亚热带草花粉通过非IgE依赖性机制抑制外周血单个核细胞对鼻病毒的早期抗病毒应答

《Aspects of Molecular Medicine》：Grass pollen inhibits peripheral blood responses to rhinovirus independent of specific IgE

　　

背景：草花粉（GP）可在致敏个体中诱发过敏性鼻炎（AR）和哮喘。虽然尘螨过敏原通过交联过敏原特异性IgE（sIgE）可减弱抗病毒应答，但花粉的作用尚不明确。本研究旨在探讨草花粉对患有AR及草花粉过敏的成人早期鼻病毒应答的影响，并与对其他过敏原过敏者及非特应性个体进行比较。 方法：研究人员将来自AR合并草花粉过敏成人（n=22）、其他过敏者（n=18）及非特应性对照（n=10）的冻存外周血单个核细胞（PBMCs），分别暴露于人鼻病毒16型（hRV-16）（MOI=1）、巴伊亚草花粉（BaGP）提取物（30 μg/mL）或其联合处理。通过流式细胞术分选浆细胞样树突状细胞（pDCs）和髓样树突状细胞（mDCs），以探究这些细胞在刺激诱导应答中的作用。24小时后的细胞因子分泌及血清BaGP特异性IgE通过ELISA定量检测。 结果：在所有组别中，hRV-16均可诱导干扰素（IFN）-α1和IFN-γ诱导蛋白10（IP-10）的产生，其中非特应性参与者的IFN-α1水平显著高于过敏个体（p≤0.05）；而BaGP可诱导IL-6和TNF-α的分泌。无论过敏状态及是否存在BaGP-sIgE，BaGP提取物均抑制了hRV-16诱导的IP-10产生。然而，其对hRV-16诱导的IFN-α1的影响存在个体差异，且各组间无显著差异。浆细胞样树突状细胞（pDCs）似乎参与了hRV-16诱导的IP-10分泌，该应答可被BaGP抑制，而髓样树突状细胞（mDCs）在BaGP刺激下分泌IL-6。 结论：BaGP提取物抑制了PBMCs中hRV-16诱导的早期抗病毒应答，并诱导炎症应答，这些效应与可检测到的过敏原特异性IgE及过敏状态无关。上述发现提示草花粉提取物对外周免疫系统早期炎症应答具有非IgE介导的作用。

一、研究背景与科学问题

过敏性鼻炎（AR）和过敏性哮喘（AA）是影响全球数百万人的慢性呼吸道疾病，与显著的发病率和严重病例的死亡率相关。在澳大利亚，AR患病率已增至总人口的23.8%，并同时促进哮喘的发生和急性加重。常见气传过敏原，包括尘螨（HDM）和花粉，可触发过敏性呼吸道应答。草花粉（GP）是室外气传过敏原的主要来源，估计约占所有过敏病例的40%，既是AA也是AR的常见触发因素，并与雷暴哮喘事件相关，后者在GP致敏个体中可能表现严重甚至危及生命。

呼吸道病毒感染是哮喘急性加重的公认触发因素。人鼻病毒（hRV）感染占儿童因急性哮喘加重住院病例的三分之二。哮喘成人的固有抗病毒应答存在缺陷，包括I型和III型干扰素（IFN）产生减少。同时，暴露于常见气传过敏原（如HDM）可能进一步加重AA患者的病毒感染。既往研究已证明，HDM过敏原暴露和抗IgE对浆细胞样树突状细胞（pDCs）上FcεR₁的交联，以IgE依赖性方式抑制了对流感病毒的I型IFN应答。此外，多种花粉（如梯牧草、豚草和桦树花粉）暴露已被证明可减弱气道上皮的抗病毒应答，可能增加病毒载量并加重哮喘急性加重。

然而，大多数花粉-病毒相互作用研究主要集中于气道上皮应答，且主要使用温带草花粉物种，对外周血免疫细胞或亚热带草花粉来源的研究相对有限。不同气候带的居民暴露和致敏于不同类型的花粉，气候变化正在改变花粉产生模式，亚热带草种扩展和部分地区花粉季节延长已有证据支持。尽管亚热带草花粉是亚热带地区过敏性呼吸道疾病的主要原因，但其诱导循环免疫细胞炎症细胞因子应答及调节hRV早期抗病毒应答的能力仍缺乏充分表征。

二、研究设计与方法

研究人员从布里斯班亚历山德拉公主医院呼吸专科门诊及实验室和医护人员中连续招募成人参与者，分为三组：草花粉过敏组（GPA，n=22，AR合并巴伊亚草花粉致敏）、其他过敏组（OA，n=18，对其他气传过敏原致敏和/或确诊哮喘）及非特应性对照组（NA，n=10，无任何致敏和过敏病史）。通过皮肤点刺试验（SPT）评估对标准10种气传过敏原的致敏状态。

