高原脫適應(yīng)人群外周血淋巴細(xì)胞亞群的變化

張立群，柴敏東，潘志強(qiáng)，鄭艷芬，趙 坤，趙 鑫，張 琳，張寧平

（中國人民解放軍 32261 部隊療養(yǎng)科，云南 安寧 650307）

目前，高原的定義尚不明確[1]。地理學(xué)上，將海拔大于500 m 的地區(qū)稱之為高原。醫(yī)療屆曾經(jīng)將海拔大于3 000 m 的地區(qū)稱之為生理高原區(qū)[2]，第六屆國際高原醫(yī)學(xué)大會于2004 年在青海西寧確定海拔2 500 m 以上為高原[3]。根據(jù)不同海拔高原環(huán)境中人體出現(xiàn)的生理反應(yīng)，將海拔劃分為低海拔（500～1 500 m）、中海拔（1 500～2 500 m）、高海拔（2 500～4 500 m）、特高海拔（4 500～5 500 m）、極高海拔（>5 500 m）[4]。高原低氧低壓環(huán)境會影響從中低海拔地區(qū)進(jìn)入高海拔高原地區(qū)的機(jī)體，使機(jī)體發(fā)生一系列形態(tài)結(jié)構(gòu)、功能和代謝能力變化去適應(yīng)特殊的高原環(huán)境。當(dāng)重新返回中低海拔地區(qū)時，機(jī)體為適應(yīng)高原低氧低壓特殊環(huán)境所建立的新的穩(wěn)態(tài)環(huán)境將會被打破，并發(fā)生一系列生理、病理改變?nèi)ミm應(yīng)新的氧環(huán)境，這個再適應(yīng)的過程被稱為“高原脫適應(yīng)（high altitude de-adaptation，HADA）”[5-6]。約50%～80%的高原世居者或者長期生活在高原地區(qū)的中低海拔地區(qū)移居者，到達(dá)中低海拔地區(qū)時會出現(xiàn)一系列代償適應(yīng)性反應(yīng)，包括頭暈、嗜睡、心慌、胸悶、氣短、咳喘、納差和睡眠障礙等“脫適應(yīng)癥狀”，被稱作“高原脫適應(yīng)反應(yīng)（high altitude de-adaptation reaction，HADAR）”。

研究表明高原脫適應(yīng)癥狀發(fā)生率及嚴(yán)重程度在達(dá)中海拔15 d 時有顯著改善[7-8]。低氧作為一種應(yīng)激刺激原可以激發(fā)機(jī)體免疫細(xì)胞活化、分化和免疫應(yīng)答，使機(jī)體免疫功能發(fā)生變化[9-10]。研究表明[11]，低氧作為應(yīng)激原可以降低T 淋巴細(xì)胞活性，增加巨噬細(xì)胞活性。缺氧使淋巴細(xì)胞發(fā)生明顯變化，導(dǎo)致機(jī)體發(fā)生暫時的免疫抑制進(jìn)而增加機(jī)體對疾病的易感性[12]。流行病學(xué)調(diào)查表示，高原居住者更加容易肺部感染，高原世居者嬰兒肺炎發(fā)病率更高，高原病毒性感冒更容易進(jìn)展成為高原肺水腫（high altitude pulmonary edema，HAPE）[13]。機(jī)體的免疫系統(tǒng)與神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)共同維持和調(diào)節(jié)機(jī)體的內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)[14]。氧環(huán)境的變化作用于免疫系統(tǒng)影響機(jī)體免疫功能，使機(jī)體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)產(chǎn)生改變。目前對高原脫適應(yīng)的研究尚處于較為初級的階段，研究多集中在臨床癥狀表現(xiàn)和發(fā)病率等方面，對脫適應(yīng)反應(yīng)相關(guān)的各系統(tǒng)的生理病理機(jī)制、對人體的影響規(guī)律等尚不明確[15]。高原脫適應(yīng)對機(jī)體的影響研究集中在呼吸系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)及消化系統(tǒng)[16-18]，對免疫系統(tǒng)的影響和兩者之間的相互影響研究較少。為了研究免疫系統(tǒng)和高原脫適應(yīng)癥的相互影響和內(nèi)在機(jī)制，筆者對高原脫適應(yīng)人群外周血淋巴細(xì)胞亞群進(jìn)行了分析研究。

