环境因素对过敏性鼻炎有哪些影响？

　　遗传和环境是变应性鼻炎发病的两大因素。近20年来，变应性鼻炎的发病率在全球范围内呈上升趋势。这种趋势是难以单纯用遗传基因的改变来解释，而应考虑到环境因素的改变对变应性鼻炎的发病也起着重要作用。这些环境因素的改变主要包括日益严重的空气污染，饮食习惯和营养结构的改变，细菌和/或病毒感染的减少等。本文从空气污染、饮食与营养、感染等三方面因素对变应性鼻炎的影响作一总结。
　　[空气污染]空气污染造成的健康问题由来已久。早在1873年，Charles Harrison Blackley在证实禾草花粉才是“枯草热”的真正致病原因的同时，他也发现该病在城市居民中的发病要比乡村居民更普遍一些。19世纪的伦敦，由于普遍使用开放式的燃煤锅炉，导致空气污染严重，1873年12月的一场家畜展览会上，就曾经发生过一场大雾后大批家畜死亡的事件。具有讽刺意味的是，法国著名印象派画家Claude Monet在1901年旅居伦敦时，见其住所附近的滑铁卢桥被浓厚的烟雾笼罩，若隐若现。有感而发，遂创作名画《滑铁卢桥》。
　　空气污染物主要分为气体和颗粒物（particles matter，PM）两大类。空气污染物的产生又主要通过两个途径：一是通过内燃机排气管或烟囱直接排放的初级污染物――包括氮氧化物（NOx）和二氧化硫（SO2）等气体，以及煤烟等颗粒物；二是大气中的初级污染物在日光、潮湿的作用下发生化学作用，产生次级污染物――包括臭氧（O3）和次级颗粒物如硫酸盐等。最初的空气污染物几乎均来自于煤燃料的燃烧。随着社会的发展，如今交通车辆的排放物成为空气污染的主要的来源，其中包括挥发性有机化合物（volatile organic compounds,VOCs）、吸入性颗粒物（inhaled particles matter）和多种刺激性气体(NO2、SO2、O3) 。越来越多的证据表明空气污染与呼吸道变应性疾病的发病有密切关系。空气污染对一些特殊人群有着更高的易感性如老人或儿童，伴有哮喘或慢型阻塞性肺病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）的患者。此外，特殊的遗传特征也会增加接触空气污染物后的患病风险。空气污染物通常与急性呼吸道病变恶化的关系最为密切。如上呼吸道感染和COPD的恶化。长期暴露于污染物的慢性刺激下则影响鼻黏膜和肺的正常生长发育并导致变应性鼻炎和哮喘的发生。环境中的污染物可以使机体对初次接触的变应原产生Th2方向的反应，并在随后的再次接触变应原后产生IgE介导的变态反应。
　　目前普遍认为空气污染的数量和类型影响着变应性疾病的发生。这可以从德国两个城市的流行病学研究中得到佐证：Von Mutius等人研究了慕尼黑市7653名儿童和莱比锡市的2623名儿童后发现，莱比锡市儿童的变应性鼻炎、哮喘、对变应原的阳性皮肤试验的发生率分别为2.7％、3.9％和18.2％，明显低于慕尼黑市儿童的发生率（8.6％、5.9％、36.7％）。而两个城市的空气污染情况有所不同，莱比锡市主要以燃煤产生SO2为主要空气污染物，而慕尼黑市主要以汽车排放的污染物为主。大多数的观点认为，空气污染物可直接造成呼吸道黏膜的炎症，包括炎性细胞因子释放和炎性细胞聚集。而炎症的结果造成了机体对变应原的反应增强。如NOX是重要的室内外空气污染物，还是产生臭氧的前体物质（Precursors）。空气中NO2水平的增加可导致一系列呼吸道症状（咳嗽、喘息、黏痰多、气管炎症状）。Van Strien 等人报告：对英格兰境内有家族哮喘史的出生一年内婴儿进行抽样检测其室内NO2浓度，并记录该婴儿的呼吸道症状，发现暴露于高浓度NO2（>17.4 ppb）环境内的婴儿患哮喘的风险大大高于低浓度暴露者(＜5.1ppb)。而white等人亦证明患哮喘的学龄儿童在接触0.11ppm的臭氧1小时后，肺功能明显下降。
