亚急性低剂量铅暴露对大鼠细胞免疫功能的影响
作者：刘倩琦 陈荣华 秦锐
单位：秦锐(江苏省儿童保健研究中心，南京医科大学第二附属医院)；刘倩琦 陈荣华(南京医科大学儿科研究所，南京 210029)
关键词：铅；细胞免疫；低剂量；大鼠
卫生研究000602 摘要：为探讨亚急性低剂量铅暴露对大鼠细胞免疫功能的影响，将幼年SD大鼠分成6组，给予含不同剂量铅的饲料8周，观察铅暴露后大鼠血铅、T细胞亚群、血清肿瘤坏死因子(TNF-α)和脾脏超微结构的变化。8周后各剂量铅暴露组血铅均高于正常对照组(P<0.01)，并且随着铅剂量的增加而呈阶梯状升高。各铅暴露组T细胞亚群分布异常，CD4明显减少，CD4/CD8比例下降，CD8各组间差异无显著性；血清TNF-α分泌异常，最低剂量组TNF-α升高，而其余各组显著降低；电镜观察，最低剂量组脾脏免疫细胞未见明显异常，而其余各组均表现为线粒体肿胀、嵴断裂、空泡化；内质网肿胀、脱颗粒等不同程度的破坏。提示亚急性低剂量铅暴露即可造成细胞免疫功能的损害、免疫器官结构的改变。
, 百拇医药
中图分类号：R595.2 R725、905.2 Q343.5 文献标识码：A
文章编号：1000-8020(2000)06-0354-03
Effect of sub-acute low level exposure to lead on
cellular immune function in rats
Liu Qianqi Chen Ronghua Qin Rui
(Institute of Pediatrics of Nanjing Medical University, Nanjing 21002 9,China)
Abstract：In order to observe the influence of low level exposure to lead on cellular immune functions in rats, sixty rats were randomly divided into six groups and were received diets with different levels of lead for eight weeks. Blood lead, serum tumor necrosis factor-α(TNF-α) level and the distribution of T lymphocyte subsets were measured. The pathological and ultrastructural changes of spleen were investigated. It was shown that lead exposure resulted in a significant increase of blood lead and decrease of the number of CD4 T-cells. But no significant difference was found in CD8 T-cell among all groups. Serum TNF-α at the lowest exposure group was significantly increased but that in other groups was lower than the control group. Electron microscopy for splenic immune cells indicated no significant difference between the lowest lead exposure group and the control group. The mitochondria of other groups were swollen, vaculated and pyknotic, endoplasmic reticulum were swollen and degranulated, nuclear chromatin were loosen. It was suggested that sub-acute exposure to lead, even at relative low exposure, would impair cell-mediated immunity and be harmful to spleen and thymus.
, 百拇医药
Key words:lead, cellular immunity, low level exposure, rat
