文摘
背景。职业接触木粉尘一直报道相关的不同程度的负面健康影响由于不同萃取化学物质在各种木材的物种。然而,热带硬木也更高水平的化学萃取的抗组胺剂,抗氧化剂和抗炎作用。在加纳,木匠多年来被暴露于木粉混合热带硬木的物种,与很少或没有防护设备如鼻子面具,但不那么重要呼吸道条件。本研究旨在探讨血清细胞因子在热带硬木库马西的工人提供一个更好地理解免疫调节模式激活的木匠。方法。研究进行了木匠,老师,位于库马西的安全人员。成年男性工人的横断面抽样被选中参与研究(86年木匠和89 nonwoodworkers)。参与者捐献的血液收集的静脉穿刺进EDTA管和旋转分离血清细胞因子测定。细胞因子包括IFN-gamma, il - 1β、2、il - 4、il - 6、il - 10、il - 12, IL-13, IL-17化验使用人类的预拌Multianalyte工具包(研发系统,Inc .,明尼阿波利斯,美国制造商的过程。细胞因子水平使用Luminex量化200分析器。结果。各种细胞因子均值浓度水平明显不同( )木匠和nonwoodworkers之间除了- 2。有显著增加的Th1、Th2细胞因子表达水平比nonwoodworkers木匠。结论。本研究的结果显示,暴露木匠混合热带硬木的物种表现出高水平的血清比nonwoodworkers Th1、Th2细胞因子。
1。介绍
细胞因子是一组不同的肽由不同的细胞类型包括肿瘤细胞和免疫系统细胞的不同亚种群。他们施加影响多孔介质后绑定到适当的膜受体(1]。他们被驻扎和移动细胞合成包括肥大细胞、巨噬细胞,淋巴细胞,嗜碱性粒细胞,嗜酸性粒细胞,中性粒细胞激活(2]。细胞因子参与不同的生理和病理过程:包括复杂的免疫反应的病原体的规定,以及炎症反应,调节他们的持续时间和强度1]。细胞因子的角色平衡不同细胞之间的通信在复杂的免疫系统反应,通过传输信号从一个细胞到另一个;所需细胞的激活、抑制细胞和监管功能(1]。
提出了几个分类的细胞因子。大多数作者使用的简单的分类是基于细胞类型产生个体细胞因子(1]。其他分类组细胞因子的基础上潜在的刺激免疫系统的细胞,也分为Th1细胞因子(il - 12 - 2,地震,IL-21, IL-23,和干扰素-γ);细胞因子与抑制对细胞免疫系统的影响也分为抗炎细胞因子(TNF -α和il - 10);细胞因子影响的监管平衡免疫系统的细胞(il - 10和TGF -β);Th2细胞因子是免疫反应的经典介质识别细胞外寄生虫和促进IgE和嗜酸性反应特异反应性(il - 4、IL-5 il - 10和IL-13) (1,3,4];促炎细胞因子刺激炎症和扮演重要角色在immune-oncology [1]。
浸润的炎症细胞如肥大细胞、淋巴细胞、嗜酸性粒细胞、中性粒细胞、嗜碱粒细胞和巨噬细胞炎症的网站已被确定在炎症性疾病,如过敏性鼻炎哮喘和支气管炎在温带木匠(5,6]。每一种类型的细胞在免疫系统具有明显的作用,与其他免疫细胞分泌细胞因子(7]。一些温带软木,硬木研究表明诱导或抑制的主要促炎细胞因子(TNF -α、IL-1B和il - 6)和CD4 +效应Th1细胞因子(IFN -子集γ、il - 12)和Th2 (il - 4, IL-13) Treg (TGF -βil - 10)细胞因子和趋化因子(CCL3 CCL8, CCL11, CCL17,和E-selectin)在小鼠肺泡巨噬细胞细胞由木粉(8- - - - - -10]。热带硬木物种已被证明有高水平的有用萃取化合物如黄酮类化合物存在显著的抗炎作用导致抑制或抑制促炎介质(2,7,11,12]。各种细胞因子的血清水平可能会给信息的存在,甚至炎症过程的预测价值13发生在木工。目前的研究调查了血清细胞因子水平诱导在库马西的热带硬木木匠。
2。方法
2.1。研究人群的特点
这是一个横断面研究探讨诱导细胞因子水平与nonexposed相比,热带硬木工人健康的控制。共有86名成年男性木匠的集群和方便抽样选择Sokoban木村和参加了这次研究。木匠的平均年龄 年的体温范围34.4 - -37.3°C。没有一个木匠在任何时期内的药物研究。对照组89名成年男性教师和安保人员的恩克鲁玛科技大学(KNUST)基本学校和KNUST安全服务没有暴露于工业空气污染物的历史选择的研究。对照组的平均年龄 年的体温范围34.7 - -37.5°C。
