文摘
微量元素中扮演重要角色的发展有效的免疫反应。本研究特征人群暴露于血吸虫感染的微量营养物质和免疫反应之间的关系。水平的视黄醇结合蛋白(RBP);维生素A标记)、维生素D、铁蛋白和可溶性转铁蛋白受体(血清)和C反应蛋白(CRP)水平密切相关的特定细胞因子(IFN -血吸虫γ津巴布韦,IL-4/5/10) 40(7-54年)接触埃及血吸虫感染。67.2%的参与者缺乏维生素d RBP水平在正常范围,但随着年龄的增长而下降。铁含量的两个指标表明,尽管存储铁水平在正常水平(正常铁蛋白水平),水平的功能性铁(血清水平)在28.6%的人口减少。血吸虫感染就没有与任何微量营养素水平有关,但改变了parasite-specific il - 4和IL-5和铁蛋白水平之间的关系和临床观察。
1。介绍
众所周知,微量元素发挥重要作用在健康和发展的一种有效的免疫系统。在热带和亚热带地区有一个重叠的寄生虫感染和微量营养素缺乏的分布。(1- - - - - -3]。血吸虫病是一个全球性的卫生负担超过2亿人感染了五个之一裂体吸虫属吸虫的物种(1,4,5]。埃及血吸虫尿路血吸虫病的病原体,并广泛分布在非洲(1]。感染是导致重大的发病率和功能残疾(6]。同时,根据全球维生素和矿物质缺乏进展报告,超过一半的非洲人口缺乏重要的维生素和矿物质。缺乏铁元素和维生素A每个跻身十大主要死因疾病在发展中国家。在尼日利亚最近的一项研究表明,感染埃及血吸虫影响经济增长和儿童的营养状况7]。很明显,补充微量营养素虽然扩大免疫计划等项目(EPI)和5岁以下儿童健康天可以帮助减少死亡率,这是千禧年发展目标的目的是5。越来越要求集成方法改善人类健康,重要的是描述缺乏微量元素之间的交互和血吸虫病的免疫反应,这样公共卫生项目可以制定相应的干预措施。
后天免疫血吸虫病发展缓慢和只提供部分保护(8]。血吸虫病可以在人类宿主生存长达40年(9]。寄生虫感染包括感染血吸虫病,调节宿主免疫反应,表现为减少过敏反应、自身免疫性疾病的改善,慢性寄生虫感染(9- - - - - -11]。调节性T细胞介导的免疫调节(T注册)通过直接接触刺激和il - 10的生产12,13]。当切换到TH2,发生在寄生虫感染是一种有效的抗反应,目前尚不清楚监管反应主要好处蠕虫的叠加或主机。Downregulation的炎症反应会降低主机介导免疫病理也减少保护(9,14]。这些影响被视为减少过敏反应,改善自身免疫性疾病和慢性寄生虫感染。
传统维生素A是在视觉闻名的作用,与缺乏导致眼球干燥症,这是可预防的儿童失明的主要原因。然而,它有一个广泛的生理功能,是至关重要的造血作用和预防贫血,以及免疫功能。获得从食物,如肝脏、牛奶、奶酪、鸡蛋、绿叶、胡萝卜和成熟的芒果。通过母乳喂养婴儿获得维生素A (2]。维生素A的发展已经涉及TH2,TH17和T注册通过类维生素a受体的激活反应。视黄酸激活FoxP3转录因子,刺激幼稚T细胞的发展注册(15- - - - - -17]。维生素补充剂的研究表明充足的维生素需要正常antihelminthic反应(18]。维生素缺乏是一种免疫缺陷状态与抗体生产减少,通常减少TH2 IgE抗体、IgG1 IgA [19]。
维生素D是历史上闻名的作用和骨钙稳态。时产生的皮肤7-dehydrocholesterol与UVB辐射反应生成维生素D3,修改在肝脏形成25 (OH)维生素D3,并转换为其活性代谢物1,25 (OH)2维生素D3在肾脏20.]。维生素D2和D3也可以从食物来源获得。然后由肝脏代谢以同样的方式作为连续提取维生素D3 (21]。角色已经建议了维生素D在牛皮癣等疾病的免疫学病因学、多发性硬化和糖尿病。它也可能影响血压体内平衡(21]。维生素D的immuno-regulatory功能被越来越多的理解。它抑制了TH1细胞因子IFN -γ2、移植il - 4创建一个TH2两极分化。维生素D可以刺激T注册通过生产TGFβ由CD4 1和CD25表达+T细胞(22- - - - - -24]。它也减少了树突状细胞(DC)的表达CD40 costimulatory标记,CD80、CD86,再次与T注册感应(14,23]。