许多研究认为铅不仅可以引起贫血、神经毒性、肾毒性，而且可能是一种潜在性的免疫抑制因子。动物实验显示，饮水中10mg/L的铅虽不足以引起一般健康危害，但已能损害免疫功能[1]。80年代以来，人们研究发现在职业性铅暴露可引起外周血B淋巴细胞池减少，免疫球蛋白水平降低[2]，EAC花环形成明显减少[3]，T淋巴细胞的转化受抑制，并影响某些细胞因子的产生[4]，从而削弱免疫功能，增加感染性疾病和肿瘤的发病率。关于亚急性低水平铅暴露对免疫功能(尤其是细胞免疫功能)的影响，有必要进一步开展研究。
1 材料与方法
1.1 材料
, 百拇医药 1.1.1 动物 4～5周龄SD大鼠60只，购自江苏省实验动物中心，雌雄各半，体重(112.7±15.7)g，随机分成6组。自由进食含铅饲料，共8周。
1.1.2 饲料 根据文献及大鼠每日进食量计算各组染毒剂量[5] ，并根据预实验结果调整组距(每100g大鼠每日进食10g饲料，口服铅最小致死量为11 g/kgBW)，各组饲料配方如下：A组为正常饲料；B、C、D、E、F组每kg饲料分别含醋酸铅0.1、0.3、0.9、2.7和8.1g，约相当于最小致死量的1/1100、1/367、1/122、1/41和1 /14。
1.2 方法
1.2.1 血铅测定 原子吸收石墨炉法(日本岛津AA-6501-F型原子吸收仪)[6]。去离子水、优级纯HNO3提取全血铅，按程序测定铅标准(南京医科大学卫生毒理中心提供)、质控(由上海第二医科大学新华医院沈晓明教授惠赠)和样品吸光度，根据标准曲线得血铅含量。
, 百拇医药
1.2.2 T细胞亚群CD4、CD8测定 APAAP法(北京军事医学科学院生物制剂发展中心产品)。在高倍镜下计数100个淋巴细胞，细胞表面有红色标记物的为阳性细胞，计算CD4、CD8阳性细胞百分比。
1.2.3 血清肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的测定 ELISA法(北京军事医学科学院生物制剂发展中心产品)[7]。λ=450nm,测定A值；根据标准品A值作标准曲线，计算样品TNF-α含量。
1.2.4 脾脏超微结构观察[8] 每组取2只大鼠的部分脾脏组织，用5%戊二醛固定，先后经过漂洗、后固定、漂洗、块染以及脱水、浸渍、包埋，最后聚合36h，切片，染色；观察脾脏免疫细胞超微结构变化，并摄片。
1.3 统计学处理
, 百拇医药
所有计量数据均以
±s表示，用单因素方差分析及最小显著差法进行统计学处理；所有百分率均用平方根反正弦转化；血铅浓度为偏态分布，经对数转换后，再用方差分析。
2 结果
2.1 染毒8周后血铅及血清TNF-α水平的变化
表1显示：各剂量铅暴露组血铅均高于正常对照组(P<0.01)，并且随着铅剂量的增加而呈阶梯状升高。最低剂量铅暴露组血清TNF-α含量明显高于正常对照组，而其他各剂量组均较正常对照组为低。
表1 各组大鼠血铅及血清TNF-α含量的比较(±s) 组别
, 百拇医药 醋酸铅含量
(g/kg饲料)
血铅(1)
(n=10，μmol/L)
血清TNF-α的含量
(n=8，μg/L)
A
0
0.468±0.080
11.22± 3.10
B
0.1
, 百拇医药
0.839±0.059
117.90±72.33
C
0.3
1.110±0.055
5.43± 2.10
D
0.9
1.635±0.058
3.36± 1.19
E
2.7
, 百拇医药
2.040±0.057
3.31± 3.01
F
8.2
2.846±0.053
0.94± 0.30
注：(1)各组与正常对照组A比较 P<0.012.2 对T细胞亚群的影响
表2显示，不同剂量的铅暴露均可导致T细胞CD4亚群的减少，CD4/CD8比例下降。而各铅暴露组与正常对照组之间CD8亚群无显著性差异。
表2 CD4、CD8阳性率及其比值的比较(n=8，±s) 组别
, 百拇医药
醋酸铅含量
(g/kg饲料)
CD4阳性率
(%)(1)
CD8阳性率
(%)
CD4/CD8(1)
A
0
41.49±0.08
29.49±0.02
, http://www.100md.com
1.41±0.097
B
0.1
36.99±0.05
29.49±0.05
1.26±0.126
C
0.3
34.23±0.05
29.98±0.04
1.14±0.066
D
, 百拇医药
0.9
31.61±0.04
27.99±0.02
1.13±0.094(1)
E
2.7
30.74±0.03
27.99±0.02
1.09±0.047
F
8.2
27.86±0.03
, 百拇医药
28.74±0.01
0.98±0.070
注：(1)与正常对照组A比较P<0.05
2.3 脾脏的超微结构变化(表3)
表3 脾脏内免疫细胞线粒体、内质网等的变化 组别
