Nalp3炎性体在石英粉尘致纤维化中的作用及机制

石英粉尘长期暴露引发以肺组织纤维化为病理改变的矽肺，其机制仍不清楚。本研究拟探讨先天免疫模式识别受体NLR的Nalp3信号途径中关键作用物Nalp3炎性体（inflammasome）启动巨噬细胞和机体对石英粉尘的炎性反应和其后发生纤维化过程中的作用。采用不同粒径纯石英和生产性石英粉尘与巨噬细胞共培养，应用western-blot、流式细胞术和激光共聚焦显微分析系统等方法技术测定粉尘引发Nalp3炎性体反应的作用条件、剂量和时间-效应关系，以及诱导分泌的炎性因子的剂量；通过动物染毒实验测定石英粉尘暴露后Nalp3炎性体的作用和引发肺部炎性及纤维化反应，并与拮抗Nalp3炎性体的动物进行对比；采用分子流行学方法，在石英粉尘暴露人群和矽肺患者验证Nalp3炎性体的作用及其与矽肺的可能关系，为石英粉尘损伤机体机制研究提供新线索，为矽肺预防和治疗寻找作用靶点。

石英粉尘是重要职业危害因素，长期暴露引发以肺组织纤维化为病理改变的矽肺，其机制仍不完全清楚。本研究探讨Nalp3炎性体和其下游的炎性因子IL-1β在启动巨噬细胞和机体对石英粉尘的炎性反应和发生纤维化过程中的作用。采用细胞实验较系统地比较了纯石英和生产性石英粉尘与巨噬细胞共培养后的Nalp3和IL-1β在炎性反应中的关键作用，通过动物实验观察了石英粉尘暴露后Nalp3炎性体和IL-1β对炎性反应和肺部纤维化的调节作，并进行人群验证。研究结果表明：（1）不同类型粉尘引发细胞产生Nalp3炎性体及后续炎性反应的能力不同，生产场所含石英粉尘（钨矿、锡矿和陶瓷厂粉尘）诱导Nalp3及IL-1β和IL-18的能力低于纯石英，而IL-1β等炎性因子水平与接尘工人健康损伤有关联，IL-1β可作为反映游离二氧化潜在致纤维化能力和工人尘肺的敏感标志物。（2）Nalp3和IL-1β在其小鼠染石英尘后出现炎性反应和纤维化过程中具有重要作用。染石英粉尘后，小鼠肺泡灌洗液中巨噬细胞、粒细胞和淋巴细胞等炎性细胞增多，Nalp3水平上调，TNF-α、MCP-1、IL-4 等炎性因子水平升高，而抑制Nalp3诱导的IL-1β后，炎性细胞数量减少，炎性因子水平均下降，差异有统计学意义（P<0.05或P<0.01）。抑制IL-1β可有效降低染尘第7、28 和84天小鼠肺TGF-β基因表达水平，胶原和纤维粘连素基因表达明显下降（P<0.01），说明Nalp3和IL-1β有促小鼠纤维化作用。（3）尘肺患者和健康接尘工人外周血炎性因子测定显示尘肺患者IL-1、IL-4、IL-10和IFN-γ水平升高，Nalp3基因上多态性位点rs34298345的G/-型以及Caspase-1基因上多态性位点rs1042743的G/A型会增加接尘工人的尘肺发病危险性。（4）含石英粉尘健康危害严重，接尘工人的死亡率（993/10万人年）远高于非接尘者（551/10万人年）。接尘工人标化死亡比（SMR）为全死因1.21（95%CI：1.19-1.23）、呼吸性疾病2.32(2.24-2.40)、心血管疾病1.91(1.85-1.98)和肺结核4.88(4.67-5.09)。队列工人总死亡的15.2%、呼吸系疾病的63.9%和心血管疾病的21.0%归因为生产性粉尘接触。本研究证实了Nalp3及其诱导的IL-1β在石英粉尘引起的肺部