全血采集后分离血清和血浆，通过密度梯度离心获得PBMCs并冻存备用。巴伊亚草（Paspalum notatum）花粉（BaGP）水提物在含蛋白酶抑制剂的PBS中制备，经5 kDa超滤膜透析过滤并除菌，内毒素水平经鲎变形细胞溶解物（LAL）试验测定仅为2.5单位/mL，培养终浓度0.008内毒素单位/mL。人鼻病毒16型（hRV-16）在HeLa细胞中扩增，通过TCID₅₀测定病毒滴度。

PBMCs以2.5×10⁵细胞/孔接种于96孔板，分别以hRV-16（MOI=1）、BaGP提取物（30 μg/mL）或两者联合刺激24小时。此外，从一名非特应性参与者中通过荧光激活细胞分选（FACS）分离mDCs（CD11c⁺）和pDCs（CD11c^? CD123⁺ CD303⁺ CD304⁺），进行相同刺激。培养上清中IL-6、TNF-α、IFN-α₁和IP-10通过ELISA定量检测。统计分析采用Friedman重复测量方差分析、Wilcoxon符号秩检验和Kruskal-Wallis方差分析。

三、研究结果

参与者临床特征：三组参与者的年龄、性别和BMI无显著差异。GPA组和OA组的哮喘比例分别为74.9%和88.9%，NA组为0%。GPA组的总SPT评分和BaGP特异性SPT显著高于其他两组（p<0.0001）。血清BaGP特异性IgE水平在GPA组显著高于OA和NA组（p<0.0001）。

BaGP抑制hRV-16诱导的IP-10应答：hRV-16在所有组别中均诱导高水平的IP-10分泌。BaGP提取物的存在显著降低了所有组别中hRV-16诱导的IP-10水平，且该抑制效应在GPA、OA和NA三组之间无显著差异，表明BaGP对IP-10的抑制作用独立于过敏状态和BaGP-sIgE的存在。

IFN-α₁应答的组间差异及BaGP的变异性效应：hRV-16诱导的IFN-α₁分泌在NA组中显著升高，而OA组的IFN-α₁诱导倍数显著低于NA组。BaGP对hRV-16诱导的IFN-α₁的影响在个体间差异较大，部分供体中表现为抑制，另一些供体中则增强，各组间无统计学显著差异。

BaGP诱导促炎细胞因子分泌：BaGP提取物在所有组别中均显著诱导IL-6和TNF-α的分泌，与过敏状态无关；而hRV-16本身未显著刺激这些细胞因子的产生。

树突状细胞亚群的贡献：从一名非特应性供体分选的pDCs在hRV-16刺激下分泌IP-10，该应答可被BaGP提取物减弱；mDCs则在BaGP刺激下分泌IL-6。PBMCs整体对BaGP的IL-6应答不受hRV-16共感染影响。

四、讨论与结论

本研究的核心发现是：亚热带BaGP提取物显著抑制了hRV-16诱导的IP-10应答，且该效应在GPA、OA和NA三组中均一致出现，包括无BaGP-sIgE的个体。IP-10（CXCL10）是参与白细胞（特别是T细胞和NK细胞）募集的趋化因子，是有效抗病毒免疫应答的重要组成部分，通过CXCR3信号传导可增强抗原呈递并偏向T_H1型适应性免疫应答。BaGP对IP-10的抑制可能减少病毒感染组织中免疫细胞的募集，从而削弱早期抗病毒防御。

值得注意的是，既往研究显示HDM通过FcεRI交联以IgE依赖性方式抑制pDCs的I型IFN应答，但本研究中BaGP的抑制作用在无BaGP-sIgE的个体中同样出现，提示草花粉可能通过非IgE介导的直接固有免疫机制发挥作用。pDCs作为hRV-16诱导IP-10的主要贡献者，其应答可被BaGP抑制，进一步支持这一非IgE依赖性通路的存在。

BaGP诱导的IL-6和TNF-α分泌在所有组别中一致出现，表明草花粉可直接激活固有免疫细胞产生急性期炎症应答，mDCs是IL-6的部分来源。这一效应与特应性致敏状态无关，提示花粉中的生物活性分子可能通过模式识别受体直接激活固有免疫。

本研究的局限性包括：仅评估了24小时的早期免疫应答，未涵盖适应性免疫激活和后期抗病毒免疫调节；未探讨剂量效应和潜在分子机制；30 μg/mL的浓度可能不完全反映自然花粉暴露水平；虽然内毒素水平低且提取物经除菌过滤，但不能完全排除其他微生物源性生物活性污染物的贡献；OA组包含非过敏性哮喘表型，可能影响组间IFN-α₁比较。

结论：草花粉（特别是亚热带BaGP）提取物下调PBMCs的固有抗病毒应答并诱导炎症应答，该效应独立于过敏状态和过敏原特异性IgE的存在。这些发现为花粉暴露与呼吸道病毒感染相互作用提供了新的机制见解，但花粉对早期固有免疫应答的非IgE介导效应的潜在机制仍需在未来的研究中进一步探索，包括黏膜上皮的作用及完整花粉颗粒作为过敏原载体的效应。