大氣中PM2.5污染現(xiàn)狀、健康效應(yīng)及其致炎癥機(jī)制研究進(jìn)展

王佳，蔣守芳，劉冉*，丁震

(1. 東南大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院，江蘇 南京 210009；2. 華北理工大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院，河北 唐山 063210；3. 江蘇省疾病預(yù)防控制中心，江蘇 南京 210009)

空氣污染對人類健康的影響越來越大，其導(dǎo)致的健康問題尤其是慢性非傳染性疾病已引起人們的高度重視。全球疾病研究顯示，2015年，細(xì)顆粒物(PM2.5)暴露導(dǎo)致420萬人超額死亡，占全球總死亡人數(shù)的7.6%，1.031億傷殘調(diào)整生命年(DALYs)發(fā)生改變，占全球DALYs的4.2%[1]。眾多研究表明，PM2.5可對呼吸系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、中樞神經(jīng)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)、血液系統(tǒng)與皮膚等造成損害[2-4]，甚至還可對下一代產(chǎn)生遠(yuǎn)期危害，如嬰兒出生體重低等[5]。

炎癥反應(yīng)是造成機(jī)體損害的眾多重要機(jī)制之一[6]，但PM2.5因其復(fù)雜的組分和獨(dú)特的理化性質(zhì)，使其致炎作用機(jī)制十分復(fù)雜?，F(xiàn)對PM2.5對機(jī)體造成損傷的炎癥機(jī)制進(jìn)行綜述和總結(jié)，為有效預(yù)防與治療相關(guān)疾病提供理論依據(jù)。

1 PM2.5污染現(xiàn)狀

1.1 全球污染現(xiàn)狀

《2020全球空氣狀況報告》指出，2019年，超過90%的全球人口暴露于PM2.5年均質(zhì)量濃度>10 μg/m3的國家和地區(qū)，其中亞洲、非洲和中東的PM2.5年均暴露風(fēng)險最高[7]。2010—2019年，全球PM2.5暴露風(fēng)險略有下降，以中國、越南和泰國為代表的東亞和東南亞的一些地區(qū)，空氣質(zhì)量出現(xiàn)了改善，而北非、中東和撒哈拉以南非洲地區(qū)空氣污染改善進(jìn)展甚微，甚至有些地區(qū)PM2.5暴露風(fēng)險持續(xù)增加。

研究表明，亞洲國家的PM2.5日均質(zhì)量濃度為27～1 420 μg/m3，其來源主要是交通運(yùn)輸業(yè)、工業(yè)(工廠和采礦)、烹飪和固體燃料加熱[8]。在非洲大陸，塞內(nèi)加爾、毛里求斯和加納的PM2.5年均質(zhì)量濃度>30 μg/m3[9]。交通運(yùn)輸、生物質(zhì)燃料燃燒以及沙塵暴是非洲國家PM2.5的主要貢獻(xiàn)來源[10]。與世界其他地區(qū)相比，歐洲因具有綠色發(fā)展技術(shù)和較低的人口密度等優(yōu)勢，其空氣質(zhì)量較好[11]，PM2.5日均質(zhì)量濃度為15～20 μg/m3[9]。與亞洲和非洲不同，南美的大多數(shù)國家其PM2.5年均質(zhì)量濃度<30 μg/m3[9]。Chul-Hee等[12]通過對同期社會環(huán)境驅(qū)動因素與PM2.5濃度水平關(guān)系進(jìn)行時間序列分析得出，近20年來，PM2.5濃度水平在發(fā)展中國家有所上升，在發(fā)達(dá)國家有所下降，其增加幅度與總?cè)丝谠黾语@著相關(guān)，與地區(qū)植被綠度顯著負(fù)相關(guān)。