线粒体
内质网
其他
A
结构正常
结构正常
正常
, 百拇医药
B
结构基本正常，偶有局部空泡化
基本正常
基本正常
C
局部空泡化或嵴
排列紊乱
扩张，颗粒
排列整齐
未见异常
D
局部空泡化、嵴断裂
或排列紊乱
, http://www.100md.com
扩张或脱颗粒
未见异常
E
肿胀、空泡化或凝集
扩张
染色质较疏松
F
肿胀、空泡化或凝集
扩张、断裂或脱颗粒
染色质疏松
电镜观察发现，正常组与最低剂量组免疫细胞结构基本正常，而其他各组均表现为不同程度的线粒体空泡化、嵴断裂、肿胀、凝集；内质网扩张、脱颗粒；染色质疏松等。
, 百拇医药
3 讨论
铅是环境中最常见的毒物之一。近10多年来，人们逐渐意识到铅对机体免疫功能的损害，认为铅可能是一种潜在性的免疫抑制因子。儿童由于其代谢和发育方面的特点，对铅毒性特别敏感。1991年美国疾病控制中心(CDC)制定的新的儿童铅中毒诊断标准为血铅水平≥10mg/dl(0.483mmol/L)[9]。我国也有不少儿童正受到铅污染的严重威胁。据北京、上海、江苏的血铅水平抽样调查报告显示，儿童血铅水平超过CDC标准[10～12]，并远远超过了目前美国儿童3.6mg/dl的水平[13]。由此人们逐渐将重点从职业性铅暴露转向低水平的铅暴露，儿童低水平铅暴露已成为世界各国所面临的亟待控制和解决的问题。本实验的目的在于，探讨亚急性低剂量铅暴露对幼鼠细胞免疫功能的影响，为今后进一步研究儿童铅中毒的危害和预防提供理论依据。
3.1 铅对细胞免疫功能的影响
, 百拇医药
本实验选择了T淋巴细胞亚群和可以间接反映单核巨噬细胞功能的血清TNF-α作为观察铅对细胞免疫功能影响的指标。结果显示，即使是最低剂量铅暴露组，也可导致机体细胞免疫功能的损害。
3.1.1 铅对T细胞亚群的影响 本实验结果表明，低水平不同剂量铅暴露均导致T细胞CD4亚群的减少、CD4/CD8比例下降，并且随着血铅水平的升高而降低；而各组CD8亚群之间差异无显著性。Fishbein A 1993年在对54名射击教练的免疫功能和血铅检测后报道，高血铅组CD4亚群绝对数和相对数都明显减少，CD4/CD8比例也下降(主要是由于CD4亚群的减少)，与低血铅组相比差异有显著性[14]。CD4亚群的功能是正调节T、B淋巴细胞，即可辅助B淋巴细胞产生抗体，合成和分泌各种细胞因子，参与一系列免疫调节。因此，铅暴露时CD4亚群减少，CD4/CD8比例下降，可导致相关细胞因子分泌下降，抑制B淋巴细胞的增殖、分化，抗体产生减少，进一步影响细胞免疫和体液免疫功能，增加宿主对细菌、病毒、肿瘤等的易感性。
, http://www.100md.com
铅暴露导致CD4亚群减少，可能由于机体免疫抑制或免疫器官(如胸腺、脾脏等)活性受损；铅对单核巨噬细胞呈毒性作用[15]，铅可能与免疫细胞表面的T细胞受体(TCR)和HLA-DR受体有高度的亲和性[14]，从而干扰抗原从单核巨噬细胞向T淋巴细胞的提呈，阻止T淋巴细胞的激活，抑制信号的传递、基因的活化和转录、细胞因子的分泌，进而抑制细胞免疫功能。
3.1.2 铅对血清TNF-α的影响 TNF-α是由活化的单核巨噬细胞分泌的一类重要的细胞因子，是天然免疫和特异性免疫的重要介质。正常情况下，TNF-α具有抗肿瘤、抗感染等作用。但TNF-α产生过多、过少或与其他细胞因子的关系失调，都可能引起机体的免疫功能紊乱，肿瘤和感染性疾病的发生率升高。因此TNF-α的分泌水平也可在一定程度上反映机体的细胞免疫功能。据Zelikoff报道，经口吸入氧化铅微粒后，铅可破坏肺内单核巨噬细胞的免疫活性，包括TNF-α的活性。72h后，TNF-α释放较对照组显著增加，从而对组织器官造成损害[16]。本实验结果表明，最低剂量组血清TNF-α明显升高，其余各剂量组则低于正常对照组。低水平不同剂量的铅暴露引起TNF-α分泌异常，目前机制尚不完全清楚。推测可能是铅进入体内后，单核巨噬细胞总是首先与铅接触，并加以清除，与此同时单核巨噬细胞本身也由于铅毒性而发生损伤，如果只是低水平铅暴露时，其分泌TNF-α功能失调，使TNF-α异常增高；当 铅浓度进一步加大时，单核巨噬细胞功能不断受抑制，细胞结构遭到破坏，只合成和分泌极少TNF-α。因此相对高剂量组血清TNF-α含量较正常组低。另外由于T、B淋巴细胞功能受损，细胞因子分泌失调[4，17]，从而通过细胞因子网络影响了TNF-α的分泌。因此铅暴露时，TNF-α产生过多或过少，可引起机体细胞免疫功能的紊乱，造成免疫器官损伤，进一步影响机体的其他免疫功能。
, 百拇医药
3.2 铅对脾脏超微结构的影响
