血干细胞(HSC)的免疫调节基因表达,使后代HSC数量减少,且成年后肺部常驻巨噬细胞数量仍偏低。后续流感感染测试发现,尼古丁暴露小鼠肺部炎症更重、体重下降更明显。研究人员提示,孕期使用含尼古丁的尼古丁替代疗法仍可能对胎儿免疫系统发育产生持久影响,相关成果发表于Stem Cell Reports。
孕期及出生前后父母吸烟对子代呼吸健康的危害,早有大规模人群证据:挪威母婴队列对22390名儿童的分析显示,母亲孕期吸烟是婴幼儿18个月内喘息和下呼吸道感染的独立危险因素,产后父亲吸烟亦有关联[1];宫内吸烟暴露也被列入增加子代喘息和哮喘风险的围产期因素[4]。机制上,孕期二手烟在小鼠中加剧气道高反应性和Th2应答,激活GATA3/Lck/ERK1/2/STAT6通路[2];单独的宫内尼古丁暴露则使胎鼠骨髓造血祖细胞减少,子代出生后一个月迟发型超敏反应下降逾两倍、蚀斑形成细胞数减少2.5倍,血清IL-6降低[3]。但香烟、电子烟等产品混杂大量其他有害物质,尼古丁本身对发育中免疫系统的独立影响能否延续到成年,一直难以厘清。
加州大学圣克鲁兹分校Forsberg实验室发表于Stem Cell Reports的新研究,在小鼠中用细胞谱系追踪单独检验尼古丁。孕期加出生后不久的暴露,使子代出生时造血干细胞(HSC)数量减少,免疫调节基因的表达模式改变并持续到成年,尽管暴露在出生后不久即停止。成年后血液层面的变化看似减轻,肺内负责清理和一线防御的驻留巨噬细胞却减少了。与Boyd实验室合作让这些小鼠感染流感(甲型流感病毒[5])后,肺部炎症更重、免疫细胞更多涌入,肺损伤和体重下降更明显,中性粒细胞计数也升高[6]。历时五年多的这项工作另有现实指向:美国近4%的母亲孕期仍吸烟,临床用于帮助戒烟的尼古丁贴片、口香糖同样含尼古丁,而本研究提示尼古丁本身即可对胎儿免疫系统发育产生不利影响。
相较以往,新工作把观察从人群层面的关联[1]和出生后早期的造血与免疫指标改变[3],推进到成年期的具体感染结局:HSC的早期损耗可能是儿童呼吸道感染易感性增加的细胞层面解释,早期尼古丁暴露由此与成年后流感的严重程度直接挂钩。作者还注意到胚胎期HSC对尼古丁的反应不同于成年HSC,而“暴露训练免疫系统、第二次打击才显形”的细胞记忆,为宫内暴露的远期后果提供了一个框架。他们推测,肺炎、RSV等其他呼吸道感染也可能引发类似的夸大反应。
不过这仍是小鼠模型的结果。HSC为何减少、成年后血液变化为何看似反弹而肺部巨噬细胞依然缺乏、这种“记忆”究竟储存在细胞何处,作者坦言尚不确定,人体中是否同样如此也有待检验。
- 1.Effects of pre- and postnatal exposure to parental smoking on early childhood respiratory health · Am J Epidemiol 2007
- 2.Prenatal secondhand cigarette smoke promotes Th2 polarization and impairs goblet cell differentiation and airway mucus formation · J Immunol 2011
- 3.Exposure to nicotine during gestation interferes with the colonization of fetal bone marrow by hematopoietic stem/progenitor cells · Stem Cells Dev 2005
- 4.Breastfeeding and perinatal exposure, and the risk of asthma and allergies · Curr Opin Allergy Clin Immunol 2016
- 5.Perinatal Nicotine Exposure Disrupts Hematopoietic Stem Cell ... · pubmed.ncbi.nlm.nih.gov 2026
- 6.Perinatal Nicotine Exposure Disrupts Hematopoietic Stem Cell ... · pmc.ncbi.nlm.nih.gov 2026
来源:监管与产业动态 · medicalxpress.com