PM2.5在慢性阻塞性肺疾病发生发展中的作用及其机制研究

摘要

本研究分为二部分：
　　第一部分、空气细颗粒物PM2.5在慢性阻塞性肺疾病发生发展中的作用及其机制探讨
　　【研究目的】
　　近年来的研究表明，慢性阻塞性肺疾病发病率和死亡率的增加与空气颗粒物污染相关，但机制尚未阐明。本研究旨在探讨空气细颗粒物PM2.5在慢性阻塞性肺疾病发生发展过程中的作用及其相关作用机制。
　　【研究方法】
　　我们首先在城市（高 PM2.5区）与农村（低 PM2.5区）之间进行了人群研究，以观察不同 PM2.5水平对人群 COPD发病率的影响以及在吸烟状况下对COPD发病的作用。接下来在细胞水平，我们运用不同浓度梯度的PM2.5对人支气管上皮细胞进行刺激，然后应用 ELISA法和免疫印迹法对目的蛋白的表达水平进行检测。同时，在动物水平，将24只C57BL/6小鼠（雄性，6-8周，18-20g）随机分为四组：①对照组：小鼠暴露于净化的空气中；②香烟烟雾暴露组：小鼠被动吸烟（1小时/次，2次/天，5天/周）；③PM2.5暴露组：小鼠被动吸入PM2.5（6小时/天，5天/周）；④PM2.5+香烟烟雾暴露组：小鼠被动吸入PM2.5同时被动吸烟。为了更好的模拟个体寿命的实质持续时间内COPD发生发展过程，我们进行了周期长达10个月的建模。用AniRes2005动物肺功能分析系统测定各组小鼠的肺功能。行肺组织HE染色观察小鼠肺组织形态结构改变以及肺组织炎症细胞浸润情况。应用ELISA、免疫组织化学、天狼猩红染色等检测小鼠肺组织中目的蛋白的表达情况。
　　【实验结果】
　　在人群研究中，我们发现 PM2.5对人群 COPD发病率的影响随其大气浓度的不同而不同，而且 PM2.5与吸烟有协同促进人群 COPD发病的作用。在细胞水平，PM2.5能上调炎性因子IL-6和IL-8及MMPs、TGF-β1和纤维连接蛋白等参与肺实质和气道重构的COPD标志性蛋白水平。在动物模型中，长期 PM2.5暴露能诱导肺功能下降、肺气肿改变和气道炎症性改变。同时，PM2.5能进一步增强吸烟所致的COPD炎症、气道重塑以及肺功能下降。动物在体实验再次验证并探讨了 PM2.5在COPD发生发展中的作用及其机制。
　　【实验结论】
　　本研究从人群水平、细胞水平和动物水平验证了空气细颗粒物PM2.5在COPD发生发展中的重要影响以及其增强吸烟致 COPD改变的作用及其相关作用机制。我们发现长期PM2.5暴露能诱导肺功能下降、肺气肿和气道炎症性改变。此外，长期PM2.5暴露能进一步加重吸烟所致COPD改变。
　　第二部分、吸烟状况和基因多态性在COPD发生发展中的作用
　　【研究目的】
　　既往研究表明遗传因素与环境因素在 COPD的发生发展中起着重要作用。如位于HHIP基因的多态性位点是COPD发病的危险因素之一。此外，环境因素如吸烟是COPD的主要危险因素，在COPD的发生发展中起着重要作用。本研究旨在探讨吸烟状况与遗传因素及其相互作用在COPD发生发展中的重要影响。
　　【研究方法】
　　通过肺功能测试及其他纳入标准，我们从超过25,000名研究对象中挑选了306例COPD患者和743例健康对照个体。所有挑选的研究对象有2年以上的慢性咳嗽史或有吸烟量在20包/年以上的吸烟史。我们运用TaqMan-MGB探针的方法对所有纳入研究的研究个体在位于HHIP基因上的3个SNP（rs7654947、 rs11100865和rs12504628）进行了基因分型。在长达8年的随访研究后，我们对所有的研究对象进行了戒烟教育，其中155例COPD患者和307例健康对照个体成功戒烟。接下来，我们继续对研究对象进行长达10年的随访研究。
　　【实验结果】
　　我们的研究结果显示：与健康对照群体相比，COPD患者的FEV1比值下降更为明显。同时，对于多态性变异位点rs7654947，CC型基因和CT型基因研究个体的FEV1比值较TT型基因的研究个体的FEV1比值有显著下降。同时在亚组分析中，与戒烟亚组相比，未戒烟亚组中，COPD个体FEV1降低更明显。
　　【实验结论】
　　我们的研究结果表明，HHIP上的多态性位点rs7654947与COPD发生发展和肺功能下降可能相关。而且，吸烟和遗传多态性对COPD的发病及肺功能的下降具有协同作用。

目录

声明

缩略词表

第一部分 空气细颗粒物PM2.5在慢性阻塞性肺疾病发生发展中的作用及其机制探讨

研究背景

材料方法

结果

讨论

参考文献

图表

第二部分 吸烟状况和基因多态性在COPD发生发展中的作用

研究背景

材料方法

结果

讨论

参考文献

图表

第三部分 综述:空气颗粒物在慢性阻塞性肺疾病中的研究进展

附录博士在读期间发表的研究论文

致谢