高原脱适应人群外周血淋巴细胞亚群的变化

2023-10-24张立群柴敏东潘志强郑艳芬张宁平

昆明医科大学学报 2023年10期

张立群，柴敏东，潘志强，郑艳芬，赵坤，赵鑫，张琳，张宁平

（中国人民解放军 32261 部队疗养科，云南安宁 650307）

目前，高原的定义尚不明确[1]。地理学上，将海拔大于500 m 的地区称之为高原。医疗届曾经将海拔大于3 000 m 的地区称之为生理高原区[2]，第六届国际高原医学大会于2004 年在青海西宁确定海拔2 500 m 以上为高原[3]。根据不同海拔高原环境中人体出现的生理反应，将海拔划分为低海拔（500～1 500 m）、中海拔（1 500～2 500 m）、高海拔（2 500～4 500 m）、特高海拔（4 500～5 500 m）、极高海拔（>5 500 m）[4]。高原低氧低压环境会影响从中低海拔地区进入高海拔高原地区的机体，使机体发生一系列形态结构、功能和代谢能力变化去适应特殊的高原环境。当重新返回中低海拔地区时，机体为适应高原低氧低压特殊环境所建立的新的稳态环境将会被打破，并发生一系列生理、病理改变去适应新的氧环境，这个再适应的过程被称为“高原脱适应（high altitude de-adaptation，HADA）”[5-6]。约50%～80%的高原世居者或者长期生活在高原地区的中低海拔地区移居者，到达中低海拔地区时会出现一系列代偿适应性反应，包括头晕、嗜睡、心慌、胸闷、气短、咳喘、纳差和睡眠障碍等“脱适应症状”，被称作“高原脱适应反应（high altitude de-adaptation reaction，HADAR）”。

研究表明高原脱适应症状发生率及严重程度在达中海拔15 d 时有显著改善[7-8]。低氧作为一种应激刺激原可以激发机体免疫细胞活化、分化和免疫应答，使机体免疫功能发生变化[9-10]。研究表明[11]，低氧作为应激原可以降低T 淋巴细胞活性，增加巨噬细胞活性。缺氧使淋巴细胞发生明显变化，导致机体发生暂时的免疫抑制进而增加机体对疾病的易感性[12]。流行病学调查表示，高原居住者更加容易肺部感染，高原世居者婴儿肺炎发病率更高，高原病毒性感冒更容易进展成为高原肺水肿（high altitude pulmonary edema，HAPE）[13]。机体的免疫系统与神经系统、内分泌系统共同维持和调节机体的内环境稳态[14]。氧环境的变化作用于免疫系统影响机体免疫功能，使机体内环境稳态产生改变。目前对高原脱适应的研究尚处于较为初级的阶段，研究多集中在临床症状表现和发病率等方面，对脱适应反应相关的各系统的生理病理机制、对人体的影响规律等尚不明确[15]。高原脱适应对机体的影响研究集中在呼吸系统、循环系统、内分泌系统、神经系统及消化系统[16-18]，对免疫系统的影响和两者之间的相互影响研究较少。为了研究免疫系统和高原脱适应症的相互影响和内在机制，笔者对高原脱适应人群外周血淋巴细胞亚群进行了分析研究。

1 资料与方法

1.1 研究对象

选择从海拔3 000 m 以上高原地区前来云南省安宁市（海拔1 828 m）疗养的健康人群47 名，年龄20～44 岁，平均年龄（28.40±5.76）岁，以上人员均为男性，经健康体检均无器质性损伤。研究对象的纳入标准[2]为在海拔3 000 m 以上环境中居住且已习服高原环境后，返回中海拔的疗养人员。根据海拔分类标准[19]将研究对象分为高海拔组（高原居住3 000 m≤海拔≤4 500 m）和特高海拔组（4 500 m <海拔≤5 500 m）[4]。研究表明居住高原超过1a 时间机体免疫功能会产生变化，因此根据高原居住时间1 a 为标准对所有人员进行分组。排除标准[15]包括：（1）排除有心、肺、脑、肾等器官其他原发疾病患者；（2）有严重的躯体疾病，无法配合本研究者；（3）低原反应临床症状严重，并进行性加重，需要返回高原环境或送专科医院治疗者。本研究经研究对象知情同意，经陆军军医大学第二附属医院伦理委员会批准（批准编号2022-研第505-01）。

1.2 研究方法

所有人员于入院疗养第1 天和第15 天采集清晨空腹静脉血5 mL，标本经EDTA 抗凝，4℃保存，当天检测。使用美国BD 公司FACSLyric 流式细胞仪及原装配套MultitestTM IMK KIT 4 色淋巴细胞亚群检测试剂检测淋巴细胞亚群，包括总T 细胞（CD3+）、CD4+T 细胞（CD3+CD4+）、CD8+T 细胞（CD3+CD8+）、NK 细胞（CD3-CD16/56+）、CIK 细胞（CD3+CD56+）、B 细胞（CD3-CD19+）的百分含量以及CD4+/CD8+细胞比值。

