何 潔，許 潔，俞 捷

（遵義醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院，貴州 遵義 563000）

支氣管哮喘（簡稱哮喘）是一種慢性氣道疾病，主要特征是氣道慢性炎癥。臨床表現(xiàn)為反復(fù)發(fā)作的喘息、氣急、胸悶或咳嗽等癥狀。本課題組哮喘流行病學(xué)調(diào)查顯示，貴州省黔北地區(qū)成人哮喘患病率為1.8%［1］，且哮喘和哮喘相關(guān)癥狀城市比農(nóng)村更常見［2］。由于生活方式改變，哮喘患病率逐年上升。2019年《柳葉刀》發(fā)表的一項中國橫斷面研究明確我國20歲以上人群哮喘患病率為4.2%，患者總數(shù)達4570萬［3］。

與哮喘相關(guān)的因素有年齡、性別、過敏史［4-5］、出生體重［6］、壓力、職業(yè)因素和肥胖及氣候［7］等。近年來，關(guān)于環(huán)境內(nèi)分泌干擾物（environmental endocrine disruptors，EED）的實驗室研究以及人群調(diào)查顯示，機體暴露于消費品中化學(xué)物質(zhì)可導(dǎo)致內(nèi)分泌紊亂和哮喘，引起大眾的關(guān)注［8］。在過去幾十年里，環(huán)境生理學(xué)和生態(tài)生理學(xué)研究等試圖分析動植物在自然環(huán)境下的生理機能，在此基礎(chǔ)上創(chuàng)建了環(huán)境內(nèi)分泌學(xué)［9］，嘗試探索人類生產(chǎn)生活環(huán)境中存在的EED通過某些途徑（如呼吸道、消化道和皮膚接觸等）進入機體后，對生物體內(nèi)激素水平的改變及其他損傷作用，并探究機體如何對其干擾做出反應(yīng)。

EED是一種干擾機體天然激素合成、分泌和代謝等過程，并引發(fā)一系列呼吸、生殖、神經(jīng)、免疫或代謝疾病的外源性物質(zhì)［10］，如鄰苯二甲酸二乙基己酯（diethylhexyl phthalate，DEHP）、壬基酚（nonylphenol，NP）、雙酚A（bisphenol A，BPA）、三氯生（triclosan，TCS）、多溴聯(lián)苯和多氯聯(lián)苯等。EED進入機體后，可影響哮喘的發(fā)生發(fā)展［11］。

DEHP是全球第一個引入塑料制品和人工營養(yǎng)品領(lǐng)域的鄰苯二甲酸酯類，因其可增加塑料彈性和韌性而被廣泛應(yīng)用，存在于人類日常生活用品中［12］。BPA作為增塑劑廣泛用于食品飲料包裝和醫(yī)療器械包裝等，會污染食物、空氣和土壤［13］。NP具有耐降解性和生物蓄積性，可在環(huán)境中持久存在，且含量隨食物鏈逐級升高。TCS被廣泛應(yīng)用于衛(wèi)生香皂和衛(wèi)生洗液等生活用品中。一項保加利亞兒童病例對照研究表明，患有氣喘、鼻炎和（或）濕疹的兒童家庭環(huán)境中DEHP濃度高于對照組，且DEHP濃度與病例病情以及喘息癥狀之間存在濃度-反應(yīng)關(guān)系［14］。Mendy等［15］發(fā)現(xiàn)，6～11歲兒童尿中BPA含量與哮喘發(fā)病率升高有關(guān)。另外，Berger等［16］的前瞻性研究也曾報道母親產(chǎn)前尿TCS濃度與子女7歲時哮喘相關(guān)。關(guān)于NP對哮喘發(fā)生發(fā)展的影響更多見于實驗室研究，鮮有臨床研究報道。

然而，由于實驗研究中模擬的接觸方式和模型的局限性，無法全面模擬現(xiàn)實中EED接觸途徑和過敏性疾病的多樣性，流行病學(xué)調(diào)查結(jié)果并不系統(tǒng)［17］。因此本文綜述上述4種常見EED對哮喘病程的作用機制，以期為哮喘的防治提供新的思路。

