氟化物对动物体液免疫功能影响研究进展

杨 盟，王建梅，马海利

（山西农业大学动物科技学院，山西 太谷 030801）

氟是动物生长所必须的微量元素之一，适量的氟对机体牙齿和骨骼的钙化、神经兴奋性的传导和酶系统的代谢等均有促进作用。但过量的氟以各种途径进入动物体后，会对骨骼系统、神经系统、消化系统、泌尿系统、内分泌系统等产生一系列不良影响，人们对此已有了一定的认识，研究深度也从“靶器官”水平发展到“靶分子”水平。但是氟对机体体液免疫功能影响的研究报道不多，仍处于感性认识阶段。本文主要对氟化物对体液免疫功能的影响加以论述。

体液免疫应答主要是由B淋巴细胞介导，并有相关细胞和细胞因子参与的适应性免疫应答反应。B细胞应答的过程随刺激机体的抗原种类不同而各异，TD抗原刺激B细胞应答，有赖于Th细胞辅助；TI抗原则可直接刺激B细胞应答。体液免疫应答在识别“自己”与“非己”，清除“非己”抗原性物质，保护机体免受异己抗原的侵袭方面发挥重要作用，并对机体稳态的维持亦有一定的积极影响。

参与体液免疫的相关物质及体液免疫过程的各个环节发生改变，都会影响动物体液免疫应答功能。

1 氟化物对体液免疫功能的影响

氟的化学性质活泼，常以化合物的形式存在。针对摄入过量氟化物对动物体液免疫功能的影响作用，国内外均有报道，由于研究技术及侧重点不同，故而结果各异。

有研究者认为一定浓度的氟化物可对动物体液免疫功能产生负作用。Jain S K等[1]研究了氟化钠对大白兔抗体产生的影响。用转铁蛋白对大白兔进行免疫，通过131I标记的转铁蛋白对血浆中循环抗转铁蛋白抗体滴度进行评价，结果免疫组大白兔抗体水平显著低于对照组的，证实氟化钠可抑制兔抗体的产生。章孟本等[2]发现氟化物具有降低氟接触工人血清免疫球蛋白（IgG）含量的作用。张京田等[3]发现长期服用氟化钠水溶液的大鼠的体液免疫反应及细胞免疫反应均有明显的抑制作用。王述柏等[4]也发现不同氟源对鸡新城疫疫苗免疫效果有不同程度的抑制作用。

氟化物不仅对高等动物的体液免疫功能产生影响，对低等动物亦如此。戴盛等[5]发现家蚕采食了氟化钠溶液处理的桑叶后，血淋巴中酚氧化酶、溶菌酶活性和抗菌活力明显降低。昆虫的体液免疫包括酚氧化酶系统的启动、溶菌酶的产生、凝集素的合成以及抗菌肽和抗菌蛋白质的诱导等几个方面。酚氧化酶在昆虫体液免疫中具有重要作用，是体液免疫的重要组成部分。酚氧化酶、溶菌酶活性和抗菌活力的降低，说明氟化钠对家蚕体液免疫具有明显的抑制作用。

但有些研究者认为低浓度的氟化物可促进动物机体的体液免疫功能，高浓度则出现抑制作用。冯军等[6]通过对鸡NDV HI抗体滴度的测定和血清球蛋白的含量测定为指标来评价氟化物对鸡体液免疫功能的影响。结果表明，在短期内，氟化物使鸡血清NDV HI抗体滴度和球蛋白含量显著升高，说明氟化物能促进抗体的产生，反映了氟化物在短期内能增强疫苗免疫效果。从结果还可以发现，在短期内，这种增强作用仅出现在高剂量组，说明氟化物对体液免疫功能的影响存在剂量、效应关系。在试验后期测定时发现，血清中NDV HI抗体水平和球蛋白含量，高、低剂量组与对照组之间不存在显著差异，表明较长时间内，氟化物对新城疫疫苗免疫效果影响不大。

