山西省风湿免疫病与环境因素的相关性研究〔1〕

郝立然，程婷，王彩虹

(山西医科大学第二医院，山西 太原 030001)

风湿病(RD)通常是指关节部位的相关病变，除了对骨和软骨造成破坏，还可能累及关节周边的肌腱、韧带、肌肉和神经。目前临床已发现近200种不同类型的风湿病，全球的患病率高达6%以上[1]，给社会和家庭带来了沉重的负担。风湿病的病因尚不清楚，已知的研究均认为是易感基因和环境因素共同作用造成了自身免疫紊乱。研究[2]提示免疫系统识别并作出相应免疫应答的外界环境因素对疾病的发生发展、严重程度及预后的影响显著高于遗传因素。本研究选取空气污染物和饮食习惯及结构来评估环境因素对风湿病的影响。报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2020年1月—2020年10月我院收治的风湿病患者200 例设为风湿病组。同时选取我院体检中心年龄、性别相匹配的体检人员120 例为健康对照组。纳入标准：所有患者的诊断均符合各自风湿病的分类诊断标准。排除标准：风湿病起病前不在山西省某地长期居住生活。

1.2 方法

采用抽样调查的方法，对符合纳入标准的患者进行问卷调查。每次随机抽取40 例风湿病患者，采用面谈式问卷调查，重复5次进行，共调查200 例患者。调查员为经过专门培训的风湿免疫科专科医师或研究生，共3人。采用集中调查为主和入户调查为补充的方式进行。调查内容为姓名、年龄、性别等一般人口学资料及居住地市环境指标[包括空气质量指数(AQI)、大气颗粒物(PM)2.5、PM 10、二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳和臭氧]、饮食习惯[包括高碳水化合物/低碳水化合物为主、高盐/低盐为主、高脂饮食与否、高蛋白饮食与否、高膳食纤维(主要是蔬菜)摄入量、深海鱼肉及优质植物蛋白(豆类及坚果)摄入量]，并与健康对照组比较。

1.3 统计学方法

通过Microsoft office Excel 2007建立数据库，采用SPSS 23.0进行描述性分析、χ2检验、独立样本t检验等统计学方法。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 一般人口学特征

两组年龄和性别比较差异无统计学意义(P>0.05)。两组文化程度和月经济收入方面比较，差异有统计学意义(P<0.05)(见表1)。

表1 山西省风湿免疫病患者一般人口学特征

2.2 山西各地空气质量指数比较及对风湿病的影响

根据山西省生态环境监测中心提供的数据[3]，2020年1月—2020年10月各设区市环境空气质量排名情况如下：11个设区市中，吕梁、朔州、大同3市环境空气质量综合指数好于京津冀及周边地区平均水平，其余8市均差于京津冀及周边地区平均水平。环境空气质量综合指数最好的(综合指数由小到大)3个城市依次是：吕梁、朔州、大同；最差的(综合指数由大到小)3个城市依次是：太原、临汾、晋城。与太原比较，吕梁及朔州人群发生风湿免疫病的可能性较低(P=0.026；P=0.038)，其他各设区市统计比较差异无统计学意义(P>0.05)(见表1)。

2.3 饮食习惯对山西省风湿免疫病的影响

2.3.1 碳水化合物摄入量及种类对山西省风湿免疫病发生的影响

风湿病组简单碳水化合物的摄入量明显高于健康对照组，差异有统计学意义(P<0.05)；风湿病组纤维素(主要是蔬菜)的摄入量明显低于健康对照组，差异有统计学意义(P<0.05)(见图1)。

图1 高碳水化合物饮食(简单碳水化合物/纤维素)对山西省风湿免疫病的影响

2.3.2 脂肪摄入量及种类对山西省风湿免疫病的影响

风湿病组食用油的摄入量高于健康对照组，差异有统计学意义(P<0.05)；风湿病组深海鱼肉摄入量低于健康对照组，差异有统计学意义(P<0.05)(见图2)。

图2 脂肪摄入量及种类对山西省风湿免疫病的影响

2.3.3 蛋白质摄入量及种类对山西省风湿免疫病的影响

风湿病组每公斤体质量总蛋白质的摄入量与健康对照组比较差异无统计学意义(P>0.05)；风湿病患者组每公斤体质量优质植物性蛋白(豆类、坚果类)摄入量低于健康对照组，差异有统计学意义(P<0.05)(见图3)。