1 DEHP引發(fā)哮喘的機制

DEHP主要用于聚氯乙烯等塑料增塑劑，許多產(chǎn)品中存在DEHP，如兒童玩具［18］、建筑材料［19］（乙烯基地板、墻紙）和醫(yī)療設(shè)備等。有研究者曾在馬來西亞兒童玩具樣品中檢測出DEHP，并超過了歐盟限制的最高濃度［18］。另外有報道稱患者輸注2～3 L儲存血液可同時傳輸高達200 mg DEHP，透析可能會輸入更多［20］?？梢奃EHP可通過多種途徑進入人體，影響哮喘的發(fā)生發(fā)展，危害健康。

1.1 促進氣道炎癥反應(yīng)

氣道炎癥是哮喘形成的重要原因之一，許多炎癥細胞或炎癥因子直接或間接影響炎癥的發(fā)展過程，如肥大細胞、嗜酸性粒細胞和T細胞等［21-22］。臨床試驗和動物實驗結(jié)果表明，氣道炎癥可促進氣道高反應(yīng)性和氣道重塑的發(fā)生發(fā)展［23］。暴露于環(huán)境污染物中具有免疫調(diào)節(jié)作用的物質(zhì)能促進過敏性炎癥反應(yīng)的發(fā)展進程［24］。有研究發(fā)現(xiàn)，暴露于DEHP可直接損傷氣道上皮細胞。小鼠吸入DEHP后，其代謝物鄰苯二甲酸單-2-乙基己酯（mono-2-ethylhexyl phthalate，MEHP）可通過IgG1的介導(dǎo)作用促進輔助性T細胞2（T helper 2，Th2）型炎癥反應(yīng)［25-26］。當DEHP濃度達到300 mg·m-3時，小鼠血清IgG1水平升高，肺部炎癥細胞增多［27］，促進氣道炎癥反應(yīng)。DEHP還可通過促進Th2和Th17免疫反應(yīng)，將天然變應(yīng)原誘導(dǎo)的嗜酸性粒細胞性炎癥轉(zhuǎn)化為混合性粒細胞性炎癥，這可能與DEHP下調(diào)氣道上皮細胞中的鈣黏蛋白表達，增強樹突狀細胞中的共刺激分子（MHCⅡ/CD86/CD40）以及促炎細胞因子〔白細胞介素6（interleukin-6，IL-6）/單核細胞趨化蛋白1〕表達有關(guān)［28］。

1.2 促進氣道高反應(yīng)性和氣道重塑

氣道高反應(yīng)性是指氣管處于過度反應(yīng)狀態(tài)，受到刺激時，氣管平滑肌收縮過強引起氣道狹窄，是哮喘的兩大病理特征之一。研究表明，卵清蛋白（ovalbumin，OVA）致敏小鼠暴露于DEHP后，氣道嗜酸性粒細胞、中性粒細胞及淋巴細胞顯著增加［29］。此外，臨床研究發(fā)現(xiàn)，在患有嚴重哮喘兒童中，氣道壁重塑與嗜酸性細胞增多有關(guān)［30］。而嗜酸性粒細胞浸潤是哮喘的重要標志之一，其與哮喘的兩大病理特征氣道高反應(yīng)性和氣道重塑都有著密不可分的關(guān)系。實驗研究的動物模型只是短時間暴露于DEHP環(huán)境中，已能觀察到DEHP對小鼠氣道的影響，而人類生存環(huán)境中的DEHP持續(xù)作用于機體，且實際環(huán)境中存在EED總和富集效應(yīng)以及各EED之間的協(xié)同作用，因此，實際生活環(huán)境中的DEHP對哮喘人群有著更大的威脅和潛在作用。

1.3 干擾內(nèi)分泌系統(tǒng)