贫血在全世界影响16.2亿人(25),其中约5亿人缺铁性贫血。感染之间的因果关系美国日本血吸虫和建立了缺铁性贫血26]。它与传染病死亡率和发病率增加,和本身可以引起慢性感染27,28]。与感染的关系是复杂的病原体和宿主体内铁商店使用。它已经表明,补铁在活跃的感染可以增加一些病原体的感染负载(27,29日]。实验研究在老鼠身上发现,那些高铁指数有显著增加纤维化蛋granulomata (26]。缺铁与IgG1 IgE, T注册反应而补铁与TH1反应和降低il - 10 [30.,31日]。可溶性转铁蛋白受体(血清)是一个诊断工具区分缺铁性贫血(IDA)和贫血的慢性疾病32铁铁蛋白水平反映了大量的存储而血清反映了功能性铁舱。
一些研究显示最近进行的一项研究在津巴布韦1980年至2006年收集的数据显示,很大一部分的学龄前儿童,学校的孩子们,成年女性(哺乳期或怀孕)经验丰富的营养不良,这些团体的重要比例遭受缺乏维生素A和铁(33]。
本研究的目的是确定微量元素之间的关系维生素A, D,铁以及衡量炎症反应的c反应蛋白(CRP)和津巴布韦人暴露于schistosome-specific细胞因子水平埃及血吸虫感染。
2。方法
2.1。道德的声明
研究得到英国医学研究理事会的伦理和机构批准的津巴布韦和津巴布韦大学。许可进行的工作获得了这个省省级医学主任。知情同意/同意从所有参与者或他们的父母/监护人之前报名学习。项目目标和程序解释社区,学校的孩子们,和他们的老师在这项研究中,所有的参与者和调查。样本收集后,所有参与者提供的标准剂量治疗40毫克/公斤体重的antihelminthic药物吡喹酮。
2.2。研究区域和人口
这项研究是在东马绍纳兰省的两个村庄进行津巴布韦(31°30′E;17°45′年代)埃及血吸虫流行。参与者的一部分immunoepidemiology研究进行了2002年和2005年之间,和详细描述的研究领域是其他地方34]。这些村庄的主要活动是自给农业主要的玉米和蔬菜。收集饮用水水井而沐浴和洗进行的两个主要河流的村庄。大多数家庭保持花园附近的河里水灌溉庄稼和学校调查收集的都是在靠近河流。
在这项研究中使用的所有样品获得2002年在基线选择使用下列标准:(1)参与者应该终身居民在这方面(评估问卷),(2)不应该接受antihelminthic治疗这项研究之前,(3)应该提供至少两个尿液和粪便样本连续2天让寄生虫学的诊断,(4)应该是土壤传播寄生虫和测试为阴性美国曼以及对艾滋病毒和不利恶性疟原虫,(5)应该提供血液样本获得血清。此外,只有血清样本用于这些分析,以前没有被使用,因此首次解冻。遵循这些标准样本7-54岁40人(13男,女27日)被纳入本研究。数据随后被分为三个年龄组:7 - 10年()、11日至20日年(),21年以上(),它代表的典型age-infection概要文件埃及血吸虫如图1(一)。
(一)
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(c)
(d)
(e)
(f)
2.3。样品收集
寄生虫学样品(至少2尿液和粪便样本收集3日连续三天)和20毫升静脉血收集每个参与者。Kato-Katz后粪便样本处理过程(35)检测美国曼鸡蛋和其他肠道寄生虫,而尿液过滤方法(36)是用于检测埃及血吸虫鸡蛋在尿液样本。血清样本来自20毫升静脉血的每个参与者被冻结并存储在重复−20°C,转移到−在实验室冰箱80°C。一个全套的样品随后冻结来自津巴布韦运到英国,储存在−80°C和解冻首次用于这项研究。小整除的血液被用来准备厚和薄涂片显微镜检测疟原虫寄生虫。