1.2 國內(nèi)污染現(xiàn)狀

由于《大氣污染防治計劃》的實施，2010—2019年，中國環(huán)境空氣中PM2.5濃度水平下降了30%[7]。2020年全國PM2.5年均質(zhì)量濃度為33 μg/m3，以PM2.5為首要污染物的天數(shù)占重度及以上污染天數(shù)的51%，較2019年進(jìn)一步下降。由此可見，中國的PM2.5污染狀況隨著國家政策的實施正在逐步得到改善。

研究表明，城市的城區(qū)及其鄰近鄉(xiāng)村在年或季節(jié)尺度上存在PM2.5濃度和組分的顯著差異，其中一個可能的原因是PM2.5來源不同。城區(qū)的PM2.5主要來自機(jī)動車尾氣和揚(yáng)塵，而鄉(xiāng)村的PM2.5主要來自生物質(zhì)燃燒，城區(qū)獨(dú)有的動力、熱力及污染物排放特征也會對PM2.5的城鄉(xiāng)差異產(chǎn)生影響。姜蘊(yùn)聰?shù)萚13]選取中國 6 大城市群中的11座代表性城市，分析各城市間PM2.5濃度的城鄉(xiāng)差異規(guī)律，結(jié)果表明，11座代表性城市的PM2.5濃度在時間上表現(xiàn)出冬高、夏低的季節(jié)變化規(guī)律，在空間上呈現(xiàn)從南到北逐漸升高的趨勢。京津冀和長三角地區(qū)的城市城區(qū)的PM2.5濃度最高，而粵港澳大灣區(qū)和內(nèi)陸城市群(成渝、長江中游、關(guān)中平原城市群)其郊區(qū)的PM2.5濃度最高。李瑾等[14]通過探討關(guān)中平原城市和農(nóng)村地區(qū)PM2.5的化學(xué)組成和來源差異，發(fā)現(xiàn)西安市區(qū)的PM2.5與碳組分等大部分無機(jī)離子均有強(qiáng)相關(guān)性。K+與碳組分，以及與Ca2+和Mg2+的相關(guān)性表明，藺村PM2.5中K+主要來自生物質(zhì)燃燒排放，但西安市區(qū)的PM2.5則主要與道路揚(yáng)塵和建筑粉塵等有關(guān)。由此可見，空氣污染，尤其是PM2.5濃度和組分的城鄉(xiāng)差異對公眾健康的危害越來越引起人們的重視。

2 PM2.5的健康危害

2.1 PM2.5濃度對健康的危害

《2020全球疾病負(fù)擔(dān)報告》指出，2019年，空氣污染導(dǎo)致全球667萬人死亡，占全球死亡總數(shù)的近12%；空氣污染是導(dǎo)致早逝的主要環(huán)境風(fēng)險因素，其影響僅次于高血壓、煙草使用和飲食風(fēng)險[7]。一項來自24個國家或地區(qū)的652個城市的環(huán)境顆粒物污染與日死亡率的關(guān)系表明：當(dāng)天和前一天PM2.5質(zhì)量濃度每增加10 μg/m3，每日全死因死亡率增加0.68%[95%置信區(qū)間(95%CI),0.59～0.77]，每日心血管死亡率增加0.55% (95%CI,0.45～0.66)，每日呼吸系統(tǒng)死亡率增加0.74%(95%CI,0.53～0.95)[15]。以上數(shù)據(jù)表明，約80%的非傳染性疾病負(fù)擔(dān)歸因于空氣污染，而這些高水平暴露又大都發(fā)生在中低收入國家，中國作為發(fā)展中國家，PM2.5污染也是一個備受重視的公共衛(wèi)生問題[16]。