脾脏是机体内重要的免疫器官，有过滤血液的作用，是各种免疫细胞居住和增生的场所，而且是对侵入血液内的抗原产生免疫应答及免疫效应物质的重要基地。本实验为了进一步探讨铅对免疫系统毒性作用的机制，观察了脾脏内免疫细胞超微结构。结果发现，除最低剂量组以外，其余铅暴露组免疫细胞均发生不同程度的损伤，表现为线粒体局部空泡化、嵴排列紊乱或断裂，内质网扩张；严重的，线粒体肿胀、空泡化或凝集，内质网扩张、断裂或脱颗粒，并看到染色质疏松。与前面血清TNF-α水平相对应，由于最低剂量铅暴露尚未引起免疫细胞超微结构的器质性改变，只是免疫功能的紊乱，因此该组血清TNF-α水平异常升高，其他各组却因单核巨噬细胞结构的严重损伤而降低。
线粒体被认为是铅在细胞内作用的靶器官，并伴有相应的形态学及生物化学的改变。Robert在说明亚临床铅暴露对肾脏的毒性时，观察了肾脏组织的电镜照片，结果显示线粒体肿胀、嵴断裂[18]。其报道支持本实验结果。由于亚急性低水平铅暴露引起了淋巴细胞线粒体的变性，从而使其能量代谢受阻，由此导致淋巴细胞分化、成熟障碍，抑制了免疫应答的产生，进一步损害细胞免疫功能，降低机体的免疫力。
, 百拇医药
作者简介：刘倩琦，女，博士研究生
4 参考文献
1，Koller LD. The immunotoxic effects of lead in lead-expose d laboratory animals. Ann NY Acad Sci, 1990,587:160-165
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3，Castillo MA, Rodrignez DT, Leon LA, et al. Influence of occupational lead exposure on the concentration of immunoglobins and immune cellular functions in humans. Rew Alerg Mex, 1991,38(2):69-72
, 百拇医药
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10，何清，叶凤云，焦宏，等.北京市儿童血铅水平及相关因素的调查研究.中华儿科杂志，1998，36(3)：137-138
11，颜崇淮，沈晓明，章依文，等.上海市儿童血铅水平及其影响因素的流行病学研究.中华儿科杂志，1998，36(3)：142-145
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13，Pirkle JL, Brody DJ, Gunter KW, et al. The decline in blood lead levels in the United States. JAMA, 1994,10:284-291
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14，Fischbein A, Tsang P, Luo JC, et al. Phenotypic aberration of CD3+ and CD4+ cell and functional impairments of lymphocytes at low-lead occupational exposure to lead. Clin Immunopath, 1993,66(2):163-168
15，Lison D, Raguzzi F, Lauwerys R. Comparison of the effects of auranofin, heave metal and retinoids on protein kinase in vitro and on a protein kinase mediated response in macrophages. Pharmaco Toxicol, 1990,67:239-245
16，Zelikoff JT, Parsons E, Schlesinger RB. Inhalation of particulate lead oxide disrupts pulmonary macrophage-mediated functions important for host defense and tumor surveillance in the lung. Environ Res,1993,63(2):207-222
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18，Goyer RA. Lead toxicity from overt to subclinical to subtle health effects. Environ Health Presp,1990,86：177-181
