氟化物對動物體液免疫功能影響研究進(jìn)展

楊 盟，王建梅，馬海利

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院，山西 太谷 030801）

氟是動物生長所必須的微量元素之一，適量的氟對機(jī)體牙齒和骨骼的鈣化、神經(jīng)興奮性的傳導(dǎo)和酶系統(tǒng)的代謝等均有促進(jìn)作用。但過量的氟以各種途徑進(jìn)入動物體后，會對骨骼系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)等產(chǎn)生一系列不良影響，人們對此已有了一定的認(rèn)識，研究深度也從“靶器官”水平發(fā)展到“靶分子”水平。但是氟對機(jī)體體液免疫功能影響的研究報道不多，仍處于感性認(rèn)識階段。本文主要對氟化物對體液免疫功能的影響加以論述。

體液免疫應(yīng)答主要是由B淋巴細(xì)胞介導(dǎo)，并有相關(guān)細(xì)胞和細(xì)胞因子參與的適應(yīng)性免疫應(yīng)答反應(yīng)。B細(xì)胞應(yīng)答的過程隨刺激機(jī)體的抗原種類不同而各異，TD抗原刺激B細(xì)胞應(yīng)答，有賴于Th細(xì)胞輔助；TI抗原則可直接刺激B細(xì)胞應(yīng)答。體液免疫應(yīng)答在識別“自己”與“非己”，清除“非己”抗原性物質(zhì)，保護(hù)機(jī)體免受異己抗原的侵襲方面發(fā)揮重要作用，并對機(jī)體穩(wěn)態(tài)的維持亦有一定的積極影響。

參與體液免疫的相關(guān)物質(zhì)及體液免疫過程的各個環(huán)節(jié)發(fā)生改變，都會影響動物體液免疫應(yīng)答功能。

1 氟化物對體液免疫功能的影響

氟的化學(xué)性質(zhì)活潑，常以化合物的形式存在。針對攝入過量氟化物對動物體液免疫功能的影響作用，國內(nèi)外均有報道，由于研究技術(shù)及側(cè)重點(diǎn)不同，故而結(jié)果各異。

有研究者認(rèn)為一定濃度的氟化物可對動物體液免疫功能產(chǎn)生負(fù)作用。Jain S K等[1]研究了氟化鈉對大白兔抗體產(chǎn)生的影響。用轉(zhuǎn)鐵蛋白對大白兔進(jìn)行免疫，通過131I標(biāo)記的轉(zhuǎn)鐵蛋白對血漿中循環(huán)抗轉(zhuǎn)鐵蛋白抗體滴度進(jìn)行評價，結(jié)果免疫組大白兔抗體水平顯著低于對照組的，證實氟化鈉可抑制兔抗體的產(chǎn)生。章孟本等[2]發(fā)現(xiàn)氟化物具有降低氟接觸工人血清免疫球蛋白（IgG）含量的作用。張京田等[3]發(fā)現(xiàn)長期服用氟化鈉水溶液的大鼠的體液免疫反應(yīng)及細(xì)胞免疫反應(yīng)均有明顯的抑制作用。王述柏等[4]也發(fā)現(xiàn)不同氟源對雞新城疫疫苗免疫效果有不同程度的抑制作用。

氟化物不僅對高等動物的體液免疫功能產(chǎn)生影響，對低等動物亦如此。戴盛等[5]發(fā)現(xiàn)家蠶采食了氟化鈉溶液處理的桑葉后，血淋巴中酚氧化酶、溶菌酶活性和抗菌活力明顯降低。昆蟲的體液免疫包括酚氧化酶系統(tǒng)的啟動、溶菌酶的產(chǎn)生、凝集素的合成以及抗菌肽和抗菌蛋白質(zhì)的誘導(dǎo)等幾個方面。酚氧化酶在昆蟲體液免疫中具有重要作用，是體液免疫的重要組成部分。酚氧化酶、溶菌酶活性和抗菌活力的降低，說明氟化鈉對家蠶體液免疫具有明顯的抑制作用。

