摘要:该研究发表在《实验医学杂志》上,指出这些干扰会增加吸烟者和接触二手烟和三手烟的人患呼吸道感染的可能性,并加剧与吸烟有关的炎症性疾病,包括慢性阻塞性肺病 (COPD)。
该图展示了香烟和电子烟烟雾中的烟雾成分如何掩盖 Smole 结合配体和 MR1 复合物等关键分子,从而扰乱 T 细胞反应。图片来源:Erica Tandori
香烟烟雾和电子香烟中的多种化学物质会改变一种关键肺免疫细胞的功能。
吸烟不仅普遍而且致命,但香烟烟雾导致严重呼吸系统疾病的确切机制仍不清楚。这种认识上的差距极大地阻碍了有效治疗方法的开发。
澳大利亚研究人员发现,香烟烟雾和电子烟中的各种化学物质会破坏肺部一种关键免疫细胞的功能。
该研究发表在《实验医学杂志》上,指出这些干扰会增加吸烟者和接触二手烟和三手烟的人患呼吸道感染的可能性,并加剧与吸烟有关的炎症性疾病,包括慢性阻塞性肺病 (COPD)。
众所周知,吸烟会削弱免疫系统对感染的反应,促进肺部炎症,从而导致或加剧慢性阻塞性肺病,这是全球第三大死亡原因。慢性阻塞性肺病患者更容易感染流感,而流感又会加剧呼吸道炎症,促进肺气囊的破坏,从而使潜在疾病恶化。目前尚无有效的慢性阻塞性肺病治疗方法。
莫纳什大学生物医学发现研究所的 Wael Awad 博士是JEM新研究的第一作者,他表示:“到目前为止,接触香烟烟雾的人群免疫反应偏差的潜在机制以及它们与慢性阻塞性肺病 (COPD) 等烟雾相关疾病之间的关系仍不清楚。”
莫纳什大学生物医学发现研究所的 Jamie Rossjohn 教授与昆士兰大学分子生物科学研究所的 David P. Fairlie 教授、墨尔本大学彼得多尔蒂感染与免疫研究所的 Alexandra J. Corbett 教授以及百年研究所和悉尼科技大学的 Philip M. Hansbro 教授共同领导了这项研究。
在他们的研究中,研究人员观察了香烟烟雾对粘膜相关不变 T (MAIT) 细胞的影响,这是一种存在于肺部和身体其他组织中的免疫细胞。MAIT 细胞有助于抵抗细菌和病毒感染,并可促进炎症或组织修复。
MAIT 细胞由一种名为 MR1 的蛋白质激活,这种蛋白质几乎存在于人体的每个细胞中。MR1 识别细菌产生的化学物质,并将它们呈现在受感染细胞的表面,以激活 MAIT 细胞并启动免疫反应。“虽然我们知道香烟、丛林大火、烹饪、汽车尾气和焚烧垃圾产生的烟雾会带来重大的健康风险,但令人惊讶的是,我们对烟雾的具体成分如何影响我们的免疫系统以及它们如何影响人体的多个部位仍然知之甚少,”Fairlie 教授说。
Awad 博士说:“我们怀疑吸烟者吸入的香烟烟雾中存在的 20,000 多种化学物质中的一些也可能与 MR1 结合并影响肺部 MAIT 细胞的活动。”
研究人员利用计算机模型预测香烟烟雾中的哪些成分可能被 MR1 识别,并发现其中几种分子不仅与蛋白质结合,而且在细胞表面的数量也有所增加或减少。这些化学物质,包括苯甲醛衍生物(也用作香烟和电子烟的调味剂),阻止了细菌产生的化合物激活人类 MAIT 细胞。
研究小组随后研究了香烟烟雾对人类血液和小鼠 MAIT 细胞的影响,结果显示它们会降低 MAIT 细胞的功能。反复接触香烟烟雾的小鼠会出现肺部疾病症状,如果同时感染流感,症状会恶化。研究人员发现,长期接触香烟烟雾会改变 MAIT 细胞为小鼠提供的保护,使它们抵抗流感感染的能力下降,更容易患上 COPD 疾病。
“我们发现缺乏 MAIT 细胞的小鼠也能免受香烟烟雾诱发的 COPD 的侵害,其肺部炎症程度降低,肺气囊中也没有组织恶化,”Hansbro 教授说。
Corbett 教授说:“这项研究展示了合作的力量以及我们可以通过跨学科科学获得的洞察力。”
“总体而言,我们的研究表明,香烟烟雾中的成分可以与蛋白质 MR1 结合,并降低保护性免疫细胞(称为 MAIT 细胞)的功能。这会增加感染的易感性,并加剧肺部疾病的进展,”Awad 博士说。研究人员现在计划调查究竟哪些 MAIT 细胞通路受到香烟烟雾的影响,以便了解如何更好地治疗 COPD 和其他肺部疾病。
参考文献:“香烟烟雾成分调节 MR1–MAIT 轴”,作者:Wael Awad、Jemma R. Mayall、Weijun Xu、Matt D. Johansen、Timothy Patton、Xin Yi Lim、Izabela Galvao、Lauren J. Howson、Alexandra C. Brown、Tatt Jhong Haw、Chantal Donovan、Shatarupa Das、Gesa J. Albers、Tsung-Yu Pai、Elinor Hortle、Caitlin M. Gillis、Nicole G. Hansbro、Jay C. Horvat、Ligong Liu、Jeffrey YW Mak、James McCluskey、David P. Fairlie、Alexandra J. Corbett、Philip M. Hansbro 和 Jamie Rossjohn,2025 年 1 月 17 日,《实验医学杂志》。DOI:10.1084/jem.20240896
来源:康嘉年華