实验室唐潇潇教授课题组在 Front. Cell Dev. Biol. 期刊发表综述:PM2.5对呼吸系统宿主防御的影响
2020-03-109454细颗粒物(fine particulate matter, PM2.5)对公众健康的危害是全世界关注的焦点之一。2015年全球疾病负担研究报告将PM2.5列为第五大死亡风险因素。流行病学研究显示,暴露于PM2.5会增加呼吸道感染的发病率和死亡率。
3月4日,实验室唐潇潇教授作为通讯作者,硕士研究生杨荔垚、李诚为第一、二作者,呼吸疾病国家重点实验室、广州医科大学为文章通讯单位,在瑞士Frontiers in系列期刊中的Frontiers in Cell and Developmental Biology (IF=5.206) 杂志发表了题为“The impact of PM2.5 on the host defense of respiratory system”的综述。该文首次从呼吸道宿主防御的角度系统阐述PM2.5 增加呼吸系统感染的流行病学和实验证据,以及潜在的宿主防御机制。
主要结论:
1、足够的流行病学和体内外实验证据表明,暴露于PM2.5会增加呼吸道感染的易感性;
2、PM2.5导致呼吸道宿主防御能力受损的可能机制(图1):①气道上皮宿主防御功能受损:如病原体与上皮细胞的粘附增加,上皮屏障功能下降,粘液纤毛清除能力减弱和气道表面液体的抗菌活性降低;②呼吸道微生态改变:如正常菌群减少甚至消失,条件致病菌增加;③免疫细胞数量不足和功能障碍:如自然杀伤细胞缺失,肺泡巨噬细胞的吞噬能力降低;
3、PM2.5导致呼吸道上皮宿主防御功能缺陷的分子机制(图2):①PM2.5 → EGFR↑ → MUC5AC↑ → Mucus↑ → 粘液纤毛清除↓;②PM2.5 → IL-6↑ → AKT↑ → NF-κB↑ → ICAM-1↑ → 病原体粘附↑;③PM2.5 → ROS↑ → ERK-1/2↑ → Claudin-1↓ → TJs↓ → 上皮屏障↓;④PM2.5 → β-defensin↓ → AMPs↓ → 抗菌活性↓
展望要点:
1、流行病学方面:关于PM2.5暴露与年龄、性别以及特定病原体之间相关关系的研究仍存在争议,可以尝试对现有研究进行荟萃分析,以进一步确定易感人群和主要致病菌;
2、体内实验方面:既往研究主要通过气管滴注的方式构建动物模型,其最大的弊端在于不能模拟人体自然暴露于PM2.5的过程,而新型气溶胶富集串联口鼻暴露系统或全身暴露系统是作者推荐的造模方式;
3、分子机制方面:目前对于PM2.5暴露增加呼吸道易感性的研究主要集中在流行病学、动物、细胞实验模型,未来对其分子机制需进行更多深入探索。
该研究得到了国家海外高层次人才引进项目(唐潇潇教授)、国家自然科学基金面上项目(81770015,唐潇潇教授)、广东省珠江人才计划创新研究团队项目(2017BT01S155,冉丕鑫教授)和呼吸疾病国家重点实验室开放项目(SKLRD-OP-201906)经费的资助。
唐潇潇教授简介
唐潇潇博士,现为广州医科大学呼吸疾病国家重点实验室/广州呼吸健康研究院教授、PI、博士生导师、国家海外高层次引进人才、中国生理学会呼吸生理专业委员会委员、中国罕见病联盟呼吸病学分会委员、广东省中西医结合学会呼吸病专业委员会常务委员、广东省杰出青年医学人才、广州市优秀专家、广州市高层次卫生人才、“南山学者”特聘教授、呼吸疾病国家重点实验室肺纤维化与肺结核病研究方向负责人、肺纤维化学组组长。教育部学位中心评审专家,教育部长江学者通讯评审专家。目前主持国家海外高层次人才引进项目及国家自然科学基金等。
唐潇潇教授于2009年在香港中文大学医学院获得生理学博士学位,攻读博士期间曾获杰出研究奖学金资助赴美国耶鲁大学医学院开展研究工作。博士毕业后在美国霍华德休斯医学研究所 (Howard Hughes Medical Institute) 深造多年,历任博士后研究员及研究专家。
唐潇潇教授主要研究肺纤维化等呼吸疾病发病机制与治疗策略、呼吸道宿主防御机制,取得了一系列国际瞩目的原创性科研成果,代表性研究成果发表在《Nature》(2012,2019)、《Journal of Clinical Investigation》(2016)、《Science》(2016)、《Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.》(2016,2018)等国际顶级学术期刊并被国际上具有重要影响力的学术论文评估机构Faculty of 1000高度评价及重点推荐,其中发表在《Nature》等期刊的3篇论文入选“基本科学指标 (ESI)”的“高被引论文 (Highly Cited Paper)”,单篇论文最高他引次数>500,论文总他引次数>1000。