(2000-06-05收稿), http://www.100md.com
单位：秦锐(江苏省儿童保健研究中心，南京医科大学第二附属医院)；刘倩琦 陈荣华(南京医科大学儿科研究所，南京 210029)
关键词：铅；细胞免疫；低剂量；大鼠
卫生研究000602 摘要：为探讨亚急性低剂量铅暴露对大鼠细胞免疫功能的影响，将幼年SD大鼠分成6组，给予含不同剂量铅的饲料8周，观察铅暴露后大鼠血铅、T细胞亚群、血清肿瘤坏死因子(TNF-α)和脾脏超微结构的变化。8周后各剂量铅暴露组血铅均高于正常对照组(P<0.01)，并且随着铅剂量的增加而呈阶梯状升高。各铅暴露组T细胞亚群分布异常，CD4明显减少，CD4/CD8比例下降，CD8各组间差异无显著性；血清TNF-α分泌异常，最低剂量组TNF-α升高，而其余各组显著降低；电镜观察，最低剂量组脾脏免疫细胞未见明显异常，而其余各组均表现为线粒体肿胀、嵴断裂、空泡化；内质网肿胀、脱颗粒等不同程度的破坏。提示亚急性低剂量铅暴露即可造成细胞免疫功能的损害、免疫器官结构的改变。
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中图分类号：R595.2 R725、905.2 Q343.5 文献标识码：A
文章编号：1000-8020(2000)06-0354-03
Effect of sub-acute low level exposure to lead on
cellular immune function in rats
Liu Qianqi Chen Ronghua Qin Rui
(Institute of Pediatrics of Nanjing Medical University, Nanjing 21002 9,China)
Abstract：In order to observe the influence of low level exposure to lead on cellular immune functions in rats, sixty rats were randomly divided into six groups and were received diets with different levels of lead for eight weeks. Blood lead, serum tumor necrosis factor-α(TNF-α) level and the distribution of T lymphocyte subsets were measured. The pathological and ultrastructural changes of spleen were investigated. It was shown that lead exposure resulted in a significant increase of blood lead and decrease of the number of CD4 T-cells. But no significant difference was found in CD8 T-cell among all groups. Serum TNF-α at the lowest exposure group was significantly increased but that in other groups was lower than the control group. Electron microscopy for splenic immune cells indicated no significant difference between the lowest lead exposure group and the control group. The mitochondria of other groups were swollen, vaculated and pyknotic, endoplasmic reticulum were swollen and degranulated, nuclear chromatin were loosen. It was suggested that sub-acute exposure to lead, even at relative low exposure, would impair cell-mediated immunity and be harmful to spleen and thymus.