1.3 统计学处理

采用SPSS25.0 统计软件进行数据分析处理。计量资料数据用均值±标准差（）表示，正态分布计量资料两两比较采用独立样本t检验，非正态分布计量资料两两比较采用Mann-Whiitney检验。进行自身前后对比的连续型变量，当其差值符合正态分布时采用配对t检验，差值不符合正态分布时采用配对Wilcoxon秩和检验。计数资料使用卡方检验。α=0.05，P<0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 高原脱适应期第1 天外周血淋巴细胞亚群的特征

研究对象总人数为47 例，其中27 例年龄 <30 岁，20 例年龄≥30 岁；高原居住海拔≤4 500 m的13 例，海拔 >4 500 m 的34 例；高原居住时间<1 a 的24 例，高原居住时间≥1 a 的23 例。高原人群返回亚高原地区第1 天外周血T 淋巴细胞亚群（CD3+、CD4+、CD8+）、NK 细胞、CIK 细胞和B 淋巴细胞百分比与年龄和高原居住海拔等特征无关（P>0.05），见表1。CD3+T 细胞和B 细胞百分比与高原居住时间有关，高原居住时间≥1 a的人员在返回中海拔地区第1 天相比比高原居住时间 <1 a 的人员CD3+T 淋巴细胞更低、B 淋巴细胞更高（P<0.05），见图1A。CD4+T 淋巴细胞、CD8+T 淋巴细胞、NK 细胞和CIK 细胞百分比与高原居住时间无关（P>0.05），见图1A。CD4+/CD8+在不同高原居住时间之间的差异无统计学意义（P>0.05），见图1B。

图1 不同高原居住时间的人员返回亚高原地区第1 天外周血淋巴细胞亚群百分比Fig.1 The percentages of different resident duration of immigrant’s peripheral blood lymphocyte subsets within first day de-adaptated from high altitude

表1 高原脱适应期第1 天外周血淋巴细胞亚群百分比与其基本特征的相关性（）Tab.1 The percentages of migrant’s peripheral blood lymphocyte subsets and its basic characteristics within first day deadaptated from high altitude（）

2.2 高原脱适应期第15 天外周血淋巴细胞亚群的特征

高原人群返回中海拔地区第15 天外周血T 淋巴细胞亚群（CD3+、CD4+、CD8+）、NK 细胞、CIK 细胞和B 淋巴细胞百分比与年龄和高原居住海拔等特征无关（P>0.05），见表2。B 细胞百分比与高原居住时间有关，高原居住时间≥1 a 的人员在返回中海拔地区第15 天相比比高原居住时间 <1 a 的人员B 淋巴细胞百分比更高（P<0.01），见图2A。CD3+T 淋巴细胞、CD4+T 淋巴细胞、CD8+T 淋巴细胞、NK 细胞和CIK 细胞百分比与高原居住时间无关（P>0.05），见图2A。CD4+/CD8+在不同高原居住时间之间的差异无统计学意义（P>0.05），见图2B。

图2 不同高原居住时间的人员返回亚高原地区第15 天外周血淋巴细胞亚群百分比Fig.2 The percentages of different resident duration of immigrant’s peripheral blood lymphocyte subsets within last day de-adaptated from high altitude

表2 高原脱适应期第15 天外周血淋巴细胞亚群百分比与其基本特征的相关性（）Tab.2 Percentages of immigrant’s peripheral blood lymphocyte subsets and its basic characteristics within last day deadaptated from high altitude（）

2.3 高原脱适应期人外周血淋巴细胞亚群的变化

如表3 所示，T 淋巴细胞亚群中，高原脱适应期第1 天和第15 天的CD3+T 细胞和CD4+T 细胞（辅助性T 细胞）百分比差异无统计学意义（P>0.05），高原脱适应期第15 天和第1 天相比，CD8+T 细胞（细胞毒性T 细胞）百分比增加，CD4+/CD8+的比值下降（P<0.05）。对于NK（自然杀伤细胞），高原脱适应期第15 天比第1 天增加（P<0.05）。对于CIK（细胞因子诱导的杀伤细胞），高原脱适应期第15 天比第1 天增加（P<0.01）。对于CD19+细胞（B 淋巴细胞），高原脱适应期差异无统计学意义（P>0.05）。

表3 高原脱适应期人外周血淋巴细胞亚群百分比变化（）Tab.3 The changes of peripheral blood lymphocyte subsets of immigrants de-adaptated from high altitude（）

*P <0.05；** P <0.01。

2.4 高原脱适应人群免疫功能状态的变化

当CD4+/CD8+比值 >2.6 时通常称细胞免疫功能为“过度活跃”状态，当CD4+/CD8+比值 <1.0 时为“免疫抑制”状态。根据此标准可以对高原脱适应人群的免疫状态进行评估[20]。结果提示：高原人员返回亚高原地区15 d 免疫功能状态没有变化差异（P>0.05），见图3。

图3 高原脱适应人群免疫功能状态的分布分析Fig.3 The analysis of immune function status of immigrants de-adaptated from high altitude