2.4。免疫测定
parasite-specific细胞因子干扰素-γ(标记为TH1反应)il - 4, IL-5 (T的标记H2反应)和il - 10(监管反应的标志)是衡量酶联免疫吸附试验(ELISA)在上层清液得到全血样品使用尾蚴的刺激后,鸡蛋,和成人血吸虫抗原后发表的方法(37]。自发的细胞因子生产决定如果单独控制包含媒体而促分裂原伴刀豆球蛋白(ConA)作为一个积极的控制引发刺激。细胞因子的值从媒体获得独自孵化项目被减去的抗原引发刺激去除背景的影响细胞因子的生产统计分析。
2.5。微量元素分析
微量元素和C反应蛋白(CRP)测定采用酶联免疫吸附测定(ELISA)试剂盒根据制造商的指示。血清转铁蛋白受体(血清)是一个需要标记的缺铁和淋巴细胞的激活和增殖。这是化验使用ELISA试剂盒的研发系统(猫。# DTFR1)。铁蛋白是一种铁状态的标志,但上升和炎症(27,38),这是衡量一个酶联免疫试剂盒从BioQuant(猫。# BQ065T)。c反应蛋白是一种炎症标记(39),被一个酶联免疫试剂盒测量从Anogen(猫。# 10022)。视黄醇结合蛋白的维生素状态(39)是化验使用一个从凤凰制药(Cat酶联免疫试剂盒。# ek - 028 - 28), 25 (OH)被用来评估维生素D活性维生素D状态(40虽然从Immunodiagnostik通过一个工具(猫。# K2110)。
2.6。统计分析
统计分析使用软件PASW 17(原名SPSS)。维生素D状况被描述使用以前公布的范围(充满≥50.00 nmol / L,轻度缺25.00 - -49.99 nmol / L,中度缺12.50 - -24.99 nmol / L,严重缺乏≤12.49 nmol / L) (41]。世界卫生组织(who)的参考范围铁蛋白(女性正常范围15.0 - -150.0μ男性正常范围15.0 - -200.0 g / Lμg / L) (42]。研发系统提供了一个2.5 - -97.5百分比范围(8.7 - -28.1 nmol / l)的临床观察225个种族多样化的调查参与者的男女。Afro-Carribeans的平均值显著高于其他民族。没有同行评议参考范围临床观察[42]。没有发表的参考范围RBP,尽管世界卫生组织产生了视黄醇参考范围用于公共卫生(43,44]。血清可溶性的比例/日志铁蛋白(sTfR-F指数)被认为是另一种身体铁,估计这也是计算在这项研究中,用于统计分析。
统计分析,宿主感染强度被记录成感染状态,也就是说,感染和未感染的细胞因子吸收性根转换,和水平的微量元素都是日志转化为满足参数测试的假设。为了确定微量元素之间的关系和免疫反应之间的不同血吸虫感染和未感染的人,一个多元方差分析(MANOVA)。因变量是转换后的微量元素数据和独立变量是细胞因子水平,感染状况(感染/未感染)年龄(分类(7 - 10年,11日至20日年,21 +年)),性别(直言男/女)。感染状况和微量元素之间的相互作用的影响,也包括在MANOVA模型。顺序的广场被用来计算测试数据,这样所有其他变量的潜在干扰可以被允许检测感染状况的影响在单一影响进入最后名单。值≤0.05被显著。
3所示。结果
3.1。人口特征