1 資料與方法

1.1 研究對象

選擇從海拔3 000 m 以上高原地區(qū)前來云南省安寧市（海拔1 828 m）療養(yǎng)的健康人群47 名，年齡20～44 歲，平均年齡（28.40±5.76）歲，以上人員均為男性，經(jīng)健康體檢均無器質(zhì)性損傷。研究對象的納入標(biāo)準(zhǔn)[2]為在海拔3 000 m 以上環(huán)境中居住且已習(xí)服高原環(huán)境后，返回中海拔的療養(yǎng)人員。根據(jù)海拔分類標(biāo)準(zhǔn)[19]將研究對象分為高海拔組（高原居住3 000 m≤海拔≤4 500 m）和特高海拔組（4 500 m <海拔≤5 500 m）[4]。研究表明居住高原超過1a 時間機(jī)體免疫功能會產(chǎn)生變化，因此根據(jù)高原居住時間1 a 為標(biāo)準(zhǔn)對所有人員進(jìn)行分組。排除標(biāo)準(zhǔn)[15]包括：（1）排除有心、肺、腦、腎等器官其他原發(fā)疾病患者；（2）有嚴(yán)重的軀體疾病，無法配合本研究者；（3）低原反應(yīng)臨床癥狀嚴(yán)重，并進(jìn)行性加重，需要返回高原環(huán)境或送專科醫(yī)院治療者。本研究經(jīng)研究對象知情同意，經(jīng)陸軍軍醫(yī)大學(xué)第二附屬醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)（批準(zhǔn)編號2022-研第505-01）。

1.2 研究方法

所有人員于入院療養(yǎng)第1 天和第15 天采集清晨空腹靜脈血5 mL，標(biāo)本經(jīng)EDTA 抗凝，4℃保存，當(dāng)天檢測。使用美國BD 公司FACSLyric 流式細(xì)胞儀及原裝配套MultitestTM IMK KIT 4 色淋巴細(xì)胞亞群檢測試劑檢測淋巴細(xì)胞亞群，包括總T 細(xì)胞（CD3+）、CD4+T 細(xì)胞（CD3+CD4+）、CD8+T 細(xì)胞（CD3+CD8+）、NK 細(xì)胞（CD3-CD16/56+）、CIK 細(xì)胞（CD3+CD56+）、B 細(xì)胞（CD3-CD19+）的百分含量以及CD4+/CD8+細(xì)胞比值。

1.3 統(tǒng)計學(xué)處理

采用SPSS25.0 統(tǒng)計軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理。計量資料數(shù)據(jù)用均值±標(biāo)準(zhǔn)差（）表示，正態(tài)分布計量資料兩兩比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，非正態(tài)分布計量資料兩兩比較采用Mann-Whiitney檢驗(yàn)。進(jìn)行自身前后對比的連續(xù)型變量，當(dāng)其差值符合正態(tài)分布時采用配對t檢驗(yàn)，差值不符合正態(tài)分布時采用配對Wilcoxon秩和檢驗(yàn)。計數(shù)資料使用卡方檢驗(yàn)。α=0.05，P<0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 高原脫適應(yīng)期第1 天外周血淋巴細(xì)胞亞群的特征

研究對象總?cè)藬?shù)為47 例，其中27 例年齡 <30 歲，20 例年齡≥30 歲；高原居住海拔≤4 500 m的13 例，海拔 >4 500 m 的34 例；高原居住時間<1 a 的24 例，高原居住時間≥1 a 的23 例。高原人群返回亞高原地區(qū)第1 天外周血T 淋巴細(xì)胞亞群（CD3+、CD4+、CD8+）、NK 細(xì)胞、CIK 細(xì)胞和B 淋巴細(xì)胞百分比與年齡和高原居住海拔等特征無關(guān)（P>0.05），見表1。CD3+T 細(xì)胞和B 細(xì)胞百分比與高原居住時間有關(guān)，高原居住時間≥1 a的人員在返回中海拔地區(qū)第1 天相比比高原居住時間 <1 a 的人員CD3+T 淋巴細(xì)胞更低、B 淋巴細(xì)胞更高（P<0.05），見圖1A。CD4+T 淋巴細(xì)胞、CD8+T 淋巴細(xì)胞、NK 細(xì)胞和CIK 細(xì)胞百分比與高原居住時間無關(guān)（P>0.05），見圖1A。CD4+/CD8+在不同高原居住時間之間的差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05），見圖1B。

