慢性H2S刺激对禽免疫功能的影响

集约化、规模化的畜禽养殖环境中产生的有害气体不仅会影响动物的生产性能和健康，而且还可引起舍内畜禽和人类气源性流行病的暴发与流行。畜禽舍空气中的氨气和硫化氢(H2S)等有害气体可导致畜禽机体免疫负荷过重，抵抗力下降，患病风险升高，对动物健康和生产性能造成较重的危害。有研究指出有害气体能改变免疫细胞的表征和诱发黏膜免疫损伤，最终使人和动物免疫应答能力下降。尽管对有害气体对免疫损伤有一定的认识，但目前对其免疫损伤的分子机制尚未被完全阐述。

近期发表于《Chemosphere》 的一篇论文对H2S气体暴露后鸡胸腺损伤的影响进行了评估。该研究显示 H2S 暴露能激活 TLR-7/NF-κB 通路及 NLRP3 炎性小体，进而引起机体慢性炎症。为了评估H2S 对免疫器官的损伤，该研究用环境控制仓模拟慢性H2S暴露模型，选取胸腺进行进一步研究。发现H2S能显著降低胸腺指数以及胸腺中CD4+和CD8+T 淋巴细胞的数量。形态学分析显示H2S破坏了鸡正常的胸腺结构，并产生了大量炎性细胞浸润，超微结构也观察到胸腺线粒体、染色质和细胞核的正常生理结构损伤。这些结果提示慢性H2S应激刺激能损伤免疫器官，进而影响机体的正常免疫功能。

为了进一步揭示H2S诱导的胸腺损伤机制，该研究对胸腺组织进行了转录组分析，发现H2S引起了胸腺组织中172 个基因的显著差异表达。生物信息学分析表明这些基因大部分涉及炎症反应和细胞死亡。H2S提高了 IL-1β、IL-4、IL-6 和 IL-18 的水平，但降低了IL-12 和IFN-γ 的水平。研究已证实H2S能调节IL-6 和INF-γ 诱导大鼠上皮细胞炎症发生，且有报称人体IL-6 水平与空气污染物存在显著的正相关。这些结果均提示慢性H2S刺激可能作为一种危险信号诱发机体炎症因子表达异常，表现慢性炎症，最终导致免疫功能紊乱。鸡TLR-7 主要在B 细胞和各种T 细胞中表达。当鸡感染马立克病毒时，脾脏中TLR-7 的表达会显著提高，提示TLR-7的异常表达可能与免疫抑制相关。TLR-7 激动剂还能通过启动TLR-7/MyD88 通路进而激活NF-κB 信号转导途径释放细胞因子。此外MyD88 也是炎症细胞因子产生的关键成分之一。转录组分析也表明H2S暴露后TLR-7、MyD88 和NF-κB 被显著上调，进一步验证H2S 能通过TLR-7/MyD88/NF-κB 信号触发炎症反应。

NLRP3 炎性小体在固有免疫和适应性免疫中均起到了重要的作用。研究证实H2S可以激活NLRP3炎症小体，且NF-κB 信号的激活也是NLRP3 炎性小体激活的重要途径。H2S暴露后免疫组织NLRP3的表达显著上调，对NLRP3 炎性小体进一步分析表明H2S激活了NLRP3 及其下游相关基因caspase-1、IL-1β 和 IL-18 的表达，进而导致 NLRP3 炎性小体的生成。巧合的是TLR-7 及其激动剂促进NLRP3 活化已被证实。综合已有资料，该研究认为H2S不仅可以通过TLR-7/MyD88/NF-κB 通路诱发炎症反应，还可以进一步激活NLRP3 炎性小体。在慢性炎症环境中，NLRP3 炎症小体的过度激活一方面能增加IL-1β 和 IL-18 的释放，而 IL-1β 和 IL-18 的释放可诱导T 细胞向致病性Th1 表型分化，从而维持炎症反应。另一方面也可以使细胞发生渗透性崩解，发生细胞焦亡。同时损伤的细胞也可以作为一种损伤模式分子，进一步促进机体炎症的发生，形成一种恶性循环，最终造成免疫器官损伤、机体免疫功能下降。

该研究证实了慢性H2S暴露能引起免疫组织发生炎症反应，不仅影响了机体的正常免疫应答，也造成了免疫器官损伤，进而导致机体免疫力降低。这些信息为揭示环境有害气体诱导的免疫损伤机理提供了重要借鉴。