2.2。血液样本集合
约10毫升的血液收集每个参与者通过静脉穿刺使用无菌一次性皮下的注射器和针头。血液提供了5毫升每两个真空采血管管:一个真空采血管正欲Hemogard血清分离器管和乙二胺tetra-acetic酸(EDTA)管。整除的EDTA管血液细胞计数。此外,血清样本获得的血清分离器由离心管在800 g×5分钟KNUST医院医学实验室和储存在-80°C库马西中心合作研究(KCCR) KNUST,直到用于细胞因子分析利用免疫测定。
2.3。血液细胞计数
白细胞和血小板计数测定使用Sysmex xp - 300™自动化血液学分析仪和结果打印在热敏纸。程序的指示操作手册。
2.4。细胞因子分析
血清细胞因子被多路复用分析ELISA技术使用Luminex人类预拌Multianalyte工具包(美国明尼阿波利斯研发系统,Inc .)根据制造商的指示。设备检测到的所有9细胞因子(IFN -γ,il - 1β2、il - 4、il - 6、il - 10、il - 12, IL-13和IL-17)同时在一个样本。每个套件包含人类标准的鸡尾酒,人类预先混合微粒鸡尾酒,人类预拌Biotin-Ab鸡尾酒,Streptavidin-Phytoerythrin (PE)集中注意力,稀释剂,校准器稀释剂,清洗缓冲集中,96 -微型板块,混合瓶板封口机,证书的分析。
所有试剂和样品被带到房间温度(RT)和执行一个分析在RT, 96 - filter-bottomed微型板块被填充每个prewet 100μl洗缓冲和删除使用真空歧管设计适应微型板块。在每个50μl稀释鸡尾酒的微粒子添加到prewet过滤下微型板块。此外,50μl标准的鸡尾酒是添加到第一个6井,而其余的井,50μl(每个样本添加和所有安全箔板覆盖着。培养2小时在室温下在水平轨道微型板块振动器设定在500 rpm。使用真空歧管装置、微型板块被首先去除液体清洗,更新每个与100μl缓冲洗,去除液体。洗涤过程重复了3次。洗后,50μl的生物素抗体稀释鸡尾酒添加到每个好,板是安全地覆盖着一个新的箔板封口机和孵化1小时在室温下的振动器设置在500 rpm。液体被免职,洗涤过程如上所述重复了三次。洗后,50μl稀释Streptavidin-PE被添加到每个,安全地覆盖着一个新的箔板封口机,和30分钟在室温下孵化瓶500 rpm。
液体被免职,洗涤是重复之前的三倍。微粒是resuspended通过增加100μl缓冲洗好。微型板块是孵化2分钟在室温下的振动器设置在500 rmp。这是使用Luminex读200(生产商:Luminex公司、美国)分析器在30分钟。程序是用来测量细胞因子水平的样本。细胞因子浓度标准曲线测定准备在每个板块和表达沙克每毫升(pg / ml)。
2.5。统计分析
在研究结束时,现场数据直接输入到Microsoft Excel 2010统计软件包分析使用占据版本14。统计学意义是在一个水平值< 0.05。使用学生的进行了统计分析 - - - - - -测试比较炎性细胞计数和之间的血浆细胞因子水平暴露木匠和nonexposed工人。斯皮尔曼等级相关被用来确定细胞因子之间的相关性和木匠的年龄。另外,白细胞和细胞因子之间的相关性。所有连续变量表示为 。
3所示。结果
3.1。比较研究种群之间的炎性细胞计数
总白细胞,以及微分项淋巴细胞、中性粒细胞、血小板,比较木匠和nonexposed工人使用学生的 - - - - - -测试。白细胞总数、中性粒细胞和血小板计数明显高于在比nonexposed木匠工人,尽管总白细胞只是略微明显。然而,淋巴细胞计数差异木匠和nonexposed工人不显著(表1)。
3.2。细胞因子表达水平的比较与Nonexposed木匠工人
的细胞因子表达水平的木匠和nonexposed工人表所示2。学生的 - - - - - -测试是用来比较的平均水平的各种细胞因子研究( )。除了2这是无关紧要的更高,所有其他细胞因子(il - 1β、il - 4、il - 6、il - 10、il - 12 IL-13, IL-17和IFN-y)研究了在木匠明显高于nonexposed工人。