图3 蛋白质摄入量及种类对山西省风湿免疫病的影响

2.3.4 盐的摄入量对山西省风湿免疫病的影响

风湿病组盐的摄入量明显高于健康对照组，差异有统计学意义(P<0.05)(见图4)。

图4 盐的摄入量对山西省风湿免疫病的影响

3 讨 论

随着城市建设、工业化的快速发展，大气污染已成为威胁人类健康的重要因素，引起了全世界的关注。目前国际公认的对人类健康危害较大且研究较多的大气颗粒污染物是PM2.5和PM10。2013年初，著名医学杂志《柳叶刀》(Lancet)发表了最新的全球疾病负担评估(GBD)项目研究结果[4]：从全球来看，PM2.5在所有健康危险因素中排名第八，2010年全球有322万居民的提前死亡与PM2.5污染相关。越来越多的研究表明，PM2.5对免疫功能有改变作用[4-5]。本研究发现空气质量好的地区人群发生风湿免疫病的可能性较低。研究[5]发现，PM2.5可能通过氧化应激致使肥大细胞产生活性氧簇，引起肥大细胞产生细胞因子和炎症因子。乔果果和张志红[6]通过建立交通污染相关的PM2.5大鼠模型发现，大鼠血清中的IgG，IgM，IgA水平随着染毒剂量的增加而降低，可能对大鼠的肺泡巨噬细胞的吞噬功能、细胞免疫功能和体液免疫功能产生抑制作用。研究[7]表明，由多种成分组成的大气颗粒物，表面可结合重金属和多环芳香烃等多种物质，这些物质通过羟基自由基可以刺激机体生成活性氧(ROS)，而ROS可导致脂质过氧化、蛋白氧化损伤及DNA的突变。

除了环境因素外，饮食因素在疾病管理中也获得了越来越多的关注。今年年初《美国新闻与世界报道》公布了2019年最佳饮食排名榜单，地中海饮食获得最佳饮食的榜首，地中海饮食强调多吃蔬菜、水果、鱼、豆类、坚果类食物，其次是谷类，并且烹饪时要用植物油代替动物油，尤其提倡用橄榄油。本研究发现风湿病患者简单碳水化合物、盐、食用油的摄入量明显高于健康对照组，蔬菜、深海鱼肉、豆类坚果等优质蛋白的摄入量明显低于健康对照组(P<0.05)。这一结果提示含有较高的精制简单碳水化合物、缺乏膳食纤维的饮食易导致肠道菌群稳态失衡，可能促进风湿免疫病的发生。研究[8]发现，在炎症性肠病(IBD)小鼠模型和实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)小鼠模型中，高糖摄入都导致了疾病的恶化。对小鼠体内的免疫反应分析发现，高糖摄入的小鼠中Th17细胞明显增多，而其他T细胞亚群则没有发生明显的变化。膳食纤维是肠道菌群的主要能量来源，肠道微生物对此类复杂碳水化合物进行代谢，产生短链脂肪酸等活性代谢产物，如玉米Ⅳ型抗性淀粉可特异性富集直肠真杆菌，增加丁酸含量；木薯Ⅳ型抗性淀粉则可特异性富集狄氏副拟杆菌，增加丙酸含量[9]。膳食纤维通过调控肠道短链脂肪酸(SCFA)影响菌的代谢活动，进一步促进和维持肠黏膜屏障功能，调控机体代谢，调节Treg细胞的发育和功能，抑制炎症反应，从而调控机体免疫功能和促进健康。其中抗性淀粉等膳食纤维可靶向调节肠道菌群，进而缓解系统性红斑狼疮等风湿免疫病的病情[10]。膳食脂肪降解后的游离脂肪酸可影响肠道菌群组成，通过作用于细菌胞膜，干扰细菌能量产生、抑制细菌酶活性、影响营养吸收以及产生对细菌有毒的化合物，进而抑制特定细菌的存活，并影响宿主的代谢和免疫[11]。罗非鱼头糖脂可减少肠道有害微生物的数量，增加益生菌群丰度，维持促炎和抗炎细胞因子的平衡[12]。高蛋白饮食对肠道菌群及代谢产物的影响可能取决于蛋白来源以及植物蛋白/动物蛋白的比例[13]。限制甲硫氨酸的摄入可抑制自身免疫病小鼠模型T细胞介导的神经系统炎症，调节饮食中的甲硫氨酸摄入或可作为治疗自身免疫病的策略[14]。研究[15]发现，高盐饮食亦可导致机体免疫功能紊乱，诱导Th17细胞生成，促进自身免疫过程；诱导健康人外周血单核细胞向致炎性表型分化，并增加皮肤中的巨噬细胞数量；诱导Treg细胞的炎症表型，降低胸腺Treg细胞和诱导型Treg细胞中Foxp3及Helios的表达，导致Treg细胞获得Th17样表型。对18 555名受过高等教育，平均年龄为38 岁的人群进行横断面研究发现，高钠摄入量与类风湿关节炎的风险显著相关(OR=1.5)，且两者呈剂量依赖性[16]。

总之，环境因素，尤其是空气质量和饮食习惯及结构均与风湿免疫病的发生息息相关，因此政府应加强对空气污染的治理，并同时优化患者甚至广大群众的饮食结构。减少简单碳水化合物、食盐及脂肪(饱和脂肪酸)的摄入，多食用蔬菜等高纤维食物、深海鱼肉等不饱和脂肪酸及豆类坚果等优质植物性蛋白，是治疗和预防风湿免疫病的重要环节，在疾病的维持缓解期起关键作用。今后，我们还需做更大规模和更深入的研究，进一步明晰环境因素对风湿病的影响。