哮喘的發(fā)病情況存在性別差異，在4～14歲之間，男童患哮喘的比例高于女童；而青春期過后，哮喘在女性人群中更加普遍，成年女性患者哮喘癥狀也更嚴重［31］。有學(xué)者認為，雌激素可能在其中發(fā)揮著關(guān)鍵作用［32］。Narita等［33］發(fā)現(xiàn)，外源或環(huán)境雌激素污染物能誘導(dǎo)和增強肥大細胞脫顆粒，促進變應(yīng)性疾病的發(fā)生。動物研究發(fā)現(xiàn)，卵巢激素在IL-17α介導(dǎo)的氣道炎癥中起重要作用［34］。DEHP作為一種EED，進入體內(nèi)能導(dǎo)致雌激素水平上升，如Akingbemi等［35］研究表明，長期暴露于DEHP會導(dǎo)致促性腺激素、促黃體生成素以及血清性激素和雌二醇濃度升高。在機體內(nèi)，雄性激素引起Th1細胞反應(yīng)，雌激素引起Th2細胞反應(yīng)。有研究發(fā)現(xiàn)，DEHP暴露的小鼠肺組織中IL-4水平上升，免疫向著Th2型反應(yīng)進行［26］（圖1）。表明DEHP一方面通過干擾性激素的水平和肺組織上表達的激素受體使機體內(nèi)分泌發(fā)生紊亂，另一方面破壞免疫細胞，引起免疫反應(yīng)，從而影響哮喘的發(fā)病進程。

1.4 對哮喘的佐劑作用

DEHP可經(jīng)皮膚、呼吸道和消化道進入體內(nèi)，可見其不僅作為一種刺激物質(zhì)直接作用于呼吸道，破壞和損傷氣道表皮，還對哮喘存在間接作用。氧化應(yīng)激是指細胞因活性氧（reactive oxygen species，ROS）產(chǎn)生過多而被激活的防御性機制。正常情況下，細胞內(nèi)ROS的產(chǎn)生和清除處于動態(tài)平衡狀態(tài)，但外源或內(nèi)源性應(yīng)激原刺激會打破這種平衡，使ROS的產(chǎn)生超過抗氧化系統(tǒng)的清除能力，導(dǎo)致中性粒細胞炎性浸潤，蛋白酶分泌增加。氧化應(yīng)激被認為在包括哮喘在內(nèi)許多呼吸系統(tǒng)疾病的細胞信號級聯(lián)中至關(guān)重要［36］，其可能改變Th1/Th2免疫反應(yīng)，并導(dǎo)致促炎因子NF-κB激活，引發(fā)炎癥反應(yīng)［37］。研究發(fā)現(xiàn)，哮喘模型小鼠的肺組織存在氧化應(yīng)激，且當OVA致敏與DEHP暴露共同作用時，小鼠肺組織中ROS水平會進一步升高［29］（圖1），這是DEHP作為“佐劑”的進一步證據(jù)。

1.5 激活神經(jīng)生長因子信號通路

神經(jīng)生長因子（nerve growth factor，NGF）由在氣道過敏性炎癥疾病中起關(guān)鍵作用的細胞（如肥大細胞、嗜酸性粒細胞等）合成、儲存和釋放［38］。NGF在哮喘發(fā)生方面起著重要作用［39］，即NGF介導(dǎo)支氣管嗜酸性粒細胞激活可能在過敏性哮喘嗜酸性粒細胞炎癥的調(diào)節(jié)中發(fā)揮作用［40］。1996年，Bonini等［41］發(fā)現(xiàn)，嚴重過敏性哮喘患者血清中NGF和總IgE呈升高狀態(tài)。實驗表明，DEHP能誘導(dǎo)免疫性炎性細胞和動物呼吸器官中NGF表達增加，從而促進免疫細胞增殖［42］。而炎性介質(zhì)和細胞因子分泌可激活Th2細胞系統(tǒng)，誘發(fā)Ⅰ型變態(tài)反應(yīng)。NGF還可誘導(dǎo)轉(zhuǎn)化生長因子釋放，促進纖維細胞表達，導(dǎo)致收縮蛋白α-平滑肌肌動蛋白增加，進一步推進氣道重塑的發(fā)生、發(fā)展［43］（圖1）。DEHP激活NGF信號通路后，可啟動級聯(lián)反應(yīng)，最終導(dǎo)致哮喘發(fā)生。