但有些研究者認(rèn)為低濃度的氟化物可促進(jìn)動物機(jī)體的體液免疫功能，高濃度則出現(xiàn)抑制作用。馮軍等[6]通過對雞NDV HI抗體滴度的測定和血清球蛋白的含量測定為指標(biāo)來評價氟化物對雞體液免疫功能的影響。結(jié)果表明，在短期內(nèi)，氟化物使雞血清NDV HI抗體滴度和球蛋白含量顯著升高，說明氟化物能促進(jìn)抗體的產(chǎn)生，反映了氟化物在短期內(nèi)能增強(qiáng)疫苗免疫效果。從結(jié)果還可以發(fā)現(xiàn)，在短期內(nèi)，這種增強(qiáng)作用僅出現(xiàn)在高劑量組，說明氟化物對體液免疫功能的影響存在劑量、效應(yīng)關(guān)系。在試驗后期測定時發(fā)現(xiàn)，血清中NDV HI抗體水平和球蛋白含量，高、低劑量組與對照組之間不存在顯著差異，表明較長時間內(nèi)，氟化物對新城疫疫苗免疫效果影響不大。

還有一些研究者認(rèn)為氟化物可增加機(jī)體的體液免疫功能。Sosroseno W[7]發(fā)現(xiàn)小鼠脾細(xì)胞在氟化鈉濃度為1×10－6mol／L時，抗原特異性IgG抗體、IFN－γ和IL－10表達(dá)水平明顯增強(qiáng)，高濃度的氟化鈉可誘導(dǎo)小鼠脾細(xì)胞在體外的免疫反應(yīng)。

吳德清等[8]對36例氟骨癥患者的抗體水平進(jìn)行免疫學(xué)測定，結(jié)果表明3種免疫球蛋白（IgA、IgG、IgM）均出現(xiàn)了異常的增高，其中IgG增加非常明顯。

Butler J E等[9]發(fā)現(xiàn)應(yīng)用卵清蛋白和氟聯(lián)合作用可導(dǎo)致Peyer氏斑和腸系膜淋巴結(jié)的細(xì)胞結(jié)構(gòu)和體積發(fā)生改變，以及漿細(xì)胞分泌IgG和IgA抗體的能力增強(qiáng)。Sein等以雌性近親繁殖的4周齡～6周齡小鼠為實驗動物，每天每組分別以10、20、30 mg／kg氟化鈉經(jīng)胃給藥，共10周。高劑量組（30 mg／kg）的小鼠脾細(xì)胞與對照組比較，ConA的增生反應(yīng)有顯著性增加（P＜0.005）。Hoshi S等[10]發(fā)現(xiàn)同時服用抗原和氟化鈉，血清中IgG抗體呈顯著上升。

2 氟化物對體液免疫功能的影響機(jī)制

國內(nèi)外研究者主要針對于氟化物對細(xì)胞免疫功能的影響進(jìn)行了研究，而對于氟化物對體液免疫功能的影響只進(jìn)行了初步研究。

體液免疫功能得以正常進(jìn)行，需要有免疫器官、免疫細(xì)胞及免疫相關(guān)分子的參與，并受到各層次精密而準(zhǔn)確地調(diào)控。參與體液免疫的相關(guān)物質(zhì)及體液免疫過程的各個環(huán)節(jié)發(fā)生改變，都會影響動物體液免疫應(yīng)答功能。

2.1 對免疫器官的影響

法氏囊為禽類B細(xì)胞的生存提供了合適的微環(huán)境，是誘導(dǎo)B淋巴細(xì)胞分化和成熟的場所。法氏囊的另一功能是可作為外周淋巴器官，即能捕捉抗原和合成某些抗體。所以法氏囊形態(tài)的改變會影響到體液免疫水平。陳濤等[11]發(fā)現(xiàn)飼以高氟的肉雞法氏囊絕對質(zhì)量和臟器指數(shù)顯著低于非飼喂組，法氏囊淋巴細(xì)胞也明顯減少。電鏡觀察可見多數(shù)的淋巴細(xì)胞凋亡及淋巴細(xì)胞線粒體腫脹。馬學(xué)會[12]認(rèn)為，法氏囊臟器指數(shù)極顯著降低的機(jī)理可能與氟對DNA聚合酶的抑制作用有關(guān)。

