PM2.5与过敏原共暴露诱导的免疫抑制增加病毒蛋白攻击下的肺病风险：机制与临床意义

本研究揭示了PM2.5（柴油机尾气颗粒DEP）与屋尘螨（HDM）过敏原共暴露通过抑制FcγRIIB/III介导的巨噬细胞吞噬和抗原呈递功能，导致肺部免疫抑制状态，进而增强SARS-CoV-2刺突蛋白S1诱导的肺纤维化风险。该发现为环境污染物-过敏原-病毒交互作用导致的呼吸系统疾病提供了新机制，对制定综合环境健康评估策略具有重要意义。

　　

研究背景

空气污染与过敏性疾病已成为全球公共卫生挑战。PM2.5（空气动力学直径≤2.5μm的颗粒物）被世界卫生组织列为I类致癌物，而屋尘螨（HDM）是最常见的室内过敏原。尽管大量研究关注单一污染物的健康效应，但现实中人类常同时暴露于PM2.5与过敏原的复合环境。更令人担忧的是，这种共暴露可能通过改变肺部免疫微环境，增加病毒感染风险。然而，其分子机制和长期健康影响尚不明确。

研究设计与方法

韩国毒性研究所全北先进生物研究中心的安全呼吸研究团队通过动物实验结合多组学分析，系统评估了HDM与柴油机尾气颗粒（DEP）共暴露对肺部免疫的影响。研究采用C57BL/6小鼠模型，通过气管内灌注分别给予HDM、DEP及两者组合，最后用SARS-CoV-2刺突蛋白S1亚基进行攻击实验。关键技术包括：

1. 支气管肺泡灌洗液（BALF）细胞分类计数和细胞因子检测

2. 肺组织转录组测序（QuantSeq 3′ mRNA-Seq）和生物信息学分析

3. 蛋白质印迹验证Fcγ受体（FcγRIIB/III）及下游通路蛋白表达

4. 组织病理学评分（H&E、PAS和Masson染色）

主要发现

3.1 BALF细胞变化

共暴露组（HDM+DEP）与单纯HDM组相比，嗜酸性粒细胞减少60%（p<0.001），巨噬细胞中可见DEP吞噬现象，Th2细胞因子（IL-4/5/13）水平显著降低，呈现免疫抑制特征。

3.2 肺组织病理改变

H&E染色显示DEP共暴露使血管周围嗜酸性粒细胞浸润减少57%（p=0.004），PAS染色显示杯状细胞增生趋势下降（p=0.1），而Masson染色揭示S1攻击后出现胶原沉积。

3.3 转录组特征

KEGG分析显示共暴露组"FcγR介导的吞噬作用"通路基因（如Fcgr2b、Fcgr3、Syk等）表达下调2-15倍，抗原呈递相关基因（MHC-II、LAMP-1/2）同步降低。

3.4 蛋白验证

Western blot证实DEP使FcγRIIB和FcγRIII蛋白表达降低70%（p<0.001），溶酶体标志物（Cathepsin S/L）和MHC-II表达量减少50%-65%。

3.5 S1攻击效应

在免疫抑制肺环境中，单次S1暴露即导致：

• 血清总IgE水平反弹升高2.3倍（p<0.05）

• TGF-β₁蛋白表达增加80%（p<0.01）

• 肺纤维化评分达0.4±0.55（p<0.05）

科学意义

该研究首次阐明：

1. 机制创新：发现DEP通过抑制FcγRIIB/III依赖的巨噬细胞功能，阻断HDM抗原呈递给CD4⁺ T细胞，导致Th2反应缺失。

2. 临床警示：免疫抑制肺环境可能加速病毒蛋白诱导的纤维化进程，为"哮喘-纤维化转化"提供新解释。

3. 政策价值：强调环境健康评估需整合PM2.5-过敏原-病毒三重暴露风险，尤其对COVID-19流行区有重要预警意义。

研究局限性包括未采用吸入暴露模型和缺乏长期观察，未来需在人群流行病学中验证该发现。论文发表于《Engineering Science and Technology, an International Journal》，为交叉学科研究提供典范。