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2010年6月号
医学进展

过敏症的预防:从怀孕前就开始

    近年来,过敏性疾病的发病大幅增加[1],据估计目前全球有高达3亿人患有过敏性疾病。虽然遗传易感性是过敏性疾病增加的原因之一,但考虑到其发病率上升如此迅速,环境的改变显然也在其中扮演了重要角色。婴儿期向来被视为过敏发生风险最大的时期。通过观察整个家庭及孩子出生的顺序,Strachan第一个提出儿时的感染有保护作用[2](感染通常是因为与哥哥、姐姐的接触而获得的)。

    最近,对小鼠的研究指出,环境因素的影响甚至可以追溯到生命更早的时期——胎儿在子宫内[3,4],抑或甚至在怀孕前[4,5]。流行病学研究也指出,孕期是环境影响的重要时期[1,6]。所有这些研究都使详析保护机制有了可能。尽管近年调节性T细胞(regulatory T cells,Treg cells)的保护作用已获研究证据支持[7],但这些研究提出的机制通常越过Treg细胞而去涉及固有免疫成熟过程的改变以及表观遗传学改变。

    The Prevention of Allergy Risk Factors for Sensitization in Children Related to Farming and Anthroposophic Lifestyle研究小组指出,农场环境对婴儿、孕期胎儿都有保护作用[1,8]。农场环境提高了微生物接触的机会,而微生物会通过模式识别受体(如Toll样受体(Toll-like receptors,TLRs))发送信号给固有免疫应答系统。

    实验显示,孕期小鼠暴露于内毒素可保护后代免于过敏原所致呼吸道疾病,最近Conrad等[3]的研究通过用一种来自牛棚的细菌(Acinetobacter lwoffi F78)扩展了这一结论。孕期母体(鼻子)暴露于这种细菌可保护后代免于过敏原——卵白蛋白所致呼吸道疾病,前提是母体TLR信号通路完好健全。暴露于细菌导致母体肺部出现短暂的辅助性T细胞1(T helper type 1,TH1)型促炎反应,其特征为支气管肺泡灌洗液中肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor,TNF)、白介素-6(interleukin-6,IL-6)、IL-12浓度增高,随后出现血清IL-6增多相关系统应答。此外,研究人员还观察到,TLR表达增高出现在母体肺组织,但未出现在胎盘[3]。这些数据与那些显示脐血中先天受体(如TLR2、TLR4、CD14)表达增加与农场环境暴露有关的研究[8]互为呼应。Conrad的这项研究未发现Treg细胞保护作用的直接证据,但却发现免疫偏向TH1型促炎反应可保护后代免于过敏。该发现支持了那些提出遗传性过敏症的发生归因于新生儿TH1反应延迟成熟的研究[9]。

    另外一些过敏性呼吸道疾病研究指出,表观遗传修饰可能会对后代有影响[4]。Hollingsworth等[4]感兴趣于幼稚T细胞中DNA低甲基化提高(表达Foxp3的)TH1和Treg细胞的扩增。他们假设,通过富含甲基供体的饮食影响子宫内的甲基化状态可以提高过敏性呼吸道疾病的发生。他们发现,孕期(而非哺乳期)小鼠暴露于这样的饮食,增加后代呼吸道疾病的发生。另外,尽管数据不那么有力,但还是发现这种影响也可以由父亲传递给后代。

    该发现与另一独立研究[5]的结论(怀孕前母体就可以将保护作用传递给后代)一致。该独立研究显示,雌鼠在交配前几天口服卵白蛋白可保护后代免于发生呼吸道疾病。

    Hollingsworth等[4]在给子宫内补充甲基供体后发现了许多被甲基化了的基因,包括抑癌基因Runx3(runt-related transcription factor-3,runt相关转录因子3)过甲基化,导致Runx3蛋白量减少;这些改变与呼吸道疾病严重度的增加有关。一项独立研究显示,Runx3在预防呼吸道疾病方面有重要作用[10]。Runx3最近还被发现与Foxp3+Treg细胞的诱导产生和功能有关[11]。甲基供体存在于有毒物质(烟等)中,但专家建议谨慎解释该结论,因为另一些形式的甲基供体(如叶酸)是推荐用于孕妇的。

    综合这些研究不难发现,过敏症的预防需要在孕期甚至在怀孕前就开始着手。

    流行病学研究表明,孕期饮食是早期预防过敏症的重要因素。例如,孕期母体摄入维生素E、锌和维生素D不足都与儿童反复发作呼吸困难和哮喘有关[6]。预防过敏症的措施包括益生菌的使用——通过饮食补充活的微生物。目的是调节胎儿所处的微生物环境,对免疫系统发育起到有利影响(目前这一措施在临床研究中仅取得了有限的效果[12])。

    另一途径是通过在饮食中添加不同的营养(如某些脂质、维生素、必需矿物质元素)调节免疫反应。有证据显示这些营养成分能调节T细胞功能[6]。有大量文献描述了维生素D吸收力影响Treg细胞活性,无论在人或是在鼠[7]。维生素D对怀孕还有其他好处,近期研究显示,充足的维生素D可使不孕妇女成功繁育后代[13]。

(作者:白蕊)

参考文献:

    Eder, W., Ege, M.J. & von Mutius, E. The Asthma Epidemic. N. Engl. J. Med. 2006,355:2226–2235 Strachan, D.P. Hay fever, hygiene, and household size. Br. Med. J. 1989,299:1259–1260 Conrad, M.L. et al. Maternal TLR signaling is required for prenatal asthma protection by the nonpathogenic microbe Acinetobacter lwoffii F78. J. Exp. Med. 2009,206:2869–2877 Hollingsworth, J.W. et al. In utero supplementation with methyl donors enhances allergic airway disease in mice. J. Clin. Invest. 2008,118:3462–3469 Polte, T., Hennig, C. & Hansen, G. Allergy prevention starts before conception: Maternofetal transfer of tolerance protects against the development of asthma. J. Allergy Clin. Immunol. 2008,122:1022–1030.e5 Devereux, G. Early life influences on asthma - diet. Pediatr. Pulmonol. 2007,42:663–673 Lloyd, C.M. & Hawrylowicz, C.M. Regulatory T Cells in Asthma. Immunity 2009,31:438–449 Ege, M.J. et al. Prenatal farm exposure is related to the expression of receptors of the innate immunity and to atopic sensitization in school-age children. J. Allergy Clin. Immunol. 2006,117:817–823 Holt, P.G. & Sly, P.D. Prevention of allergic respiratory disease in infants: current aspects and future perspectives. Curr. Opin. Allergy Clin. Immunol. 2007,7:547–555 10. Fainaru, O., Shseyov, D., Hantisteanu, S. & Groner, Y. Accelerated chemokine receptor 7-mediated dendritic cell migration in Runx3 knockout mice and the spontaneous development of asthma-like disease. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2005,102:10598–10603 Klunker, S. et al. Transcription factors RUNX1 and RUNX3 in the induction and suppressive function of Foxp3+ inducible regulatory T cells. J. Exp. Med. 2009,206:2701–2715 Johannsen, H. & Prescott, S.L. Practical prebiotics, probiotics and synbiotics for allergists: how useful are they? Clin. Exp. Allergy 2009,39:1801–1814 Ozkan, S. et al. Fertil. Steril. published online, doi:10.1016/j.fertnstert.2009.05.019 (2009).

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