3 讨论

人体免疫系统由免疫分子、细胞和器官组成，是起到机体防御功能的屏障。机体免疫功能包括特异性免疫和非特异性免疫，特异性免疫由T 淋巴细胞、B 淋巴细胞和抗原递呈细胞等组成，非特异性免疫主要包括红细胞、单核/巨噬细胞和中性粒细胞[21]。大量研究表明高原的低氧环境会影响机体免疫功能异常[10]，引起免疫抑制使机体更易被感染[22]。大量研究关注在高原人群和急进高原人群的免疫功能变化，较少研究高原人群离开高原返回较低海拔地区脱适应过程中的免疫功能变化及其和机体的相互影响。本研究通过分析高原脱适应期人群外周血淋巴细胞亚群变化分析高原脱适应阶段机体的免疫功能变化，旨在为减轻高原脱适应反应和增强机体对氧环境改变适应能力提供理论基础。

本研究发现，高原脱适应期淋巴细胞亚群变化与年龄和在高原居住海拔不相关，脱适应初期T 淋巴细胞和B 淋巴细胞百分比与高原居住时长有关，而脱适应15 d 只有B 淋巴细胞和高原居住时长有关。因此可能提示高原居住时长会影响机体脱适应的细胞免疫和体液免疫。这与一些研究证明的高原海拔影响机体免疫功能[23-25]不符，提示高原脱适应反应对免疫功能的影响不完全与高原低氧对免疫功能的影响一致，其中可能存在着不同的作用机制。本研究随机选取来院疗养人员为研究对象，由于来院疗养人员均为男性，性别对高原脱适应人群外周血淋巴细胞亚群和免疫功能的变化影响还需要进行更确切的研究。T 淋巴细胞在淋巴细胞中占大部分，介导特异性细胞免疫，根据表面抗原标志和功能特征，分为CD4+T细胞和CD8+T 2 个亚群。CD4+T 淋巴细胞是辅助性T 细胞（helper T cells，Th），其作用为辅助T 细胞受体识别外来抗原，是免疫反应的中心细胞。CD8+T 淋巴细胞为细胞毒性T 细胞（Cytotoxic T cells，Tc），具有抗原特异性的对靶细胞的杀伤作用[26]，是免疫反应的效应细胞。高原低氧环境引起T 淋巴细胞亚群和数量变化[27-28]，降低T 淋巴细胞活性[11]。有研究发现长时间缺氧使CD3+T细胞和CD4+T 细胞数量下降[23]，或CD4+T 细胞和CD8+T 细胞下降[29]。本研究发现高原脱适应期随着时间增长，CD8+T 淋巴细胞上升，提示由于氧含量的增加机体的特异性免疫可能增加，有可能是高原低氧刺激的T 细胞减少的可逆过程。CD4+/CD8+是免疫调节的核心环节，其中任何一类细胞过度活化或者功能亢进均可导致免疫缺陷。笔者研究发现，随着高原脱适应期的进展，CD8+T 细胞百分含量增加提示免疫功能增强，但CD4+/CD8+比值下降易造成免疫缺陷，因此可能提示高原脱适应期的细胞免疫处于一定程度的紊乱状态。研究认为，机体细胞免疫受低氧和极端气候的影响，机体为了达到免疫协同和内在稳态，各系统达到新的平衡，从而适应高原低氧环境导致的生理病理改变[30-31]。该理论也可以解释本研究的结果，高原脱适应期机体免疫系统可能也通过形成新的平衡状态维持机体的稳态。低氧环境对B 淋巴细胞影响的研究较少，有研究表示高原低氧环境对B淋巴细胞介导的体液免疫无显著影响[32]。该结果和本研究高原脱适应对B 淋巴细胞无显著影响一致，提示氧环境对B 淋巴细胞影响较小，高原脱适应反应对B 淋巴细胞介导的体液免疫反应影响较小。NK 细胞是大型的颗粒状淋巴细胞，表达CD16 和CD56 抗原，通过直接作用靶细胞或者分泌抗体杀伤病原微生物参与非特异性免疫。急性高原暴露使NK 细胞活性和数量均显著上升[33-34]，本研究发现高原脱适应期NK细胞百分含量也是上升的。CIK 是细胞因子诱导的杀伤细胞，是具有较强细胞毒作用和增殖能力的免疫活性细胞，人外周血中存在少量的CIK，大约在1%～5%含量。Braquet 等[35]认为外周血NK 和CD3+CD56+细胞增高可能是一种自身保护性免疫机制。不同疾病患者体内CD3+CD56+细胞可能增高也可能降低[36-37]。笔者研究发现从高原返还低海拔地区的人员体内CIK 百分含量较高，且在脱适应期具有显著差异的升高。成人外周血中CIK 含量较高应引起重视，高原脱适应与其内在影响也值得研究。

本研究发现了高原脱适应人群的淋巴细胞亚群变化情况，提示了高原脱适应反应对机体免疫功能的影响，对高原脱适应症的机制研究和临床治疗提供了理论基础。鉴于机制并不明确，对高原脱适应期出现的淋巴细胞亚群变化的解读仍需进一步探索，深入探索高原脱适应期的免疫功能变化。