圖1 不同高原居住時間的人員返回亞高原地區(qū)第1 天外周血淋巴細(xì)胞亞群百分比Fig.1 The percentages of different resident duration of immigrant’s peripheral blood lymphocyte subsets within first day de-adaptated from high altitude

表1 高原脫適應(yīng)期第1 天外周血淋巴細(xì)胞亞群百分比與其基本特征的相關(guān)性（）Tab.1 The percentages of migrant’s peripheral blood lymphocyte subsets and its basic characteristics within first day deadaptated from high altitude（）

表1 高原脫適應(yīng)期第1 天外周血淋巴細(xì)胞亞群百分比與其基本特征的相關(guān)性（）Tab.1 The percentages of migrant’s peripheral blood lymphocyte subsets and its basic characteristics within first day deadaptated from high altitude（）

2.2 高原脫適應(yīng)期第15 天外周血淋巴細(xì)胞亞群的特征

高原人群返回中海拔地區(qū)第15 天外周血T 淋巴細(xì)胞亞群（CD3+、CD4+、CD8+）、NK 細(xì)胞、CIK 細(xì)胞和B 淋巴細(xì)胞百分比與年齡和高原居住海拔等特征無關(guān)（P>0.05），見表2。B 細(xì)胞百分比與高原居住時間有關(guān)，高原居住時間≥1 a 的人員在返回中海拔地區(qū)第15 天相比比高原居住時間 <1 a 的人員B 淋巴細(xì)胞百分比更高（P<0.01），見圖2A。CD3+T 淋巴細(xì)胞、CD4+T 淋巴細(xì)胞、CD8+T 淋巴細(xì)胞、NK 細(xì)胞和CIK 細(xì)胞百分比與高原居住時間無關(guān)（P>0.05），見圖2A。CD4+/CD8+在不同高原居住時間之間的差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05），見圖2B。

圖2 不同高原居住時間的人員返回亞高原地區(qū)第15 天外周血淋巴細(xì)胞亞群百分比Fig.2 The percentages of different resident duration of immigrant’s peripheral blood lymphocyte subsets within last day de-adaptated from high altitude

表2 高原脫適應(yīng)期第15 天外周血淋巴細(xì)胞亞群百分比與其基本特征的相關(guān)性（）Tab.2 Percentages of immigrant’s peripheral blood lymphocyte subsets and its basic characteristics within last day deadaptated from high altitude（）

表2 高原脫適應(yīng)期第15 天外周血淋巴細(xì)胞亞群百分比與其基本特征的相關(guān)性（）Tab.2 Percentages of immigrant’s peripheral blood lymphocyte subsets and its basic characteristics within last day deadaptated from high altitude（）

2.3 高原脫適應(yīng)期人外周血淋巴細(xì)胞亞群的變化

如表3 所示，T 淋巴細(xì)胞亞群中，高原脫適應(yīng)期第1 天和第15 天的CD3+T 細(xì)胞和CD4+T 細(xì)胞（輔助性T 細(xì)胞）百分比差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05），高原脫適應(yīng)期第15 天和第1 天相比，CD8+T 細(xì)胞（細(xì)胞毒性T 細(xì)胞）百分比增加，CD4+/CD8+的比值下降（P<0.05）。對于NK（自然殺傷細(xì)胞），高原脫適應(yīng)期第15 天比第1 天增加（P<0.05）。對于CIK（細(xì)胞因子誘導(dǎo)的殺傷細(xì)胞），高原脫適應(yīng)期第15 天比第1 天增加（P<0.01）。對于CD19+細(xì)胞（B 淋巴細(xì)胞），高原脫適應(yīng)期差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。

表3 高原脫適應(yīng)期人外周血淋巴細(xì)胞亞群百分比變化（）Tab.3 The changes of peripheral blood lymphocyte subsets of immigrants de-adaptated from high altitude（）