2.2 PM2.5組分對健康的危害

一項基于流行病學(xué)和毒理學(xué)綜合研究的國家顆粒物組分毒性(NPACT)計劃表明：PM2.5對于居民健康的影響不僅取決于其粒徑和濃度，還與其組分密切相關(guān)，PM2.5的化學(xué)組分對健康的影響是目前研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)[17]。施小明[18]通過獲得不同組分的顆粒物與人群發(fā)病率、死亡率、早期效應(yīng)標(biāo)志和亞臨床指標(biāo)的暴露-反應(yīng)關(guān)系，更加深入地認(rèn)識PM2.5對人體健康的急、慢性損害作用，從而應(yīng)采取針對性的措施控制大氣PM2.5污染，降低其對人體健康的不良影響，促進(jìn)環(huán)境健康決策的制定。

一項關(guān)于慢性阻塞性肺病的研究發(fā)現(xiàn)，PM2.5中的硝酸鹽和銨鹽對氣道炎癥因子編碼基因的DNA甲基化有較強(qiáng)影響[19]。郭新彪等[20-22]研究顯示，PM2.5中的有機(jī)碳(OC)、元素碳(EC)、鎳、鋅、鎂、鉛、砷、氯離子和氟離子等對血壓水平有重要影響；而鋅、鈷、錳、硝酸根離子、氯離子、二次有機(jī)碳、鋁等對心血管生物標(biāo)志物有重要影響。一項關(guān)于PM2.5組分對健康的影響調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，西安市PM2.5的化學(xué)組分銨根離子、硝酸根離子、氯離子等與人群總死亡率、呼吸系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)疾病導(dǎo)致的死亡率升高呈正相關(guān)，且硝酸根離子比PM2.5的整體效應(yīng)更強(qiáng)[23]。

無機(jī)金屬元素一旦進(jìn)入大氣環(huán)境，更容易黏附在微米級顆粒物上，不僅會催化氧化其他污染物從而生成污染性更強(qiáng)的二次細(xì)顆粒物，還易與別的物質(zhì)發(fā)生一系列的氧化還原反應(yīng)使化學(xué)價態(tài)發(fā)生改變，而不同價態(tài)的金屬離子其毒性作用不同[25]。如鐵離子可以催化氧化硫(Ⅳ)，增加大氣環(huán)境中的強(qiáng)酸性污染物質(zhì)[24]。此外，無機(jī)金屬元素還具有不可降解、不斷蓄積、致癌、致畸、致突變作用，可與人體內(nèi)的有機(jī)物質(zhì)結(jié)合并轉(zhuǎn)化為更具毒性的金屬有機(jī)化合物，也可與人體內(nèi)其他金屬元素發(fā)生協(xié)同致毒作用，從而導(dǎo)致人體機(jī)能障礙，引發(fā)一系列損傷效應(yīng)[26-27]。

PM2.5中的OC和EC可以通過呼吸進(jìn)入人體的肺部，給呼吸系統(tǒng)等帶來嚴(yán)重危害。OC中包含多環(huán)芳烴、正構(gòu)烷烴、酞酸酯和醛酮類羧基等多種有機(jī)化合物，具有致癌、致畸、致突變的作用；OC中還夾雜部分如病毒、病菌等具有生物活性的物質(zhì)，也增加了人類患病風(fēng)險[28]。Zhang等[29]研究表明，在PM2.5短期暴露下，OC和EC可能引起氣道炎癥反應(yīng)，引起遺傳調(diào)控的改變。