3.3。确定类型的细胞因子来衡量
类细胞因子测量具有显著差异的木匠斜体表所示2。主要的促炎细胞因子(il - 1β)和主要的CD4 +细胞因子影响子集:Th1 (IFN-y和IL-12p70), Th2 (il - 4和IL-13) Treg (il - 10),和Th17 (IL-17)细胞因子在木匠都显著提高。
3.4。细胞因子之间的相关性和木匠的年龄
在调查细胞因子之间的相关性和木匠的岁,斯皮尔曼等级相关使用在5%显著性水平。
表3表明,虽然之间存在弱相关的各种细胞因子和木匠的年龄,没有关系是统计学意义( )。
3.5。道德问题
这项研究是依法进行的指导方针和原则赫尔辛基宣言的研究涉及人类参与者。等基本道德原则尊重人、仁爱和正义被坚持的性能研究。研究了人类研究伦理委员会的批准,发布和伦理(CHRPE)学院的医学科学KNUST和Komfo Anokye教学医院(·)库马西(Ref: CHRPE /美联社/ 304/15)。书面请求说明研究的目的和效益被送到每一个参与的领导集团寻求许可他们的成员之间进行研究。举行了接见室每个地点期间的目的和效益研究是用英语向他们解释和加纳语言(双胞胎)。所有的参与者完成了知情同意的形式和接收日期返回展开研究。参与这项研究是自愿的,受访者可能撤回在任何阶段的数据收集过程。参与者的匿名是确保通过使用代码为个人回答问卷。
4所示。讨论
4.1。比较炎性细胞计数
增加炎症细胞和外周血中血小板计数表明炎症反应的主机。在目前的研究中,总白细胞,中性粒细胞和血小板计数的木匠。这是一致的结果Gripenback et al。14)发现外周血中性粒细胞的数量显著增加的健康志愿者暴露在松木灰尘。淋巴细胞计数在木匠没有明显高。这个结果是一致的结果Gripenback et al。14]发现重大健康志愿者外周血的淋巴细胞数量减少暴露于木粉,还发现增加淋巴细胞在支气管肺泡灌洗(BAL)流体。增加外周血中炎症细胞在这项研究表明,木粉可能诱导炎症反应的木匠。
4.2。木匠和Nonexposed工人之间的细胞因子水平进行比较
细胞因子在炎症和immunomodulating介质表现出正面和负面的监管影响各种靶细胞(15];因此,各种细胞因子的血清水平可能对炎症过程的存在提供信息(13]。本研究调查了不同类型的细胞因子的细胞因子在木匠。
促炎细胞因子促进炎症通过激活多种促炎的基因,包括磷脂酶A2,环氧酶2 (cox - 2),诱导一氧化氮合酶(间接宾语),和其他细胞因子和趋化因子启动炎症(16- - - - - -18]。il - 1β和il - 6也促进T辅助(Th17)细胞的发展和Th1细胞谱系19,20.]。促炎细胞因子(il - 1β和il - 6)是增加的木匠在这项研究中,这表明木粉诱导促炎细胞因子,因此可以促进炎症反应的木匠。这个观察的结果类似长et al。9),Bornholdt et al。8)和Maatta et al。6),木粉的测试木材品种诱导促炎细胞因子表达在人类肺组织和动物模型研究。因此,目前的研究支持了先前的观察,木匠的木屑诱发炎症反应。
CD4 +效应子集Th1、Th2 Th17,木匠和Treg细胞因子高,这表明木粉可能诱导Th1、Th2, Th17, Treg木匠的免疫反应。然而,没有明显的改变已报告在以前的研究的表达Th1、Th2, Th17,木匠Treg细胞因子,人体组织,或动物暴露于木粉10,21]。再一次,没有研究报道在木匠的CD4 +细胞因子诱导效应子集暴露于热带硬木。
Th1细胞因子引起的-γ和il - 12)已知调解杀害胞内病原体通过激活单核细胞和巨噬细胞,提高细胞因子分泌和抗原表达。然而,他们也抵制Th2细胞细胞因子的功能和Th2反应(过敏反应)3,4]。Th1细胞因子也下调嗜酸性粒细胞分化抑制Th2细胞在过敏性炎症的发展22]。因此,这项研究表明,Th1细胞因子水平的增加在木匠可能有助于抵抗过敏炎症反应可能是诱导由于增加木匠Th2水平。
