时间暴露模式对氧化铝纳米颗粒与氯化氢共暴露后肺部炎症持续性与清除功能的影响

《Particle and Fibre Toxicology》：Influence of lung overload and exposure scenarios on recovery following inhalation of an alumina nanoparticle and HCl gas mixture

　　

摘要

氧化铝纳米颗粒 (Al?O? NPs) 和氯化氢 (HCl) 的共暴露可能发生在与燃烧相关的环境中，特别是在航空航天和国防部门。尽管这些物质的急性肺毒性已被描述，但时间暴露模式对炎症持续性的影响及其与累积肺部负荷和清除效率之间的联系仍知之甚少。在大鼠经鼻吸入后，我们比较了两种暴露方案，其浓度范围相当 (1–20 mg/m3 Al?O? 伴随 5 ppm HCl_g)：短期方案 (连续四天) 和长期间歇方案 (每周一次，持续 8 周)。暴露后 1 天和 28 天评估了肺部负荷、清除动力学、炎症反应、分子应激标志物，以及潜在的长期影响和恢复情况。短期方案诱发了剂量依赖性的中性粒细胞炎症，该炎症在第 28 天消退，这与肺泡清除功能的部分恢复一致。相比之下，重复的长期方案导致保留的肺部负荷显著更高，清除效率降低，并且在第 28 天存在持续的中性粒细胞炎症。基于表面积的估算表明，最高的长期方案超过了既定的纳米颗粒肺部过载阈值，提示了一种涉及清除功能受损和持续炎症信号传导的机制。持续的肺实质细胞因子活化和改变的应激反应基因表达进一步支持了非消解性炎症状态的形成。然而，重要的是，持续炎症与组织损伤或遗传毒性无关。这些发现表明，时间暴露模式是吸入难溶性纳米颗粒后肺部过载和恢复能力的关键决定因素。重复间歇暴露促进清除功能受损和持续炎症，强调了剂量指标和暴露频率在风险评估中的重要性。