脾臟是對血源抗原產(chǎn)生免疫應(yīng)答的主要場所和B細(xì)胞的主要定居地，占脾淋巴細(xì)胞總數(shù)的60%。脾為機(jī)體最大的外周免疫器官。在免疫系統(tǒng)中，脾臟負(fù)責(zé)對血源抗原產(chǎn)生免疫應(yīng)答。脾臟結(jié)構(gòu)的改變可對機(jī)體的體液免疫應(yīng)答功能產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。張廣和[13]觀察了氟中毒小鼠脾臟的形態(tài)變化。通過HE染色表明，氟中毒小鼠皮髓交界不明顯，白髓和紅髓中淋巴細(xì)胞減少，排列稀疏，淋巴小結(jié)也很少形成，且形狀不規(guī)則。提示氟對小鼠的免疫器官有一定的損害作用，且隨著氟劑量的增加，病理變化更加嚴(yán)重。

骨髓是B淋巴細(xì)胞分化、成熟的場所。淋巴干細(xì)胞在骨髓微環(huán)境中發(fā)育為成熟的B淋巴細(xì)胞。同時骨髓也是再次免疫應(yīng)答的重要場所。骨髓微環(huán)境的改變會直接影響到機(jī)體的免疫應(yīng)答功能。Velazquez－Guadarrama N 等[14]對氟化鈉引起的小鼠骨髓細(xì)胞遺傳毒性進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)骨髓細(xì)胞大量凋亡，Podder S[15]發(fā)現(xiàn)氟化物可導(dǎo)致骨髓細(xì)胞周期發(fā)生改變，并可誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡和染色體畸變。

2.2 對免疫細(xì)胞的影響

體液免疫應(yīng)答主要是由B淋巴細(xì)胞介導(dǎo)。B細(xì)胞增殖分化受阻勢必會直接影響到免疫功能的正常實施。張愛君等[16]發(fā)現(xiàn)高劑量氟對大鼠B淋巴細(xì)胞的增殖分化具有明顯的抑制作用。郭曉英[17]采用不同濃度氟離子和促有絲分裂劑與淋巴細(xì)胞共同培養(yǎng)72h，發(fā)現(xiàn)高濃度的氟能顯著降低淋巴細(xì)胞對促有絲分裂劑的反應(yīng)。王平貴等[18]也發(fā)現(xiàn)氟對淋巴細(xì)胞的產(chǎn)生具有重要影響。

2.3 對免疫因子的影響

細(xì)胞因子作為細(xì)胞間信號傳遞分子，主要參與調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答、免疫細(xì)胞的分化發(fā)育、組織修復(fù)、介導(dǎo)炎癥反應(yīng)、刺激造血功能等。IL－6具有促進(jìn)B細(xì)胞增殖分化和分泌抗體的功能，而IL－2則是參與免疫應(yīng)答的重要細(xì)胞因子。李術(shù)等[19]研究發(fā)現(xiàn)，氟可引起IL－2、IL－6含量降低，TNF含量升高，這表明氟對淋巴細(xì)胞增殖具有明顯抑制作用。張杰等[20]研究也表明，氟可對IL－2、IL－6、IL－8以及 TNF 等多種細(xì)胞因子的活性產(chǎn)生抑制作用，從而導(dǎo)致機(jī)體免疫系統(tǒng)功能下降。IL－1由多種細(xì)胞合成，具有廣泛的生物學(xué)效應(yīng)，可促進(jìn)免疫應(yīng)答，Hosokawa M等[21]發(fā)現(xiàn)暴露在氟環(huán)境中的巨噬細(xì)胞產(chǎn)生IL－1能力明顯減弱。