血吸虫感染研究人群的患病率为60%(95%置信区间CI: 43 - 75%)和感染强度是39.3鸡蛋/ 10毫升尿液(SEM = 13.5)范围从0 - 362鸡蛋/ 10毫升尿液。遵循典型的血吸虫感染强度age-infection模式,随着年龄的增长在童年和峰值下降之后(图1(一))。微量元素的年龄资料给出的数字1 (b)- - - - - -1 (f)。没有参考范围RBP [45]。研究人口意味着RBP 0.23 ng / mL的范围从0 - 0.63 ng / mL。铁蛋白是最值在范围内公布。25 (OH)在这个人口较低维生素D滴定度发表值为32.8%(相比)的人口被列为了维生素D (≥50.00 nmol / L);17.9% ()轻微缺陷(25 - 49.90 nmol / L), 10.3% ()适度不足(12.50 - -24.90 nmol / L)和38.5% ()严重缺乏(≤12.49 nmol / L)。CRP水平在正常范围内,而28.6% ()的参与者升高血清基于提供的95百分位的数据分析部分的详细方法。
统计分析表明,性只影响铁蛋白的水平,显著降低在女性并没有显著影响其他微量营养素水平(表1)。年龄的RBP水平显著影响,RBP水平随着年龄的增长而下降(,)如图1,但不影响其他微量营养素的CRP水平。尽管图1 (b)显示年龄的差异CRP水平,统计分析表明,在允许其他变量如性,例如,年龄,CRP水平没有显著差异之间的2个年龄组。
3.2。Parasite-Specific细胞因子和微量营养素水平之间的联系
总的来说,有一个重要的积极的RBP和parasite-specific il - 10水平之间的联系(,)以及铁蛋白与parasite-specific il - 4 (,)。在某些情况下,细胞因子水平和微量元素之间的关系随血吸虫感染状况如表所示1。因此,水平的维生素D显示显著负相关,il - 4蛋积极的孩子,但没有协会蛋-儿童(图2(一个))。水平的parasite-specific干扰素-γ呈显著正相关与血清可溶性鸡蛋消极的人但负但无意义的协会在蛋积极的人(图2 (b))。蛋积极的人水平parasite-specific IL-5铁蛋白水平下降,但在蛋积极的人虽然这之后关联不显著(图2 (c))。当考虑临床观察的比率,水平的干扰素-γ和il - 4下降sTfR-F指数蛋积极的人,在蛋消极的人如图2 (d)和2 (e)。
(一)
(b)
(c)
(d)
(e)
4所示。讨论
本研究描述了农村津巴布韦黑人人口的微量元素状况,然后正是微量元素之间的关系和血吸虫病免疫反应。尽管这项研究表明,缺乏维生素D的人口,所有其他微量营养素和炎症标志物水平在正常范围内。2001年全球微量营养素报告分类津巴布韦有维生素a缺乏症患病率的10 - 15%。研究人口容易获得良好的膳食微量营养素的来源,包括强化食品(人造黄油和一些植物油在研究期间强化了维塔)以及种植蔬菜。蔬菜是在著名的商业和小农经济作物46]。这或许可以解释为什么人口主要微量元素了。补铁对孕妇在产前诊所和有针对性的补充维生素A直到2年之后才开始在津巴布韦当前研究[33]。
在这项研究中血清视黄醇水平随年龄下降是矛盾的报道适龄学童在津巴布韦和肯尼亚(47,48]显示维生素a水平随着年龄的增加。RBP水平工作在韩国女性运动项目揭示了一个更大的减少老年女性比年轻女性在一个结构化的锻炼(49]。这是符合我们发现RBP下降随着年龄的增长,因为我们的研究捕获一个更广泛的范围比2岁以前的研究在小学的孩子。然而,主要的职业在我们的人口是自给农业,所以他们可能会更加活跃,因此目前还不清楚我们的观察是一个正常的RBP下降随着年龄的增长,或者是否有身体活动之间的相互作用,年龄、RBP水平。
弗瑞等人发现之间没有联系埃及血吸虫感染血清视黄醇含量在津巴布韦,类似于当前的观测研究。有趣的是,弗瑞等人发现,强烈的负面关联美国曼感染和血清维生素a水平在津巴布韦和肯尼亚,这表明肠道的利基美国曼感染可能会干扰吸收维生素A (47,48]。然而,实验研究表明,缺乏维生素A会导致减少schistosome-specific抗体反应(50),这可能表明,维生素A deficiecy导致易感性美国曼感染。然而,我们的研究所有参与者都是消极的美国曼因此它被排除混杂因素。