　　随着环境保护措施的不断加强，全球工业污染得到不同程度的遏制，主要的空气污染物也同时发生了变化。近年来柴油机废气颗粒（diesel exhaust particle，DEP）引起的污染日益引起人们的重视。DEP的中心由一个碳核组成，其表面吸附着多种化学物质和金属。大部分DEP为细颗粒（直径0.1~2.5μm）和超细颗粒（直径<0.1μm）。但多个DEP可联接在一起形成不同尺寸和形状的聚合物，并因其携带更多的化学物质而具有更广泛的生物效应。体外及体内实验表明,DEP 可能通过以下几方面作用诱发或加重鼻部变应性炎症 : ①DEP 具有佐剂(adjuvant) 样作用,可增强变应原免疫应答,促进IgE 抗体的产生; ②增强鼻黏膜上皮细胞和内皮细胞组胺H1 受体mRNA 的表达,促进白介素(interleukin , IL)-8 和粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子( granulocyte-macrophage colony stimulating factor , GM-CSF) 等炎前细胞因子(proinflammatory cytokines) 的产生; ③增强IL-4、IL-5 和IL-13 等辅助性T 细胞( T-helper cells , Th) 2 型细胞因子的基因转录,而使Th1 型细胞因子干扰素(interferon , IFN-γ)mRNA 的表达下降,导致免疫反应向Th2 型转变; ④增强嗜酸粒细胞与鼻黏膜上皮细胞的黏附,导致脱颗粒而释放嗜酸粒细胞阳离子蛋白(eosinophil cationic protein, ECP ) ; ⑤ 增强气道高反应性( airway hyperresponsiveness , AHR) ,并通过刺激感觉神经使鼻黏膜处于超敏状态。此外，DEP对多种细胞均有直接的免疫学效应 （表1）。
　　表1：DBP的对各种组织细胞的直接效应
　　细胞类型
　　DBP的效应
　　鼻、支气管上皮细胞和内皮细胞
　　增加细胞因子表达（IL-8，eotaxin,RANTES,GM-CSF,IL-6）
　　增加组胺型受体的表达
　　上调ICAM-1的表达
　　嗜酸性粒细胞
　　增强对鼻上皮细胞的黏附
　　诱导嗜酸性粒细胞脱颗粒
　　肥大细胞
　　增加IgE介导的组胺释放
　　增加细胞因子产生（IL-4，IL-6）
　　嗜碱性粒细胞
　　在缺乏IgE的情况下诱导组胺释放
　　增强细胞因子产生（IL-4）
　　外周血单核细胞
　　诱导细胞因子产生（IL-8，RANTES，和TNFα产生）
　　B细胞
　　IL-4和抗CD40刺激后增加IgE产生
　　单核-巨噬细胞
　　调节细胞因子产生，抑制前列腺素E2 释放
　　关于空气污染物的生物学效应，大多数的研究认为空气污染物作用于气道中的巨噬细胞、中性粒细胞、嗜酸性粒细胞，可产生活性氧分子（reactive oxygen species, ROS）如超氧化物、过氧化氢、羟基等，这些ROS与蛋白、脂类以及DNA相作用，发生氧化应激反应（oxidative stress）,导致细胞损伤。目前已经认识到炎症就其本质而言是一个氧化过程。有研究表明变应原激发支气管试验中可发现超氧化物产生，反之在动物实验中氧自由基的数量多寡亦与抗原诱导的气道高反应性高低相关。呼出空气中的过氧化氢、一氧化氮、一氧化碳等可作为反映气道炎症程度的标记物。因此，空气污染物往往具有双重损伤效应：直接通过诱导ROS的产生导致氧化应激，间接通过增强炎症反应，从而产生更多地ROS和更强烈的炎症。呼吸道长期接触空气污染物往往伴随着气道黏膜抗氧化成分的丢失。一些具有抗氧化作用的药物如维生素C和维生素E能针对臭氧导致肺部反应提供一定保护性作用。
　　[饮食与营养]自上世纪90年代起，有学者认为除了空气污染以外，变应性疾病的增加还与其西方社会饮食结构的变化有关。因为近年来在欧洲的一些国家空气污染已经明显得到控制，甚至是在空气质量良好的前提下，变应性疾病的发病率仍在增加。这种饮食结构的变化主要包括三大方面。