这是符合发现改变cytokine-producing概要的Th2细胞诱导Th1反应是预防Th2-related疾病如哮喘和过敏(23]。这项研究表明,木粉的Th1反应诱导可能有助于抵抗过敏反应在木匠。这可能导致了正常肺功能指标观察到的木匠在我们的研究中(未出版)。
Th2细胞因子(il - 4和IL-13)更高的木匠nonexposed工人相比,这表明木粉可能是导致Th2反应诱发的木匠。Th2细胞因子是重要的过敏反应和过敏免疫病理反应。它们被增强粘液释放,B细胞产生IgE类开关,纤维化(14]。Th2免疫反应的作用会导致IgE生产、气道炎症和组织改造(22]。尽管IgE不是测量在目前的研究中,增加Th2细胞因子可能支持高水平的IgE的一项研究中发现暴露热带硬木的工人在阿克拉(24]。增加Th2细胞因子在木匠在本研究可能导致过敏性呼吸道症状,如打喷嚏和粘膜炎和粘液释放木匠。这是一致的结果Gripenback et al。14)和Shum et al。25)生产Th2细胞因子升高导致过敏性气道炎症。高水平的Th1细胞因子(IFN -γ和il - 12)本研究中观察到的可能是由于高水平的Th2细胞因子(il - 4)对抗的发展Th2反应和表达下调木匠的Th2炎症反应(4,25]。
Th17细胞因子IL-17A较高的木匠表明木粉可能诱导Th17响应的木匠。IL-17A众所周知,刺激其他促炎细胞因子和发挥防护作用的生产在宿主抵抗病原体上皮和粘膜屏障26,27]。高浓度的IL-17A一直在观察哮喘患者的气道和与中性粒细胞涌入相关联25]。在目前的研究中,在木匠IL-17A水平更高,这说明IL-17A可能导致炎症反应的诱导的木匠。
木匠有Treg细胞因子(il - 10)水平高于nonexposed工人建议增加Treg响应的木匠。激活Treg产生il - 10,抑制促炎细胞因子的合成或抑制其活动,因此负调节炎症反应(28]。它还减少气道代(AHR),肺嗜酸性粒细胞浸润,Th2过敏性气道炎症的细胞因子的生产特征。il - 10与il - 4和IL-13会使肺部免疫反应(3,4,29日,30.]。Treg更高水平的细胞因子在目前的研究表明,增加Treg木匠可能有助于抑制细胞因子的木屑限制引起的过敏和炎症反应的免疫病理过程发生在木匠。
4.3。细胞因子之间的相关性和木匠的年龄
在以前的研究中,细胞因子与衰老过程,炎性细胞因子il - 1β、il - 6和TNF -α已记录的增加与衰老(31日- - - - - -33]。目前的研究显示了一个无意义的正相关的细胞因子(il - 1β干扰素-γ、il - 4、il - 6、IL-13 IL-17A和IL-12p70)水平与木匠的年龄和无意义的负相关的细胞因子(il - 10和- 2)水平与木匠的年龄。这是由于木粉的刺激炎症抑制木匠?
5。结论
目前的研究表明,混合热带硬木尘埃可能导致诱发过敏性炎症反应的木匠明显的炎性细胞和促炎和Th2细胞因子升高。此外,木粉也可能有助于抑制过敏反应和炎症反应可能是诱导木匠;这是明显的高水平的Th1和Treg细胞因子来对抗炎症和过敏反应和无意义的木匠的炎性细胞因子与年龄正相关。
数据可用性
本研究的数据集用于支持这些发现可以从相应的作者。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突。
作者的贡献
IEE和加贡献的概念和设计研究。DD,费伊,IEE作出了实质性的贡献研究的研究设计和管理活动。IEE和RSM数据分析,起草了手稿。所有作者都参与关键的重要知识内容的修订和批准最终的手稿。
确认
我最感谢塞缪尔博士Dwumor Biostatistical部门的公共卫生学院的加纳大学健康科学学院协助统计分析。先生我想表达我深深的谢意奥斯卡的生理学SMS KNUST和KNUST医院医学实验室的全体员工。我很感谢他们在血液采集技术援助和血液学的测量。琼斯Amo Amponsah和明亮的Adu博士NMIMR协助我和Sokoban木材的高管人员协会和Oforikrom木工人协会所有库马西,KNUST的安全服务主任,KNUST小学和初中的校长组织和鼓励他们的员工和教师参与研究,谢谢。所有的参与者都是从事这一研究中,我很感激。也值得一提的预印本已经共享在研究广场(34]。部分支持了中央大学研究和培训发展基金。