3 PM2.5產(chǎn)生炎癥反應(yīng)的途徑及機(jī)制

3.1 PM2.5產(chǎn)生炎癥反應(yīng)的途徑

PM2.5粒徑越小，比表面積越大，進(jìn)入機(jī)體的部位越深，表面富集有害物質(zhì)越多，對機(jī)體造成的損害越嚴(yán)重[30]。研究表明，PM2.5可通過3種途徑導(dǎo)致機(jī)體各系統(tǒng)發(fā)生炎癥反應(yīng)：(1)顆粒物是否進(jìn)入人體或進(jìn)入人體的部位是由其空氣動為學(xué)直徑(AED)決定的，AED>10 μm的顆粒物大部分會被阻留在鼻腔和上呼吸道，AED<10 μm的可進(jìn)入咽喉。PM2.5則可隨氣流到達(dá)氣管和支氣管深部，沉積在肺泡中，甚至透過氣血屏障進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)，到達(dá)機(jī)體各系統(tǒng)[31]，從而導(dǎo)致機(jī)體各器官發(fā)生炎癥反應(yīng)；(2)由于PM2.5粒徑過小，其中的超細(xì)粒子可以直接通過人體的血腦屏障進(jìn)入大腦[32]，從而導(dǎo)致機(jī)體神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)生炎癥反應(yīng)；(3)PM2.5中粒徑較小的粒子可經(jīng)由鼻腔中的嗅神經(jīng)及面部的三叉神經(jīng)末梢等途徑轉(zhuǎn)運(yùn)至大腦，引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生炎癥反應(yīng)，從而導(dǎo)致腦內(nèi)神經(jīng)元的炎性癥狀、病變甚至壞死等[33]。

3.2 PM2.5產(chǎn)生炎癥反應(yīng)的機(jī)制

PM2.5引起機(jī)體細(xì)胞、器官、組織、系統(tǒng)損傷的機(jī)制眾多，但因其粒徑小、組分復(fù)雜，加之機(jī)體各系統(tǒng)之間相互聯(lián)系，至今PM2.5對機(jī)體造成損傷的毒理學(xué)機(jī)制仍未完全闡明。結(jié)合國內(nèi)外學(xué)者的研究成果，目前PM2.5致機(jī)體損傷的機(jī)制有以下幾種：氧化應(yīng)激損傷、局部和系統(tǒng)炎癥反應(yīng)損傷、細(xì)胞鈣穩(wěn)態(tài)失衡損傷，以及從PM2.5的物理、化學(xué)、生物學(xué)特性等角度提出的損傷機(jī)制，如有害有機(jī)組分損傷機(jī)制、物理特征損傷機(jī)制、生物質(zhì)組分損傷機(jī)制、酸性氣溶膠損傷機(jī)制等。目前普遍接受和認(rèn)可的是氧化應(yīng)激損傷以及局部和系統(tǒng)炎癥反應(yīng)損傷機(jī)制。氧化損傷可導(dǎo)致各種炎癥介質(zhì)的釋放，而炎癥的發(fā)生又可以加重細(xì)胞的氧化損傷，這2種機(jī)制相輔相成。

炎癥是機(jī)體對于刺激產(chǎn)生的一種自動防御反應(yīng)。一般情況下，在致炎因素作用下機(jī)體產(chǎn)生的炎癥因子是有利的，是機(jī)體受損后的一種自我修復(fù)。在修復(fù)過程中，機(jī)體的一些細(xì)胞可同時產(chǎn)生白細(xì)胞介素IL-4、IL-10和可溶性TNF受體等抗炎介質(zhì)。這些抗炎介質(zhì)可以對抗炎癥因子(如IL-1β、IL-6、IL-8、干擾素-γ、CRP、TNF-a、纖維蛋白原、白細(xì)胞)，控制炎癥因子的生成量，將炎癥控制在局部和一定的程度。當(dāng)機(jī)體受到嚴(yán)重的創(chuàng)傷、感染和外界高濃度持續(xù)性的炎癥因子攻擊時，平衡被打破，就會出現(xiàn)機(jī)體的自我損傷或者機(jī)體免疫失能，也可發(fā)生血管收縮-舒張功能障礙、動脈粥樣硬化、心律失常及心率變異性改變等非炎癥性疾病[6]?，F(xiàn)從介導(dǎo)信號通路和介導(dǎo)細(xì)胞自噬這2個方面針對PM2.5引起的炎癥反應(yīng)分子機(jī)制進(jìn)行歸納討論，以期為后續(xù)關(guān)于PM2.5的毒理學(xué)效應(yīng)機(jī)制的研究提供借鑒。

