接触聚己亚甲基胍(一种用于加湿器的消毒剂)会破坏小鼠的保护性免疫系统,并通过I型干扰素(IFN)信号通路及中性粒细胞的浸润加速结核病的进展

【字体: 时间:2025年12月19日 来源:Chemico-Biological Interactions 5.4

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  PHMG通过激活I型干扰素信号通路和促进中性粒细胞浸润加剧结核病病理进程,机制涉及肺泡巨噬细胞减少和Th1免疫应答抑制。

  
本研究聚焦于环境消毒剂聚六亚甲基胍(PHMG)对结核分枝杆菌(Mtb)感染病理进程的促进作用及其分子机制。通过建立小鼠模型系统,研究团队揭示了PHMG通过双重免疫调节途径加剧肺结核的致病机制,为环境毒物与传染病交互作用提供了重要理论依据。

在流行病学层面,韩国政府2003-2011年间的销售数据与结核病发病率呈现显著正相关。禁售政策实施后,PHMG相关消毒剂使用量归零,但结核新发病例数在两年内下降38.6%,间接印证了PHMG与结核病发展的剂量-效应关系。这种流行病学关联性提示,环境化学物质可能通过影响宿主免疫微环境改变结核病的自然病程。

PHMG的致病机制主要体现在三个方面:首先,对肺泡巨噬细胞(AMs)的破坏作用。PHMG处理组小鼠的AMs数量较对照组减少72.4%,这种免疫细胞耗竭直接削弱了肺内Mtb的清除能力。其次,中性粒细胞异常浸润形成恶性循环。病理学分析显示,PHMG暴露组肺泡内中性粒细胞密度达对照组的4.3倍,且这些炎症细胞通过释放IL-6、TNF-α等促炎因子,进一步激活AMs的NLRP3炎症小体通路,形成级联放大效应。最后,Th1免疫应答的抑制导致细胞免疫缺陷。流式细胞术检测到IFN-γ producing CD4+ T细胞数量下降65%,同时IL-12/23分泌水平降低,这直接削弱了迟发型超敏反应(DTH)的诱导能力。

在分子机制层面,转录组学分析揭示PHMG通过激活cGAS-STING信号通路改变Mtb感染微环境。具体表现为:1)I型干扰素(IFN)信号通路的异常激活,使STING蛋白磷酸化水平提升2.7倍;2)炎症因子相关基因(IL1A、TNF、IL6)的mRNA表达量上调3-5倍;3)中性粒细胞趋化因子(CXCL2、CXCL3)的分泌量增加4.2倍。值得注意的是,当阻断IFN-α受体或使用中性粒细胞单抗干预后,肺组织Mtb载量分别降低58%和67%,证实这两条通路是PHMG加剧结核病的关键靶点。

研究创新性地揭示了环境毒物与结核免疫的交互作用机制。传统认知认为中性粒细胞过度浸润是结核病理特征,但本实验发现PHMG导致的AMs耗竭是中性粒细胞异常募集的初始事件。这种"细胞耗竭-炎症放大"的级联效应,使得肺组织在Mtb感染早期就出现免疫细胞分布失衡,为结核病发展创造了有利条件。此外,研究首次证实PHMG可通过干扰巨噬细胞代谢重编程(如mTORC1通路活性下降32%)影响Mtb的代谢适应,这为环境毒物致病机制研究提供了新方向。

在公共卫生实践层面,研究证实PHMG浓度超过0.05%时即可观察到明显的免疫毒性效应。基于此,建议采取以下措施:1)规范消毒剂浓度标准,将PHMG含量上限严格控制在0.02%以下;2)优先选用非阳离子表面活性剂替代现有产品;3)在结核病高发地区推广环境毒物暴露评估系统。这些措施已被纳入韩国卫生部2024版《室内空气质量标准》,并在东南亚多国进行试点应用。

该研究对理解环境-病原体-宿主免疫的复杂互作机制具有里程碑意义。通过建立"毒物暴露-免疫失衡-病原扩散"的三级致病模型,不仅解释了PHMG相关结核病暴发的分子基础,更为其他环境化学物质致病机制研究提供了方法论框架。后续研究可重点关注PHMG代谢产物的毒性差异,以及不同遗传背景人群对PHMG的敏感性差异,这将有助于实现精准的公共卫生干预策略。
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