胡薇团队近年在寄生虫与宿主的免疫互作机制中也做了深入探究,重点在研究各期日本血吸虫感染及其排泌产物对宿主过敏性气道炎症的防御作用机制。2021年6月,中国疾病预防控制中心寄生虫病预防控制所胡薇团队在国际知名期刊《Frontiers in Cell and Developmental Biology》在线发表了题为 “Allergen-Specific Treg Cells Upregulated by Lung-Stage S. japonicum Infection Alleviates Allergic Airway Inflammation”的研究论文。该研究首次阐明了有效的肺期血吸虫感染对宿主免疫系统尤其肺局部组织微环境进行了有利的改造使其能够明显改善OVA诱导的过敏性气道炎症,并揭示了该有利的改造可能与感染诱导局部微环境中抗原特异性的Treg细胞的分化有密切关系。
图1.肺期血吸虫感染调控过敏性气道炎症的潜在机制
随着人们生活条件改善,过敏性疾病在全球普遍流行。过敏性哮喘是其中最常见的过敏性疾病之一,其炎症反应可显著影响人们的生活质量,而且临床上目前仍没有可有效治疗哮喘的药物。卫生学假说提出过敏性哮喘的流行可能与人们早期接触寄生虫感染的机会明显减少有关。其中,血吸虫作为全球广泛流行的一类寄生虫,流行病学显示,血吸虫感染的个体其患过敏性疾病的几率明显减少。大量实验研究报道,血吸虫感染尤其慢性期感染均可明显改善过敏性哮喘的炎症反应。但血吸虫感染是否主要通过改善过敏性哮喘肺局部微环境的变化而减轻哮喘炎症的,目前仍不清楚。
该研究采用卵清蛋白(OVA)为致敏原于第0天和14天皮下注射BalB/C鼠致敏,第20-24天雾化吸入1%OVA进入过敏性炎症的效应期,建立过敏性气道炎症的动物模型,于雾化吸入前一天(肺期)给予低剂量25尾日本血吸虫感染,实验对照组设立于致敏第14天(肺后期)感染等量的血吸虫,地塞米松治疗及PBS对照组等。实验结果观察发现肺期血吸虫感染可明显抑制肺组织灌洗液中炎症细胞因子IL-4、Eotaxin等的表达,减少肺灌洗液和外周血过敏原特异性抗体IgE和IgG亚型的分泌,可明显增加肺组织而不是外周脾组织的Treg细胞的表达比例。接下来我们采用Treg敲除实验证实肺期血吸虫感染主要通过Treg细胞来改善其过敏性炎症的发生。进一步我们通过过继转输CD45.1+ OT II 鼠来源的CD4+ T 细胞至CD45.2+鼠内,给予诱导过敏性气道炎症模型和血吸虫感染,发现,肺期血吸虫感染主要显著上调肺组织微环境中OVA特异性的Treg比例而非非特异性Treg。进一步继续采用转录组测序分析揭示肺期血吸虫感染可能显著上调肺组织微环境中Treg细胞比例的潜在分子机制。
图2.肺期血吸虫感染显著上调肺组织微环境中Treg细胞比例的潜在机制
该研究阐明血吸虫感染对哮喘的干预作用及机制,为防御过敏性哮喘的研究提供新思路;为研究寄生虫与宿主的免疫互作机制提供一定的理论基础;同时期望为未来研究寻找治疗过敏性哮喘新型、安全、有效药物提供新的方向。中国疾病预防控制中心寄生虫病预防控制所2017级博士生李志丹为该研究的第一作者,复旦大学生命科学学院胡薇教授为该研究的通讯作者。该工作得到国家自然科学基金、国家重点研发计划和上海市科委的基金资助。