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Key words:lead, cellular immunity, low level exposure, rat
许多研究认为铅不仅可以引起贫血、神经毒性、肾毒性，而且可能是一种潜在性的免疫抑制因子。动物实验显示，饮水中10mg/L的铅虽不足以引起一般健康危害，但已能损害免疫功能[1]。80年代以来，人们研究发现在职业性铅暴露可引起外周血B淋巴细胞池减少，免疫球蛋白水平降低[2]，EAC花环形成明显减少[3]，T淋巴细胞的转化受抑制，并影响某些细胞因子的产生[4]，从而削弱免疫功能，增加感染性疾病和肿瘤的发病率。关于亚急性低水平铅暴露对免疫功能(尤其是细胞免疫功能)的影响，有必要进一步开展研究。
1 材料与方法
1.1 材料
, 百拇医药 1.1.1 动物 4～5周龄SD大鼠60只，购自江苏省实验动物中心，雌雄各半，体重(112.7±15.7)g，随机分成6组。自由进食含铅饲料，共8周。
1.1.2 饲料 根据文献及大鼠每日进食量计算各组染毒剂量[5] ，并根据预实验结果调整组距(每100g大鼠每日进食10g饲料，口服铅最小致死量为11 g/kgBW)，各组饲料配方如下：A组为正常饲料；B、C、D、E、F组每kg饲料分别含醋酸铅0.1、0.3、0.9、2.7和8.1g，约相当于最小致死量的1/1100、1/367、1/122、1/41和1 /14。
1.2 方法
1.2.1 血铅测定 原子吸收石墨炉法(日本岛津AA-6501-F型原子吸收仪)[6]。去离子水、优级纯HNO3提取全血铅，按程序测定铅标准(南京医科大学卫生毒理中心提供)、质控(由上海第二医科大学新华医院沈晓明教授惠赠)和样品吸光度，根据标准曲线得血铅含量。
, 百拇医药
1.2.2 T细胞亚群CD4、CD8测定 APAAP法(北京军事医学科学院生物制剂发展中心产品)。在高倍镜下计数100个淋巴细胞，细胞表面有红色标记物的为阳性细胞，计算CD4、CD8阳性细胞百分比。
1.2.3 血清肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的测定 ELISA法(北京军事医学科学院生物制剂发展中心产品)[7]。λ=450nm,测定A值；根据标准品A值作标准曲线，计算样品TNF-α含量。
1.2.4 脾脏超微结构观察[8] 每组取2只大鼠的部分脾脏组织，用5%戊二醛固定，先后经过漂洗、后固定、漂洗、块染以及脱水、浸渍、包埋，最后聚合36h，切片，染色；观察脾脏免疫细胞超微结构变化，并摄片。
1.3 统计学处理
, 百拇医药
所有计量数据均以
±s表示，用单因素方差分析及最小显著差法进行统计学处理；所有百分率均用平方根反正弦转化；血铅浓度为偏态分布，经对数转换后，再用方差分析。2 结果
2.1 染毒8周后血铅及血清TNF-α水平的变化
表1显示：各剂量铅暴露组血铅均高于正常对照组(P<0.01)，并且随着铅剂量的增加而呈阶梯状升高。最低剂量铅暴露组血清TNF-α含量明显高于正常对照组，而其他各剂量组均较正常对照组为低。
表1 各组大鼠血铅及血清TNF-α含量的比较(
±s) 组别, 百拇医药 醋酸铅含量
(g/kg饲料)
血铅(1)
(n=10，μmol/L)
血清TNF-α的含量
(n=8，μg/L)
A
0
0.468±0.080
11.22± 3.10
B
0.1
, 百拇医药
0.839±0.059
117.90±72.33
C
0.3
1.110±0.055
5.43± 2.10
D
0.9
1.635±0.058
3.36± 1.19
E
2.7
, 百拇医药
2.040±0.057
3.31± 3.01
F
8.2
2.846±0.053
0.94± 0.30
注：(1)各组与正常对照组A比较 P<0.012.2 对T细胞亚群的影响