圖1 鄰苯二甲酸二乙基己酯（DEHP）引發(fā)哮喘的作用機制.a：此通路為作者推斷，DEHP促進致敏小鼠體內(nèi)胸腺基質(zhì)淋巴生成素（TSLP）表達的報道至今有限；IL：白細胞介素；OX40L：OX40配體；Th：輔助T細胞因子.粉色：DEHP通過影響氣道重塑促進哮喘發(fā)病進程；藍色：DEHP通過干擾內(nèi)分泌系統(tǒng)促進哮喘發(fā)病進程；綠色：DEHP通過影響神經(jīng)因子促進哮喘發(fā)病進程；黑色：DEHP誘導(dǎo)氣道炎癥促進哮喘發(fā)病進程；↑：表達上升.

1.6 影響胸腺基質(zhì)淋巴生成素（thymic stromal lymphopolietin，TSLP）的表達

近年來，TSLP被認為是Th2型反應(yīng)啟動的重要因素［44］，其與多種包括哮喘在內(nèi)的炎癥性疾病有關(guān)［45-46］。Th2應(yīng)答是TSLP啟動的發(fā)病機制中必要的下游組成部分［47］。TSLP可對樹突狀細胞（dendritic cell，DC）的極化產(chǎn)生影響，從而導(dǎo)致Th2的產(chǎn)生。TSLP作為一種調(diào)控分子，主要通過2種方式作用于DC：①通過上調(diào)DC上的OX40配體（OX40 ligand，OX40L）調(diào)控Th2體液免疫，驅(qū)動Th2淋巴細胞發(fā)揮作用［48］；②誘導(dǎo)外圍祖細胞群分化為巨噬細胞、樹突狀細胞和粒細胞等效應(yīng)細胞，參與Ⅱ型細胞反應(yīng)，從而促進過敏性炎癥發(fā)展［49］。此外，TSLP可促進Th9細胞產(chǎn)生IL-9，與Th2細胞協(xié)同作用于氣道炎癥［50］。鄰苯二甲酸二異壬酯（diisononyl phthalate，DINP）與DEHP有相似理化性質(zhì)，二者皆能加重小鼠皮炎病變，TSLP在此惡化過程中起著關(guān)鍵作用；DINP這種效應(yīng)可能是通過促進TSLP表達，從而影響過敏性炎癥發(fā)生發(fā)展［51］。但DEHP能否促進致敏小鼠體內(nèi)TSLP表達相關(guān)研究仍然不足（圖1）。

2 NP引發(fā)哮喘的機制

NP是一種由壬烯與苯酚在酸性條件下催化縮合而成的化工原料和中間體，被用于制備合成洗滌劑、增濕劑、潤滑油添加劑及增塑劑等，是一種普遍存在的EED，在世界各地的水、沉積物、空氣和土壤中均有檢出［52］。研究發(fā)現(xiàn)，NP可通過下丘腦-垂體-腎上腺軸（hypothalamic-pituitary-adrenal axis，HPA）和炎癥等途徑影響哮喘的發(fā)生發(fā)展。

2.1 影響下丘腦-垂體-腎上腺軸的負反饋機制

HPA控制糖皮質(zhì)激素（glucocorticoid，GC）的釋放。有研究表明，GC對炎癥發(fā)展過程有促進作用［53］。HPA功能紊亂往往是哮喘發(fā)生發(fā)展的重要因素，主要表現(xiàn)為2個方面：一是激素分泌相對缺乏或絕對不足，二是激素分泌無晝夜節(jié)律［54］。De Falco等［55］發(fā)現(xiàn)，暴露于NP后，腎上腺素細胞增加而去甲腎上腺素細胞減少，同時HPA的負反饋機制受到破壞，從而影響哮喘的發(fā)生發(fā)展進程（圖2）。