　　1.饮食中具抗氧化活性的食物摄入减少
　　维生素C的摄入。水溶性的维生素C可通过清除氧自由基和抑制巨噬细胞分泌超氧负离子的方式增强细胞内和细胞外抗氧化能力。一般地说，大多数研究显示饮食中足够的维生素C摄入有助于通气功能的提高，但很少的研究提及维生素C与变应性鼻炎的关系。Rubin等人发现在4-16岁儿童中，血清维生素C 含量高的儿童其患哮喘的风险可降低19％。而另一项研究显示成人血清中维生素C的含量与喘息症状的发生呈负相关。
　　维生素E的摄入。脂溶性的维生素E是对抗氧化剂导致细胞膜损伤的主要屏障。与维生素C不同，除了抗氧化作用外，维生素E还具有免疫调节作用。有人认为维生素E的摄入量与成人血清IgE水平和发生变应性疾病的风险呈负相关。
　　水果的摄入。水果中含有大量的重要的抗氧化剂成分。无论成人与儿童，饮食中摄入水果的量的多少与哮喘发作、通气功能、呼吸道症状均有密切关系。一项关于健康与生活方式的研究显示成人的FEV1值与冬季消耗的新鲜水果量呈正相关。又如每日充足的苹果摄入可使发生哮喘的风险降低30％。
　　以上的流行病学研究显示饮食中抗氧化剂的摄入与变应性疾病的发病呈负相关，同时也有很多饮食干预研究被开展。如通过补充饮食中维生素C以达到控制或预防变应性疾病的目的。但大多数的研究结果是令人失望的――这些结果不是表现出的效果过于微弱就是缺乏临床意义。
　　2.多价不饱和脂肪酸（Polyunsaturated fatty acid, PUFA）摄入的不平衡.
　　Black和Sharpe撰文指出当前饮食中脂肪酸摄入的变化与变应性疾病的发病增加呈平行关系。在工业化国家，作为减少心血管疾病的一个公共卫生措施，饮食中饱和脂肪酸（黄油和猪油）的摄入减少，而同时n-6 多价不饱和脂肪酸（多含在人造黄油和菜油中）的摄入增加。Black和Sharpe还指出一些的鱼类（如新鲜的鲔鱼、鲱鱼、鳟鱼、鲑鱼等）或是派生出的鱼油制品中富含n-3多价不饱和脂肪酸（PUFAs），二十碳五烯酸（Eicosapentaenoic acid，EPA）和二十二碳六烯酸（docosahexaenoic acid，DHA），这些食物的摄入减少也和变应性疾病的发生有关。这一假说的诱人之处是提出人造黄油和植物油中的n-6PUFA摄入增多和鱼类中n-3PUFAs摄入减少会促进机体变态反应敏感程度的提高。最常见的食物多价不饱和脂肪酸是亚油酸（n-6）和亚麻酸（n-3），亚油酸可通过环氧合酶和脂氧化酶代谢为花生四烯酸，最终生成前列腺素E2（Prostaglandin E2, PGE2）、血栓素、白三烯等炎性介质，促进变应性炎症的发生。相反地，增加饮食中n-3亚麻酸的摄入则有助于减少花生四烯酸和PGE2的产生。因为亚麻酸能竞争性地抑制亚油酸代谢通过单一的酶级联反应。而其代谢产物EPA-DHA减少环氧化酶-2的基因表达并抑制其活性。
　　人造黄油中n-6亚油酸是黄油的20倍，而人造黄油的摄入与变应性疾病的发病密切相关。Dunder报道病例对照研究显示，1980年调查3~18岁儿童的饮食结构和变应性疾病发病的关系，并且在1986年和1989年复查。患变应性疾病的儿童比非特应性个体消耗更多的人造黄油和更少的黄油。纵向研究中发现，特应性个体比那些未患病的儿童摄入更少的黄油和鱼肉。此外，在1986年和1989年的调查发现，特应性皮炎的儿童血清中EPA和DHA的水平降低。饮食中摄入的脂肪总量与气道高反应性呈正相关。
　　越来越多的人想通过补充饮食中PUFA的方法来防止变应性疾病的发展。尽管大多数研究都得出令人失望的结果。但少数研究还是显示了饮食疗法的保护性效应。出生后使用鱼油补充和饮食中减少n-6PUFA的摄入使18个月龄的特应性体质婴儿明显减轻喘息症状。对一组40例的特应性体质的孕妇进行n-3PUFA鱼油补充疗法，并未发现明显的脐带血单核细胞增殖和细胞因子产生减少。然而，当用猫变应原刺激后发现该组人群中IL-10的产生明显减少。目前，并没有大量的研究和充足的证据来支持或反驳饮食中补充PUFA在防止变应性疾病的作用。