3.2.1 介導(dǎo)信號通路調(diào)控炎癥反應(yīng)

3.2.1.1 核轉(zhuǎn)錄因子信號通路

PM2.5致機(jī)體局部組織或系統(tǒng)產(chǎn)生的炎癥反應(yīng)在其導(dǎo)致相關(guān)疾病的發(fā)生、發(fā)展過程中起著重要作用[34]。核轉(zhuǎn)錄因子(NF-κB)是廣泛存在于各種類型細(xì)胞中的一種轉(zhuǎn)錄因子。NF-κB通常與抑制因子(I-κB)結(jié)合在一起，以非活性的形式定位在細(xì)胞質(zhì)中[35]。當(dāng)受到PM2.5等外界物質(zhì)刺激時，不僅可直接引起細(xì)胞內(nèi)編碼轉(zhuǎn)錄因子、炎癥相關(guān)因子基因的轉(zhuǎn)錄水平增高，造成機(jī)體炎性損傷，還可通過經(jīng)典或非經(jīng)典途徑激活NF-κB信號通路刺激機(jī)體內(nèi)編碼轉(zhuǎn)錄因子、炎性相關(guān)因子的基因開始轉(zhuǎn)錄，進(jìn)而釋放炎癥因子，啟動細(xì)胞因子的級聯(lián)反應(yīng)，導(dǎo)致廣泛彌漫的炎癥損傷[36]。機(jī)體內(nèi)TNF-a是一種重要的前炎癥因子，能誘導(dǎo)其他炎癥因子如IL-6的產(chǎn)生，是炎癥級聯(lián)反應(yīng)的始動因子[37]。而IL-6是一種多向性炎癥因子，具有增強(qiáng)多種炎癥介質(zhì)、促進(jìn)炎癥細(xì)胞聚集的作用，亦是反映機(jī)體急性炎癥損傷的重要指標(biāo)之一。在經(jīng)典途徑中，I-κB 被上游I-κB激酶(IKK)磷酸化，被泛素化的26S蛋白酶體降解，解離出NF-κB復(fù)合物，該復(fù)合物轉(zhuǎn)運(yùn)并與核內(nèi)NF-κB共有位點(diǎn)結(jié)合，激活多種炎癥相關(guān)基因的表達(dá)，促進(jìn)炎癥因子以及炎癥趨化因子如IL-6、TNF-a等的釋放[38-39]。而TNF-a可通過正反饋機(jī)制再次激活NF-κB，進(jìn)一步增加TNF-a的分泌，還可誘導(dǎo)其他炎癥因子IL-1β、IL-8的生成和釋放，引起級聯(lián)反應(yīng)，進(jìn)而導(dǎo)致最初的炎癥信號進(jìn)一步放大[40]。

一項探討NF-κB與妊娠期糖尿病(GDM)炎癥反應(yīng)發(fā)生、發(fā)展以及終末炎癥因子之間的關(guān)系的研究表明，細(xì)胞中NF-κB的活化量與終末炎癥因子TNF-a、IL-1水平呈正相關(guān)關(guān)系，可認(rèn)為NF-κB可作為細(xì)胞內(nèi)多條轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的匯合點(diǎn)，介導(dǎo)信號向胞核內(nèi)轉(zhuǎn)導(dǎo)，通過調(diào)控終末炎癥因子水平，參與了GDM炎癥反應(yīng)的發(fā)生，并可能在其中起著類似“開關(guān)點(diǎn)”的作用[41]。實驗研究證實，機(jī)體暴露于PM2.5后，血液中的IL-6、TNF-a、干擾素等升高，NF-κB增高，肝臟產(chǎn)生的C反應(yīng)蛋白(CRP)和纖維蛋白原等增多[42]。此外，PM2.5所含有的生物成分(孢粉、細(xì)菌、病毒等)可作為刺激因子激活細(xì)胞內(nèi)NF-κB的信號通路，誘導(dǎo)TNF-a、IL-6等的表達(dá)與釋放，促進(jìn)炎癥反應(yīng)，進(jìn)而導(dǎo)致疾病發(fā)生[43-44]。