表3 高原脫適應(yīng)期人外周血淋巴細(xì)胞亞群百分比變化（）Tab.3 The changes of peripheral blood lymphocyte subsets of immigrants de-adaptated from high altitude（）

*P <0.05；** P <0.01。

2.4 高原脫適應(yīng)人群免疫功能狀態(tài)的變化

當(dāng)CD4+/CD8+比值 >2.6 時通常稱細(xì)胞免疫功能為“過度活躍”狀態(tài)，當(dāng)CD4+/CD8+比值 <1.0 時為“免疫抑制”狀態(tài)。根據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)可以對高原脫適應(yīng)人群的免疫狀態(tài)進(jìn)行評估[20]。結(jié)果提示：高原人員返回亞高原地區(qū)15 d 免疫功能狀態(tài)沒有變化差異（P>0.05），見圖3。

圖3 高原脫適應(yīng)人群免疫功能狀態(tài)的分布分析Fig.3 The analysis of immune function status of immigrants de-adaptated from high altitude

3 討論

人體免疫系統(tǒng)由免疫分子、細(xì)胞和器官組成，是起到機(jī)體防御功能的屏障。機(jī)體免疫功能包括特異性免疫和非特異性免疫，特異性免疫由T 淋巴細(xì)胞、B 淋巴細(xì)胞和抗原遞呈細(xì)胞等組成，非特異性免疫主要包括紅細(xì)胞、單核/巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞[21]。大量研究表明高原的低氧環(huán)境會影響機(jī)體免疫功能異常[10]，引起免疫抑制使機(jī)體更易被感染[22]。大量研究關(guān)注在高原人群和急進(jìn)高原人群的免疫功能變化，較少研究高原人群離開高原返回較低海拔地區(qū)脫適應(yīng)過程中的免疫功能變化及其和機(jī)體的相互影響。本研究通過分析高原脫適應(yīng)期人群外周血淋巴細(xì)胞亞群變化分析高原脫適應(yīng)階段機(jī)體的免疫功能變化，旨在為減輕高原脫適應(yīng)反應(yīng)和增強(qiáng)機(jī)體對氧環(huán)境改變適應(yīng)能力提供理論基礎(chǔ)。