表2显示，不同剂量的铅暴露均可导致T细胞CD4亚群的减少，CD4/CD8比例下降。而各铅暴露组与正常对照组之间CD8亚群无显著性差异。
表2 CD4、CD8阳性率及其比值的比较(n=8，
±s) 组别, 百拇医药
醋酸铅含量
(g/kg饲料)
CD4阳性率
(%)(1)
CD8阳性率
(%)
CD4/CD8(1)
A
0
41.49±0.08
29.49±0.02
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1.41±0.097
B
0.1
36.99±0.05
29.49±0.05
1.26±0.126
C
0.3
34.23±0.05
29.98±0.04
1.14±0.066
D
, 百拇医药
0.9
31.61±0.04
27.99±0.02
1.13±0.094(1)
E
2.7
30.74±0.03
27.99±0.02
1.09±0.047
F
8.2
27.86±0.03
, 百拇医药
28.74±0.01
0.98±0.070
注：(1)与正常对照组A比较P<0.05
2.3 脾脏的超微结构变化(表3)
表3 脾脏内免疫细胞线粒体、内质网等的变化 组别
线粒体
内质网
其他
A
结构正常
结构正常
正常
, 百拇医药
B
结构基本正常，偶有局部空泡化
基本正常
基本正常
C
局部空泡化或嵴
排列紊乱
扩张，颗粒
排列整齐
未见异常
D
局部空泡化、嵴断裂
或排列紊乱
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扩张或脱颗粒
未见异常
E
肿胀、空泡化或凝集
扩张
染色质较疏松
F
肿胀、空泡化或凝集
扩张、断裂或脱颗粒
染色质疏松
电镜观察发现，正常组与最低剂量组免疫细胞结构基本正常，而其他各组均表现为不同程度的线粒体空泡化、嵴断裂、肿胀、凝集；内质网扩张、脱颗粒；染色质疏松等。
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3 讨论
铅是环境中最常见的毒物之一。近10多年来，人们逐渐意识到铅对机体免疫功能的损害，认为铅可能是一种潜在性的免疫抑制因子。儿童由于其代谢和发育方面的特点，对铅毒性特别敏感。1991年美国疾病控制中心(CDC)制定的新的儿童铅中毒诊断标准为血铅水平≥10mg/dl(0.483mmol/L)[9]。我国也有不少儿童正受到铅污染的严重威胁。据北京、上海、江苏的血铅水平抽样调查报告显示，儿童血铅水平超过CDC标准[10～12]，并远远超过了目前美国儿童3.6mg/dl的水平[13]。由此人们逐渐将重点从职业性铅暴露转向低水平的铅暴露，儿童低水平铅暴露已成为世界各国所面临的亟待控制和解决的问题。本实验的目的在于，探讨亚急性低剂量铅暴露对幼鼠细胞免疫功能的影响，为今后进一步研究儿童铅中毒的危害和预防提供理论依据。
3.1 铅对细胞免疫功能的影响
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本实验选择了T淋巴细胞亚群和可以间接反映单核巨噬细胞功能的血清TNF-α作为观察铅对细胞免疫功能影响的指标。结果显示，即使是最低剂量铅暴露组，也可导致机体细胞免疫功能的损害。
3.1.1 铅对T细胞亚群的影响 本实验结果表明，低水平不同剂量铅暴露均导致T细胞CD4亚群的减少、CD4/CD8比例下降，并且随着血铅水平的升高而降低；而各组CD8亚群之间差异无显著性。Fishbein A 1993年在对54名射击教练的免疫功能和血铅检测后报道，高血铅组CD4亚群绝对数和相对数都明显减少，CD4/CD8比例也下降(主要是由于CD4亚群的减少)，与低血铅组相比差异有显著性[14]。CD4亚群的功能是正调节T、B淋巴细胞，即可辅助B淋巴细胞产生抗体，合成和分泌各种细胞因子，参与一系列免疫调节。因此，铅暴露时CD4亚群减少，CD4/CD8比例下降，可导致相关细胞因子分泌下降，抑制B淋巴细胞的增殖、分化，抗体产生减少，进一步影响细胞免疫和体液免疫功能，增加宿主对细菌、病毒、肿瘤等的易感性。