还有一些研究者认为氟化物可增加机体的体液免疫功能。Sosroseno W[7]发现小鼠脾细胞在氟化钠浓度为1×10－6mol／L时，抗原特异性IgG抗体、IFN－γ和IL－10表达水平明显增强，高浓度的氟化钠可诱导小鼠脾细胞在体外的免疫反应。

吴德清等[8]对36例氟骨症患者的抗体水平进行免疫学测定，结果表明3种免疫球蛋白（IgA、IgG、IgM）均出现了异常的增高，其中IgG增加非常明显。

Butler J E等[9]发现应用卵清蛋白和氟联合作用可导致Peyer氏斑和肠系膜淋巴结的细胞结构和体积发生改变，以及浆细胞分泌IgG和IgA抗体的能力增强。Sein等以雌性近亲繁殖的4周龄～6周龄小鼠为实验动物，每天每组分别以10、20、30 mg／kg氟化钠经胃给药，共10周。高剂量组（30 mg／kg）的小鼠脾细胞与对照组比较，ConA的增生反应有显著性增加（P＜0.005）。Hoshi S等[10]发现同时服用抗原和氟化钠，血清中IgG抗体呈显着上升。

2 氟化物对体液免疫功能的影响机制

国内外研究者主要针对于氟化物对细胞免疫功能的影响进行了研究，而对于氟化物对体液免疫功能的影响只进行了初步研究。

体液免疫功能得以正常进行，需要有免疫器官、免疫细胞及免疫相关分子的参与，并受到各层次精密而准确地调控。参与体液免疫的相关物质及体液免疫过程的各个环节发生改变，都会影响动物体液免疫应答功能。

2.1 对免疫器官的影响

法氏囊为禽类B细胞的生存提供了合适的微环境，是诱导B淋巴细胞分化和成熟的场所。法氏囊的另一功能是可作为外周淋巴器官，即能捕捉抗原和合成某些抗体。所以法氏囊形态的改变会影响到体液免疫水平。陈涛等[11]发现饲以高氟的肉鸡法氏囊绝对质量和脏器指数显著低于非饲喂组，法氏囊淋巴细胞也明显减少。电镜观察可见多数的淋巴细胞凋亡及淋巴细胞线粒体肿胀。马学会[12]认为，法氏囊脏器指数极显著降低的机理可能与氟对DNA聚合酶的抑制作用有关。

脾脏是对血源抗原产生免疫应答的主要场所和B细胞的主要定居地，占脾淋巴细胞总数的60%。脾为机体最大的外周免疫器官。在免疫系统中，脾脏负责对血源抗原产生免疫应答。脾脏结构的改变可对机体的体液免疫应答功能产生严重的影响。张广和[13]观察了氟中毒小鼠脾脏的形态变化。通过HE染色表明，氟中毒小鼠皮髓交界不明显，白髓和红髓中淋巴细胞减少，排列稀疏，淋巴小结也很少形成，且形状不规则。提示氟对小鼠的免疫器官有一定的损害作用，且随着氟剂量的增加，病理变化更加严重。

骨髓是B淋巴细胞分化、成熟的场所。淋巴干细胞在骨髓微环境中发育为成熟的B淋巴细胞。同时骨髓也是再次免疫应答的重要场所。骨髓微环境的改变会直接影响到机体的免疫应答功能。Velazquez－Guadarrama N 等[14]对氟化钠引起的小鼠骨髓细胞遗传毒性进行了研究，发现骨髓细胞大量凋亡，Podder S[15]发现氟化物可导致骨髓细胞周期发生改变，并可诱导细胞凋亡和染色体畸变。