本研究發(fā)現(xiàn)，高原脫適應(yīng)期淋巴細(xì)胞亞群變化與年齡和在高原居住海拔不相關(guān)，脫適應(yīng)初期T 淋巴細(xì)胞和B 淋巴細(xì)胞百分比與高原居住時長有關(guān)，而脫適應(yīng)15 d 只有B 淋巴細(xì)胞和高原居住時長有關(guān)。因此可能提示高原居住時長會影響機(jī)體脫適應(yīng)的細(xì)胞免疫和體液免疫。這與一些研究證明的高原海拔影響機(jī)體免疫功能[23-25]不符，提示高原脫適應(yīng)反應(yīng)對免疫功能的影響不完全與高原低氧對免疫功能的影響一致，其中可能存在著不同的作用機(jī)制。本研究隨機(jī)選取來院療養(yǎng)人員為研究對象，由于來院療養(yǎng)人員均為男性，性別對高原脫適應(yīng)人群外周血淋巴細(xì)胞亞群和免疫功能的變化影響還需要進(jìn)行更確切的研究。T 淋巴細(xì)胞在淋巴細(xì)胞中占大部分，介導(dǎo)特異性細(xì)胞免疫，根據(jù)表面抗原標(biāo)志和功能特征，分為CD4+T細(xì)胞和CD8+T 2 個亞群。CD4+T 淋巴細(xì)胞是輔助性T 細(xì)胞（helper T cells，Th），其作用為輔助T 細(xì)胞受體識別外來抗原，是免疫反應(yīng)的中心細(xì)胞。CD8+T 淋巴細(xì)胞為細(xì)胞毒性T 細(xì)胞（Cytotoxic T cells，Tc），具有抗原特異性的對靶細(xì)胞的殺傷作用[26]，是免疫反應(yīng)的效應(yīng)細(xì)胞。高原低氧環(huán)境引起T 淋巴細(xì)胞亞群和數(shù)量變化[27-28]，降低T 淋巴細(xì)胞活性[11]。有研究發(fā)現(xiàn)長時間缺氧使CD3+T細(xì)胞和CD4+T 細(xì)胞數(shù)量下降[23]，或CD4+T 細(xì)胞和CD8+T 細(xì)胞下降[29]。本研究發(fā)現(xiàn)高原脫適應(yīng)期隨著時間增長，CD8+T 淋巴細(xì)胞上升，提示由于氧含量的增加機(jī)體的特異性免疫可能增加，有可能是高原低氧刺激的T 細(xì)胞減少的可逆過程。CD4+/CD8+是免疫調(diào)節(jié)的核心環(huán)節(jié)，其中任何一類細(xì)胞過度活化或者功能亢進(jìn)均可導(dǎo)致免疫缺陷。筆者研究發(fā)現(xiàn)，隨著高原脫適應(yīng)期的進(jìn)展，CD8+T 細(xì)胞百分含量增加提示免疫功能增強(qiáng)，但CD4+/CD8+比值下降易造成免疫缺陷，因此可能提示高原脫適應(yīng)期的細(xì)胞免疫處于一定程度的紊亂狀態(tài)。研究認(rèn)為，機(jī)體細(xì)胞免疫受低氧和極端氣候的影響，機(jī)體為了達(dá)到免疫協(xié)同和內(nèi)在穩(wěn)態(tài)，各系統(tǒng)達(dá)到新的平衡，從而適應(yīng)高原低氧環(huán)境導(dǎo)致的生理病理改變[30-31]。該理論也可以解釋本研究的結(jié)果，高原脫適應(yīng)期機(jī)體免疫系統(tǒng)可能也通過形成新的平衡狀態(tài)維持機(jī)體的穩(wěn)態(tài)。低氧環(huán)境對B 淋巴細(xì)胞影響的研究較少，有研究表示高原低氧環(huán)境對B淋巴細(xì)胞介導(dǎo)的體液免疫無顯著影響[32]。該結(jié)果和本研究高原脫適應(yīng)對B 淋巴細(xì)胞無顯著影響一致，提示氧環(huán)境對B 淋巴細(xì)胞影響較小，高原脫適應(yīng)反應(yīng)對B 淋巴細(xì)胞介導(dǎo)的體液免疫反應(yīng)影響較小。NK 細(xì)胞是大型的顆粒狀淋巴細(xì)胞，表達(dá)CD16 和CD56 抗原，通過直接作用靶細(xì)胞或者分泌抗體殺傷病原微生物參與非特異性免疫。急性高原暴露使NK 細(xì)胞活性和數(shù)量均顯著上升[33-34]，本研究發(fā)現(xiàn)高原脫適應(yīng)期NK細(xì)胞百分含量也是上升的。CIK 是細(xì)胞因子誘導(dǎo)的殺傷細(xì)胞，是具有較強(qiáng)細(xì)胞毒作用和增殖能力的免疫活性細(xì)胞，人外周血中存在少量的CIK，大約在1%～5%含量。Braquet 等[35]認(rèn)為外周血NK 和CD3+CD56+細(xì)胞增高可能是一種自身保護(hù)性免疫機(jī)制。不同疾病患者體內(nèi)CD3+CD56+細(xì)胞可能增高也可能降低[36-37]。筆者研究發(fā)現(xiàn)從高原返還低海拔地區(qū)的人員體內(nèi)CIK 百分含量較高，且在脫適應(yīng)期具有顯著差異的升高。成人外周血中CIK 含量較高應(yīng)引起重視，高原脫適應(yīng)與其內(nèi)在影響也值得研究。

本研究發(fā)現(xiàn)了高原脫適應(yīng)人群的淋巴細(xì)胞亞群變化情況，提示了高原脫適應(yīng)反應(yīng)對機(jī)體免疫功能的影響，對高原脫適應(yīng)癥的機(jī)制研究和臨床治療提供了理論基礎(chǔ)。鑒于機(jī)制并不明確，對高原脫適應(yīng)期出現(xiàn)的淋巴細(xì)胞亞群變化的解讀仍需進(jìn)一步探索，深入探索高原脫適應(yīng)期的免疫功能變化。