2.4 對基因表達(dá)的影響

隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的發(fā)展，認(rèn)為細(xì)胞的各種生理或病理改變在本質(zhì)上都受基因表達(dá)的影響，因此，比較氟中毒患者與正常人基因表達(dá)的差異，尋找差異表達(dá)基因，進(jìn)而探討其在氟中毒發(fā)生發(fā)展過程中的作用，無疑具有重要的理論價值和實際應(yīng)用意義。邵紅[22－23]發(fā)現(xiàn)氟中毒患者外周血淋巴細(xì)胞有2個基因表達(dá)同時出現(xiàn)顯著上調(diào)，有14個基因表達(dá)同時出現(xiàn)顯著下調(diào)，Ras－related GTP－binding protein 和Transmembrane 9superfamiIy member 1這兩個基因均呈現(xiàn)出上調(diào)。說明高氟可以對人體基因表達(dá)水平產(chǎn)生一定影響，尤其是與信號傳導(dǎo)有關(guān)的Ras蛋白和跨膜蛋白基因過度表達(dá)在氟中毒發(fā)生發(fā)展過程中可能起著重要的作用。Salgado－Bustamante M等[24]發(fā)現(xiàn)應(yīng)用氟可導(dǎo)致細(xì)胞凋亡和炎癥相關(guān)180基因的表達(dá)模式發(fā)生改變。

由于基因的表達(dá)差異，直接影響到蛋白質(zhì)的合成。Jain S K等[25]認(rèn)為氟化鈉具有減少淋巴細(xì)胞的增殖和抑制免疫細(xì)胞的蛋白質(zhì)合成能力。Holland J E等[26]的一系列試驗也表明，高氟可抑制DNA的合成，但氟對DNA合成的抑制作用是繼發(fā)于對蛋白質(zhì)合成抑制的作用。Gibson S等[27]指出，氟化鈉可減少核蛋白體亞單位的形成而引起蛋白質(zhì)合成抑制。

也有相關(guān)研究者從其他不同角度對氟化物對免疫功能的影響進(jìn)行了研究。Bharti VK[28]發(fā)現(xiàn)過量氟化物可致大鼠血漿生化和血液中的抗氧化劑酶水平發(fā)生改變，這對免疫細(xì)胞的生存及相關(guān)免疫因子正常功能的發(fā)揮顯然產(chǎn)生影響；Barbier O[29]發(fā)現(xiàn)氟能誘導(dǎo)氧化應(yīng)激，調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)氧化還原平衡和蛋白質(zhì)羰基含量，并且可導(dǎo)致基因表達(dá)改變和細(xì)胞凋亡。氟對相關(guān)代謝酶，細(xì)胞間信號轉(zhuǎn)導(dǎo)基因和細(xì)胞周期亦有一定影響。Hassan H A等[30]的試驗也顯示氟中毒與氧化應(yīng)激和改變抗氧化防御機(jī)制有關(guān)。

3 結(jié)語

如前所述，國內(nèi)外相關(guān)研究者針對于氟化物對體液免疫功能的影響研究，多集中于對免疫球蛋白的影響上，并且研究結(jié)果不一。究其原因，首先可能是實驗動物的不同，因為不同的實驗動物，其免疫系統(tǒng)的組成及免疫器官的結(jié)構(gòu)不同，對抗原免疫應(yīng)答的具體過程也不相同；其次，應(yīng)用氟的濃度相差很大，故而對試驗結(jié)果亦造成一定影響；最后，在氟對體液免疫影響研究過程中，所應(yīng)用的試驗方法不同，這對試驗結(jié)果也可造成影響。氟化物對體液免疫功能的影響機(jī)制，主要可以從免疫器官、免疫細(xì)胞及免疫相關(guān)分子及其編碼基因考慮。

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