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铅暴露导致CD4亚群减少，可能由于机体免疫抑制或免疫器官(如胸腺、脾脏等)活性受损；铅对单核巨噬细胞呈毒性作用[15]，铅可能与免疫细胞表面的T细胞受体(TCR)和HLA-DR受体有高度的亲和性[14]，从而干扰抗原从单核巨噬细胞向T淋巴细胞的提呈，阻止T淋巴细胞的激活，抑制信号的传递、基因的活化和转录、细胞因子的分泌，进而抑制细胞免疫功能。
3.1.2 铅对血清TNF-α的影响 TNF-α是由活化的单核巨噬细胞分泌的一类重要的细胞因子，是天然免疫和特异性免疫的重要介质。正常情况下，TNF-α具有抗肿瘤、抗感染等作用。但TNF-α产生过多、过少或与其他细胞因子的关系失调，都可能引起机体的免疫功能紊乱，肿瘤和感染性疾病的发生率升高。因此TNF-α的分泌水平也可在一定程度上反映机体的细胞免疫功能。据Zelikoff报道，经口吸入氧化铅微粒后，铅可破坏肺内单核巨噬细胞的免疫活性，包括TNF-α的活性。72h后，TNF-α释放较对照组显著增加，从而对组织器官造成损害[16]。本实验结果表明，最低剂量组血清TNF-α明显升高，其余各剂量组则低于正常对照组。低水平不同剂量的铅暴露引起TNF-α分泌异常，目前机制尚不完全清楚。推测可能是铅进入体内后，单核巨噬细胞总是首先与铅接触，并加以清除，与此同时单核巨噬细胞本身也由于铅毒性而发生损伤，如果只是低水平铅暴露时，其分泌TNF-α功能失调，使TNF-α异常增高；当 铅浓度进一步加大时，单核巨噬细胞功能不断受抑制，细胞结构遭到破坏，只合成和分泌极少TNF-α。因此相对高剂量组血清TNF-α含量较正常组低。另外由于T、B淋巴细胞功能受损，细胞因子分泌失调[4，17]，从而通过细胞因子网络影响了TNF-α的分泌。因此铅暴露时，TNF-α产生过多或过少，可引起机体细胞免疫功能的紊乱，造成免疫器官损伤，进一步影响机体的其他免疫功能。
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3.2 铅对脾脏超微结构的影响
脾脏是机体内重要的免疫器官，有过滤血液的作用，是各种免疫细胞居住和增生的场所，而且是对侵入血液内的抗原产生免疫应答及免疫效应物质的重要基地。本实验为了进一步探讨铅对免疫系统毒性作用的机制，观察了脾脏内免疫细胞超微结构。结果发现，除最低剂量组以外，其余铅暴露组免疫细胞均发生不同程度的损伤，表现为线粒体局部空泡化、嵴排列紊乱或断裂，内质网扩张；严重的，线粒体肿胀、空泡化或凝集，内质网扩张、断裂或脱颗粒，并看到染色质疏松。与前面血清TNF-α水平相对应，由于最低剂量铅暴露尚未引起免疫细胞超微结构的器质性改变，只是免疫功能的紊乱，因此该组血清TNF-α水平异常升高，其他各组却因单核巨噬细胞结构的严重损伤而降低。
线粒体被认为是铅在细胞内作用的靶器官，并伴有相应的形态学及生物化学的改变。Robert在说明亚临床铅暴露对肾脏的毒性时，观察了肾脏组织的电镜照片，结果显示线粒体肿胀、嵴断裂[18]。其报道支持本实验结果。由于亚急性低水平铅暴露引起了淋巴细胞线粒体的变性，从而使其能量代谢受阻，由此导致淋巴细胞分化、成熟障碍，抑制了免疫应答的产生，进一步损害细胞免疫功能，降低机体的免疫力。
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作者简介：刘倩琦，女，博士研究生
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(2000-06-05收稿), http://www.100md.com