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研究人员为评估化学物质对免疫毒性的影响,以 PFASs 为例展开研究,发现其可抑制抗体生成,为免疫毒性评估提供新方法。
在当今科技飞速发展的时代,各类新化学物质如雨后春笋般不断涌现,它们在给生活带来便利的同时,也悄然埋下了健康隐患。免疫系统作为人体的 “忠诚卫士”,时刻守护着身体的安全。然而,越来越多的研究表明,许多化学物质可能会对免疫系统发起 “攻击”,尤其是影响抗体的生成,这一现象引发了科学界的高度关注。
全氟烷基和多氟烷基物质(PFASs) ,这个被称为 “永远的化学物质”,就是其中的典型代表。
大量的体内和流行病学研究都显示,PFASs 具有免疫抑制作用,它就像一个隐藏在暗处的 “破坏者”,会悄无声息地降低人体的抗体反应,特别是在接种疫苗后,这种影响更为明显。目前,免疫毒性评估主要依赖动物实验,但动物实验存在诸多弊端,比如动物和人类的免疫系统存在差异,导致实验结果难以准确反映人体的真实情况。而且,随着人们对动物保护意识的增强,开发替代动物实验的新方法迫在眉睫。在这样的背景下,来自意大利米兰大学、那不勒斯费德里科二世大学等多个研究机构的研究人员 Martina Iulini、Valeria Bettinsoli 等,决定携手探索一条新的道路,开展了关于 “体外研究化学物质对抗体生成影响 —— 以 PFASs 为例” 的研究。该研究成果发表在《Archives of Toxicology》上,为免疫毒性评估领域带来了新的曙光。
为了深入探究 PFASs 对抗体生成的影响,研究人员采用了多种关键技术方法。他们从男性和女性健康捐赠者的血液中分离出外周血单个核细胞(PBMCs),这些细胞就像是一个个 “小士兵”,是研究免疫反应的重要 “工具”。随后,研究人员运用体外细胞培养技术,模拟不同的免疫反应过程。在实验过程中,设置了多种对照组,以此来确保实验结果的准确性和可靠性。
研究结果主要从以下几个方面展开:
TD 抗体生成实验方案的建立与评估 :在简单的 PBMCs 培养中获得对外源抗原的初次反应一直是个难题,就像在复杂的迷宫中寻找出口一样困难。研究人员通过改进已有方法,添加 IL - 2 来增强细胞的激活。经过一系列的探索,确定了 KLH 的最佳浓度为 25μg/mL,以及阳性对照雷帕霉素(rapamycin)的合适浓度为 250ng/mL。在这个过程中,研究人员发现不同捐赠者的抗体反应存在差异,但男性和女性的反应具有可比性。并且,利用建立好的实验条件,对 PFOA、PFOS、PFNA 和 PFHxS 这四种 PFASs 进行测试,发现它们都有降低抗体反应的趋势,其中 PFOA 对男性抗 KLH IgM 生成的抑制作用最为显著1 2 。
TI 免疫球蛋白生成实验方案的建立与评估 :研究人员借鉴了他人的方法来模拟 TI 抗体生成过程。通过实验验证,该方案具有良好的重复性和稳定性。在实验中,用雷帕霉素作为阳性对照,发现它能显著抑制由 ODN2006 和 IL - 2 诱导的免疫球蛋白释放,这表明实验体系能够有效检测免疫抑制作用。在此基础上,研究人员测试了四种 PFASs 对 TI 抗体释放的影响3 4 。
PFASs 对 TI Ig 释放的影响 :研究发现,四种 PFASs 大多能以浓度依赖的方式降低 IgG 和 IgM 的释放。在女性捐赠者中,较高浓度的 PFOA、PFNA 和 PFHxS 能显著抑制 IgG 和 IgM 的释放;在男性捐赠者中,PFNA、PFHxS 和 PFOS 在较高浓度时也有类似的抑制作用。而且,通过计算抑制 20% 反应所需的浓度(IC20 ),发现女性对 PFASs 更为敏感,不同 PFASs 抑制 IgM/IgG 分泌的能力排序为 PFOA > PFOS > PFNA > PFHxS4 5 。
在研究结论与讨论部分,研究人员开发的体外实验方法成功地评估了 PFASs 对 TD 和 TI 抗体反应的影响,这一成果意义重大。一方面,实验结果与之前的流行病学和动物研究结果相吻合,进一步证实了 PFASs 的免疫抑制作用,即使在与人类实际暴露相关的低浓度下,PFASs 也可能对免疫功能产生深远影响。这就像是给人们敲响了警钟,提醒大家要重视 PFASs 的潜在危害。另一方面,研究发现女性对某些 PFASs 更为敏感,这提示在评估化学物质的安全性时,需要考虑性别差异。此外,研究中还观察到 PFASs 存在非单调浓度反应,这表明传统的剂量 - 反应假设可能并不适用于这类化学物质,为后续研究指明了方向。
总的来说,这项研究为免疫毒性评估提供了一种新的、可行的体外研究方法,有助于更准确地评估化学物质对人体免疫系统的影响,减少健康风险评估中的不确定性,为制定更有效的监管决策和保护措施提供了有力的支持。虽然研究还存在一些局限性,如 TD 抗体生成实验可进一步优化等,但它无疑为该领域的研究开辟了新的道路,期待未来能有更多的研究在此基础上深入开展,为人类健康保驾护航。
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