2.2 誘導(dǎo)炎癥細胞浸潤和氣道重塑

哮喘發(fā)病機制較多，目前認為主要是因炎癥細胞如肥大細胞、T細胞等相互作用導(dǎo)致氣道炎癥、氣道重塑、氣道平滑肌功能受損而引起。機體內(nèi)雌激素本身并不會影響T細胞發(fā)育過程，而機體暴露于NP后，NP可不依賴其他機制而直接抑制Th1并促進Th2細胞發(fā)育［56］，進一步引起Th2型反應(yīng)，引起哮喘發(fā)生。本課題組近年來研究發(fā)現(xiàn)，母鼠圍產(chǎn)期暴露于NP可誘發(fā)子代氣道炎癥，其原因可能是NP誘導(dǎo)炎癥細胞浸潤，氣道結(jié)構(gòu)發(fā)生病理改變［57］，同時我們的另一研究結(jié)果表明，母鼠妊娠期和哺乳期暴露于NP 100 mg·kg-1可加重OVA誘發(fā)哮喘幼鼠氣道炎癥，且NP與OVA之間存在交互作用［58］。Kuo等［59］研究發(fā)現(xiàn)，NP處理支氣管上皮細胞系BEAS-2B和HBE細胞不僅導(dǎo)致炎癥細胞因子IL-6和IL-8的產(chǎn)生，NP還可通過Fas/Fas配體凋亡系統(tǒng)抑制支氣管上皮細胞凋亡，從而使支氣管平滑肌細胞增殖和遷移。支氣管平滑肌上皮細胞增殖是氣道重塑主要特征，提示NP可通過抑制上皮細胞凋亡及促進平滑肌細胞增殖而促進哮喘發(fā)生發(fā)展（圖2）。

圖2 壬基酚（NP）引發(fā)哮喘的機制.Th：輔助性T細胞；FasL：Fas配體.粉色：NP破壞下丘腦-垂體-腎上腺軸負反饋促進哮喘發(fā)病進程；藍色：NP誘導(dǎo)氣道炎癥促進哮喘發(fā)病進程；黑色：NP誘導(dǎo)氣道重塑促進哮喘發(fā)病進程；綠色：NP經(jīng)FasL/Fas誘導(dǎo)氣道上皮細胞凋亡，促進哮喘發(fā)病進程；↑：表達上升；↓：表達下降.

3 BPA引發(fā)哮喘的機制

世界范圍內(nèi)BPA年產(chǎn)量≥380萬噸，是環(huán)境中最常見的EED之一，通常用作環(huán)氧樹脂生產(chǎn)中的增塑劑［60-61］。在正常使用條件下BPA會從食品和飲料的容器及牙科密封劑中滲出［62］。因此，BPA在生活環(huán)境中無處不在，且持續(xù)存在。

BPA可引起呼吸道過敏性疾病，在動物研究中已被證實其與幼年嚙齒動物哮喘的發(fā)展和過敏性氣道炎癥有關(guān)［63-64］。絲裂原活化蛋白激酶1（mitogenactivated protein kinase1，MAPK1）是細胞內(nèi)的一類絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，與患哮喘的高風(fēng)險有關(guān)，暴露于較高濃度的BPA后，MAPK1甲基化水平降低，增加兒童患哮喘的風(fēng)險［65］。另外，信號轉(zhuǎn)導(dǎo)轉(zhuǎn)錄激活因子（signal transducers and activators of transcription，STAT）和MAPK家族、細胞外信號調(diào)節(jié)激酶（extracellular regulated protein kinases，ERK）和c-Jun N端激酶（c-Jun N-terminal kinase，JNK）可誘導(dǎo)NF-κB表達，從而增加促炎介質(zhì)產(chǎn)生［66］。原代人巨噬細胞暴露于BPA后，BPA可依賴雌激素受體/ERK/NF-κB信號轉(zhuǎn)導(dǎo)增加炎癥細胞因子腫瘤壞死因子α及IL-6表達［67］。因此，BPA可能通過抑制MAPK1甲基化及雌激素受體/ERK/NF-κB通路促進哮喘的發(fā)生發(fā)展（圖3）。