3.2.1.2 Janus激酶/信號轉(zhuǎn)導(dǎo)因子與轉(zhuǎn)錄激活子信號通路

PM2.5可通過激活Janus激酶/信號轉(zhuǎn)導(dǎo)因子與轉(zhuǎn)錄激活子(JAK/STAT)信號通路誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)。JAK/STAT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路是一條廣泛存在于細(xì)胞膜上，通過胞外細(xì)胞因子激活JAK激酶和STAT蛋白而將信號傳達(dá)到胞內(nèi)的經(jīng)典通路。JAK/STAT信號途徑包括JAK激酶(JAK1、JAK2、JAK3、TYK2)和STAT蛋白(STAT1—STAT6)[45]。JAK激酶是Janus家族酪氨酸激酶，STAT蛋白是信號轉(zhuǎn)導(dǎo)因子及轉(zhuǎn)錄激活子，也是JAK激酶的底物。JAK/STAT的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程如下[46]：細(xì)胞因子和相應(yīng)細(xì)胞因子受體結(jié)合，依次出現(xiàn)與受體耦聯(lián)的JAK激酶聚集，磷酸化并活化，受體上的酪氨酸位點(diǎn)磷酸化并產(chǎn)生與STAT蛋白結(jié)合的區(qū)域，從而使STAT蛋白磷酸化，最后STAT蛋白進(jìn)入核內(nèi)同其他一些轉(zhuǎn)錄因子相互作用從而調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄。

馬曉燕[47]通過檢測哮喘患者血清炎癥因子、外周血樣淋巴細(xì)胞內(nèi)酪氨酸激酶和轉(zhuǎn)錄因子(mRNA)的表達(dá)水平，發(fā)現(xiàn)PM2.5可能通過氧化應(yīng)激-JAK/STAT信號通路誘發(fā)哮喘加重，調(diào)控炎癥反應(yīng)。平飛飛[48]研究了Ca2+-JAK1-STAT1信號通路在PM2.5引起人支氣管上皮細(xì)胞(16 HBE)細(xì)胞炎癥介質(zhì)改變中的調(diào)控作用，結(jié)果表明PM2.5可以通過該信號通路引起人支氣管上皮細(xì)胞TNF-a、細(xì)胞間黏附分子1(ICAM-1)、人高遷移率族蛋白1(HMGB1)等炎癥因子表達(dá)水平的上升。

3.2.1.3 鈣離子信號通路

細(xì)胞內(nèi)鈣穩(wěn)態(tài)平衡對維持細(xì)胞的形態(tài)、功能及細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)有重要作用，細(xì)胞鈣穩(wěn)態(tài)失衡也可能是大氣PM2.5導(dǎo)致炎癥發(fā)生的原因之一。當(dāng)細(xì)胞損傷或受刺激時常伴有細(xì)胞內(nèi)鈣離子(Ca2+)濃度升高，導(dǎo)致細(xì)胞鈣穩(wěn)態(tài)失衡，產(chǎn)生更嚴(yán)重的損傷或死亡[49]。在人類生理活動中，鈣元素起到了重要的作用，胞內(nèi)游離的Ca2+作為第2信使參與調(diào)節(jié)機(jī)體的生理和代謝過程，在生理條件下，細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度變化主要受位于細(xì)胞膜上的Ca2+通道及細(xì)胞內(nèi)鈣庫調(diào)節(jié)。鈣庫操縱的Ca2+通道(SOC)是靜息細(xì)胞Ca2+內(nèi)流的主要機(jī)制[50]。