　　3.母乳喂养
　　目前母乳喂养已经被公认为最理想的婴儿营养来源。母乳不仅营养丰富，而且促进母婴之间感情的建立。但母乳喂养与变应性疾病之间的关系仍然意见不一。这主要是由于母乳与婴儿肠道微环境以及免疫系统相互作用的复杂性决定的。尽管这样，美国儿科学会和欧洲小儿变态反应与临床免疫学，小儿胃肠病学，肝脏病学和营养学会均推荐将母乳喂养作为防止婴儿期过敏反应的一个重要部分。有证据表明婴儿出生后给予至少4个月母乳喂养则可明显减少婴儿期特应性皮炎和喘息的发生。
　　由此可见饮食变化与变应性疾病的关系：1减少富含抗氧化剂（水果，蔬菜）成分食物的摄入，增加n-6 PUFA食物（人造黄油，植物油），减少n-3 PUFA (鱼类)食物的摄入与哮喘和特应性皮炎的发病率增加有关。2维生素C、E，胡萝卜素类，硒，水果的摄入与哮喘等变应性疾病的发病呈负相关。3食物中抗氧化成分的缺乏可能影响变应性疾病的发病。其机制包括免疫调节机制和抗氧化机制的减弱。4饮食中抗氧化剂和脂类的摄入可能对妊娠期妇女和婴儿早期防止变态反应的发生是重要的。5母乳喂养可能对减少婴儿期间变应性疾病的发生有帮助。
　　[感染――卫生假说]在过去的十余年间，变应性疾病发病率上升的同时，感染性疾病的发病率显著降低。这归功于医疗保健体系的完善和卫生状况的好转，特别是在发达国家。Strachan注意到变态反应和哮喘的发病风险与家庭成员数量呈负相关。似乎是因为家庭卫生条件改善减少了兄弟姐妹间交叉感染的机会，导致了变应性疾病的升高。于是在1989年提出了“卫生假说”。解释卫生假说需要对免疫系统的发展有一个认识。胎儿在生命早期免疫系统尚不成熟时，即呈Th2型为主的反应特征。从而增加了接触变应原后发展为变态反应的风险。根据卫生假说，病毒或细菌的感染产生IFN-γ和IL-12等Th1型细胞因子，从而下调Th2型免疫反应。说明生命早期反复地接受微生物的刺激，可以刺激不成熟的免疫系统向Th1表型发展，从而减少发展为变应性疾病的风险。但微生物感染也可能导致变应性疾病的加剧。已知如呼吸道合胞病毒、风疹病毒、百日咳菌引起的下气道感染反而会增加幼儿时期发生哮喘的风险。一个更大样本的研究也显示风疹病毒感染并没有提供对变应性疾病的保护作用，而是与变应性疾病的发病密切相关。因此我们需要更多的纵向流行病学研究以明确儿童时期微生物感染对免疫系统的发展和变应性疾病病理过程的影响。
　　“卫生假说”是针对生活方式日渐“西方化”背景下，变应性疾病发病率逐年升高这一现象提出的，迄今为止的最有说服力的一个解释。面对这一现象，有研究认为是由于天然免疫细胞表面的 Toll样受体（Toll like receptors, TLRs）被长期慢性刺激的结果。由于全球工业化进程的加快，生活方式的改变使人们在婴儿期接触微生物的机会减少，进而树突状细胞和NK细胞表面的TLRs的刺激减少，造成一系列细胞因子的产生减少，如：IL-12，IFN-α，IFN-γ。这些细胞因子不仅促进TH1细胞的发展，而且抑制Th2细胞的作用。而这些细胞因子的减少可造成Th1向Th2免疫反应的偏斜，导致变应性疾病发病率升高。
　　近年来，调节性T细胞（T regulatory cell, Treg）的发现赋予“卫生假说”更丰富的涵义：Treg细胞是上世纪末发现的一类有着免疫抑制功能的特殊T细胞亚群，该类细胞在介导外周免疫耐受方面起到重要作用。Treg细胞可选择性地表达TLR-4、TLR-5、TLR-7和TLR-8，用大剂量LPS刺激该类细胞可诱导其增殖并增加其抑制活性。因此，长期、慢性的微生物刺激可能通过诱导Treg细胞的免疫抑制活性，进而使机体对变应原的反应性降低，而生活方式的“西方化”后，外界病原体刺激的减少引起Treg细胞的功能低下可能是变应性疾病发生的一个原因。