2.2 对免疫细胞的影响

体液免疫应答主要是由B淋巴细胞介导。B细胞增殖分化受阻势必会直接影响到免疫功能的正常实施。张爱君等[16]发现高剂量氟对大鼠B淋巴细胞的增殖分化具有明显的抑制作用。郭晓英[17]采用不同浓度氟离子和促有丝分裂剂与淋巴细胞共同培养72h，发现高浓度的氟能显著降低淋巴细胞对促有丝分裂剂的反应。王平贵等[18]也发现氟对淋巴细胞的产生具有重要影响。

2.3 对免疫因子的影响

细胞因子作为细胞间信号传递分子，主要参与调节免疫应答、免疫细胞的分化发育、组织修复、介导炎症反应、刺激造血功能等。IL－6具有促进B细胞增殖分化和分泌抗体的功能，而IL－2则是参与免疫应答的重要细胞因子。李术等[19]研究发现，氟可引起IL－2、IL－6含量降低，TNF含量升高，这表明氟对淋巴细胞增殖具有明显抑制作用。张杰等[20]研究也表明，氟可对IL－2、IL－6、IL－8以及 TNF 等多种细胞因子的活性产生抑制作用，从而导致机体免疫系统功能下降。IL－1由多种细胞合成，具有广泛的生物学效应，可促进免疫应答，Hosokawa M等[21]发现暴露在氟环境中的巨噬细胞产生IL－1能力明显减弱。

2.4 对基因表达的影响

随着现代医学的发展，认为细胞的各种生理或病理改变在本质上都受基因表达的影响，因此，比较氟中毒患者与正常人基因表达的差异，寻找差异表达基因，进而探讨其在氟中毒发生发展过程中的作用，无疑具有重要的理论价值和实际应用意义。邵红[22－23]发现氟中毒患者外周血淋巴细胞有2个基因表达同时出现显著上调，有14个基因表达同时出现显著下调，Ras－related GTP－binding protein 和Transmembrane 9superfamiIy member 1这两个基因均呈现出上调。说明高氟可以对人体基因表达水平产生一定影响，尤其是与信号传导有关的Ras蛋白和跨膜蛋白基因过度表达在氟中毒发生发展过程中可能起着重要的作用。Salgado－Bustamante M等[24]发现应用氟可导致细胞凋亡和炎症相关180基因的表达模式发生改变。

由于基因的表达差异，直接影响到蛋白质的合成。Jain S K等[25]认为氟化钠具有减少淋巴细胞的增殖和抑制免疫细胞的蛋白质合成能力。Holland J E等[26]的一系列试验也表明，高氟可抑制DNA的合成，但氟对DNA合成的抑制作用是继发于对蛋白质合成抑制的作用。Gibson S等[27]指出，氟化钠可减少核蛋白体亚单位的形成而引起蛋白质合成抑制。

也有相关研究者从其他不同角度对氟化物对免疫功能的影响进行了研究。Bharti VK[28]发现过量氟化物可致大鼠血浆生化和血液中的抗氧化剂酶水平发生改变，这对免疫细胞的生存及相关免疫因子正常功能的发挥显然产生影响；Barbier O[29]发现氟能诱导氧化应激，调节细胞内氧化还原平衡和蛋白质羰基含量，并且可导致基因表达改变和细胞凋亡。氟对相关代谢酶，细胞间信号转导基因和细胞周期亦有一定影响。Hassan H A等[30]的试验也显示氟中毒与氧化应激和改变抗氧化防御机制有关。

3 结语

如前所述，国内外相关研究者针对于氟化物对体液免疫功能的影响研究，多集中于对免疫球蛋白的影响上，并且研究结果不一。究其原因，首先可能是实验动物的不同，因为不同的实验动物，其免疫系统的组成及免疫器官的结构不同，对抗原免疫应答的具体过程也不相同；其次，应用氟的浓度相差很大，故而对试验结果亦造成一定影响；最后，在氟对体液免疫影响研究过程中，所应用的试验方法不同，这对试验结果也可造成影响。氟化物对体液免疫功能的影响机制，主要可以从免疫器官、免疫细胞及免疫相关分子及其编码基因考虑。

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