它也表明,全反式维甲酸(ATRA)视黄酸受体结合,诱导极化FoxP3表达免疫反应对一个监管表型(16]。我们发现RBP与il - 10表明维生素A可能在增加schistosome-specific监管重要反应。
产生的维生素D最令人惊讶的数据,38.5%的受试者被严重缺乏。在非洲有一个缺乏维生素D的调查相比,这些在西方国家进行的。因为没有进行临床检查在这项研究中,它是不可能观察到的缺陷在这个研究结果与病理学相关或仍无症状。生产的前体形式D3发生在皮肤紫外线的影响下。大多数研究维生素D水平已经在高加索人群关于骨质疏松症。可能我们的发现可能解释为种族肤色和皮肤紫外线穿透的差异(41,51]。鉴于参考范围来自研究骨质疏松症,他们可能并不适用于津巴布韦人口。尽管如此,它们仍然是一项重要的起点分析和建议,进一步的工作是需要检查这些类别的生物相关性免疫学(52]。在这项研究中,蛋-儿童的维生素D水平与il - 4水平显著正相关,与维生素D的作用一致上调il - 4对T极化反应H2表型[23]。
缺铁是一个世界上最流行的微量营养素缺乏的影响至少有一半的孕妇和幼儿在发展中国家。进行的一项调查显示1997年卫生和儿童福利部,9%的受访人群(孕妇、哺乳期妇女、学龄前儿童和成年男性)有贫铁商店,铁蛋白。时的研究,孕妇和产后妇女不是由当地卫生保健提供者提供补铁,因此妊娠和分娩相关的铁和失血可能解释为什么男性参与者的水平明显高于铁蛋白。在这项研究中,铁蛋白水平在正常范围内时,血清水平升高28.6%的人口。铁蛋白是在体内储存铁的风向标,临床观察表明身体的功能铁组件,成为提升后不久出现缺铁。铁蛋白通常是减少缺铁性贫血,但可以在炎症条件下(27,39]。然而,我们观察到正常的c反应蛋白水平,这在参与者排除多余的炎症。同样缺乏血吸虫感染之间的联系强度/地位和水平的临床观察表明,血吸虫感染并不能解释临床观察的水平升高。在这个人口身体铁的措施(sTfR-F指数)呈负关联与干扰素γ和il - 4蛋积极的人,而IL-5水平显示出积极的协会与铁蛋白在相同的人。铁的人用铁在越来越多的炎症免疫反应(26]。补铁可以增加树突细胞的刺激,促进TH1反应[30.),但也增加了负担,在那些已经感染免疫病理(26]。然而,增加干扰素-γ在缺铁,它有一个角色在保护铁商店(27,28]。因此在该人群体内铁的措施之间的联系以及细胞因子IFN -γ和il - 4自适应保护铁商店在血吸虫感染。然而,在没有机械的研究中,这仍是投机。
在结论的研究显示,尽管水平的维生素和铁,在正常范围内,有一个缺乏维生素D在研究人口的67.2%升高的血清水平28.6%的参与者。因此,2的铁含量指标暗示,尽管存储铁水平在正常水平(正常铁蛋白水平),水平的功能性铁(由临床措施)可能在一些参与者已经减少了。血吸虫感染强度或状态不与任何微量营养素水平有关,但改变了parasite-specific il - 4和IL-5之间的关系和铁含量的措施(铁蛋白和血清)。队列研究的大群人通过一个循环后antihelminthic治疗将澄清寄生虫感染对微量营养素水平的影响及其后续影响免疫反应。
确认
调查收到金融医学研究委员会的支持下,英国,英国威康信托基金会(批准号WT082028MA)和卡内基相信苏格兰的大学。f . Mutapi承认MRC的支持下,英国(批准号G81/538)。作者感谢卫生部的合作和儿童福利在津巴布韦,东马绍纳兰省医疗主任,环境卫生工作者、居民、教师和学生Mutoko Rusike。我们还要感谢美国国立卫生研究院的研究成员(津巴布韦)的技术支持。