妊娠期暴露于BPA也會對哮喘患病率產(chǎn)生影響，尤其是妊娠中期接觸BPA會對兒童哮喘患病率產(chǎn)生顯著影響［68］，產(chǎn)后BPA暴露也會增加兒童哮喘風(fēng)險［69］。Lin等［70］發(fā)現(xiàn)，尿BPA葡醛酸水平升高與哮喘密切相關(guān)，且氧化應(yīng)激基因谷胱甘肽硫轉(zhuǎn)移酶P1可能調(diào)節(jié)BPA暴露對哮喘的影響。Kim等［71］研究也發(fā)現(xiàn)，7～8歲兒童尿BPA水平升高與哮喘發(fā)病率呈正相關(guān)。此外，全國健康和營養(yǎng)調(diào)查結(jié)果顯示，尿BPA水平與女性過敏性哮喘顯著相關(guān)［72］。

4 TCS引發(fā)哮喘的機制

1972年，TCS作為抗菌劑在醫(yī)院首次使用，后來被用于日常消費品中，包括肥皂、洗手液、牙膏和漱口水等［73］。2008至2009年期間，消費產(chǎn)品中TCS含量逐漸增多，每年TCS的消費量達1.32億升［74］。盡管TCS作為抗菌劑可在臨床發(fā)揮有利作用，但其作為EED之一，也可促進過敏性哮喘的發(fā)生發(fā)展。

單獨暴露于TCS不會誘導(dǎo)過敏，但可增加機體對其他環(huán)境過敏原的過敏反應(yīng)，如OVA致敏小鼠暴露于TCS后，OVA特異性IgE和IL-13水平及肺嗜酸性粒細胞數(shù)量均有所增加，且相比于對照組，TCS共暴露組的OVA特異性和非特異性氣道高反應(yīng)性均有增加［75］（圖3）。機體可經(jīng)消化道和皮膚接觸攝入TCS，而TCS可干擾免疫系統(tǒng)，更容易引發(fā)呼吸道過敏，尤其是吸入性和季節(jié)性變應(yīng)原物質(zhì)的過敏反應(yīng)［76］。甚至隨著兒童尿中的TCS濃度增加，氣道過敏性反應(yīng)也會增加［63］。

圖3 雙酚A和三氯生引發(fā)哮喘機制.ER/ERK/NF-κB：雌激素受體/細胞外信號調(diào)節(jié)激酶/核因子κB；OVA：卵清蛋白；IgE：免疫球蛋白E.紫色：雙酚A降低DNA甲基化，促進哮喘發(fā)病進程；藍色：雙酚A經(jīng)ER/ERK/NF-κB通路促進哮喘發(fā)病進程；黑色：三氯生誘導(dǎo)氣道高反應(yīng)性，促進哮喘的發(fā)病進程；↑：表達上升；↓：表達下降.

5 結(jié)語

哮喘一直是社會高度關(guān)注的問題，隨著化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及人類對塑料制品需求的上升，人群暴露EED風(fēng)險隨之增加。EED可通過損傷氣道結(jié)構(gòu)、參與免疫調(diào)節(jié)、促進氧化應(yīng)激、干擾內(nèi)分泌系統(tǒng)功能以及HPA軸等多種途徑促進哮喘的發(fā)病進程。而目前的研究都是單一EED暴露，并不能真正模擬實際環(huán)境中EED的聯(lián)合作用。未來的研究應(yīng)集中于模擬機體長期低劑量暴露于非單一EED，從系統(tǒng)到器官、細胞、分子進行整合研究，更全面了解EED在哮喘發(fā)生發(fā)展中的作用，為臨床哮喘的防治提供新思路。同時，重視哮喘與EED之間的關(guān)聯(lián)，避免危險因素，預(yù)防和降低哮喘的發(fā)病風(fēng)險。