童國強(qiáng)[51]研究表明，暴露于與交通有關(guān)的PM2.5可通過Ca2+-CaN-NFAT信號通路使Ca2+信號內(nèi)流導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)鈣穩(wěn)態(tài)失衡，從而誘導(dǎo)Jurkat T 淋巴細(xì)胞釋放IL-2，引發(fā)機(jī)體炎癥損傷。Li等[52]研究也發(fā)現(xiàn)，柴油機(jī)排氣顆粒(DEPs)可激活細(xì)胞內(nèi)Ca2+信號內(nèi)流及細(xì)胞內(nèi)鈣穩(wěn)態(tài)失衡，引起人支氣管上皮細(xì)胞炎癥損傷。

3.2.2 介導(dǎo)細(xì)胞自噬調(diào)控炎癥反應(yīng)

自噬( Autophagy) 是通過細(xì)胞質(zhì)中的酸性溶酶體對異常細(xì)胞器、蛋白質(zhì)以及病原體的吞噬、降解，從而形成一種胞內(nèi)環(huán)境分解代謝的平衡機(jī)制[53]。自噬參與細(xì)胞的炎癥反應(yīng)等多種應(yīng)激反應(yīng)，在對機(jī)體的保護(hù)與防御方面起著重要的作用。在不同的感染及免疫性疾病中，自噬所起的作用有所不同。研究證實，適度自噬可減輕炎癥反應(yīng)來促進(jìn)細(xì)胞穩(wěn)態(tài)恢復(fù)；過度自噬就會激活如絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)、NLRP3炎癥小體和NF-κB等的信號通路從而引發(fā)炎癥損傷[54]。炎癥小體是宿主對微生物感染和細(xì)胞損傷產(chǎn)生免疫反應(yīng)形成的胞質(zhì)蛋白復(fù)合物，目前存在NLRP1、NLRP3、NLRC4和AIM2這4個炎癥小體[55]。過度激活的炎癥小體可通過依賴絲氨酸蛋白酶(caspase-1)的分子途徑使炎癥因子IL-1β和IL-18大量釋放，并激活復(fù)雜的下游信號通路，引發(fā)一連串炎癥放大反應(yīng)，在多種炎癥相關(guān)性疾病中發(fā)揮極其重要的作用[56]。最新研究表明，細(xì)胞自噬對炎癥小體活化有一定的調(diào)控作用。

王玉琳等[57]研究表明，PM2.5中的礦物質(zhì)或病原顆粒等組分可誘導(dǎo)支氣管上皮細(xì)胞發(fā)生自噬，過度的細(xì)胞自噬可參與活化NLRP3炎癥小體，促進(jìn)IL-1β和IL-18的分泌，導(dǎo)致機(jī)體炎癥反應(yīng)。丁世彬等[58]研究表明，慢性PM2.5暴露能明顯增加小鼠肺組織的IL-1β和IL-18水平，增強(qiáng)caspase-1活性，以及NLRP3和銜接分子凋亡相關(guān)斑點(diǎn)樣蛋白(ASC) mRNA的表達(dá)，降低單核細(xì)胞的百分比，增加中性粒白細(xì)胞的百分比，導(dǎo)致肺部炎癥發(fā)生。

4 結(jié)語

自《大氣污染防治計劃》實施以來，我國空氣污染狀況雖然得到明顯改善，但PM2.5在大多數(shù)地區(qū)依然超標(biāo)，嚴(yán)重影響著人們的生命質(zhì)量和生活水平。PM2.5可直接或間接刺激細(xì)胞內(nèi)炎癥因子和核轉(zhuǎn)錄因子等異常表達(dá)，而這些因子的過多釋放是導(dǎo)致炎癥產(chǎn)生的主要原因。雖然目前對于PM2.5引起的炎癥反應(yīng)機(jī)制眾多，彼此相互聯(lián)系，但仍舊存在著許多疑問，深入研究PM2.5的不同組分與生物分子之間的相互作用過程將是今后科學(xué)研究中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。