寒冷·其一【寒冷对人体易感性的影响】-后大流行时期的生活335

文摘   健康   2024-11-26 17:38   北京  
背景:冬季一直是我国大部分地区呼吸道传染病的高发季节,这温度、湿度、人类社会活动和人体生理情况变化等综合因素的影响有关。本期我们结合相关研究,主要讨论一下寒冷对人体易感性的影响。
结论:呼吸道传染病出现季节性流行的原因包括但不限于温度、湿度、人类社会活动和人体生理情况变化等综合因素的影响,,每种不同因素的影响则取决于具体地区的地理范围和个体活动的实际情况。而这当中很大一部分原因就是寒冷对个体免疫情况造成的实际影响。
建议:从预防呼吸道传染病的角度出发,除了做好日常防护和接种相关疫苗外,做好口鼻处的保湿并根据温度变化更换衣物做好保暖也是相当有必要的事项。

本期主要分为两个部分:

  • 寒冷对呼吸道传染病的流行影响
  • 寒冷对人体免疫的影响

一、寒冷对呼吸道传染病的流行影响
季节性的呼吸道传染病一直是生活在温带地区人群发病和死亡的重要原因,正常情况下每年出现的包括流感、呼吸道合胞病毒、鼻病毒、肺炎支原体等常见病原体都会有一些较为明显的季节特点,这些病原体出现季节性流行的原因包括但不限于温度、湿度、人类社会活动和人体生理情况变化等综合因素的影响,每种不同因素的影响则取决于具体地区的地理范围和个体活动的实际情况[1,2,3]。
以流感病毒为例,通过我国的监测数据可以发现[4],不论是南方省份还是北方省份,冬季的整体发病率都要高于一年当中的其他季节(图 后流335-1)。每年来自西伯利亚高原的冷空气引发的寒潮,是大部分地区冬季的呼吸道传染病流行于暴发的重要影响因素。

图 后流335-1 近年我国哨点医院流感阳性率

在其他温带地区的相关研究中,也能够得出相似的结论,即在寒冷气候的影响下会增加呼吸道传染病发病的概率[5,6,7]。而这当中很大一部分原因就是寒冷对个体免疫情况造成的实际影响。


二、寒冷对人体免疫的影响
一个众所周知的事实是,暴露在寒冷中会使得人类都需要摄入更多的热量来维持体温,热量和营养的匮乏是造成冬季寒潮影响下很多人生病的原因之一。不过我们这期主要是讨论正常热量和营养摄入情况下寒冷对人体免疫的影响(冬天更要好好吃饭)。
(一)降低“呼吸道粘液-纤毛清除功能
低湿度环境下人可能会出现气道脱水的情况,而这会导致肺部病原体的呼吸道粘液-纤毛清除(MCC)率降低[8]。而在较高湿度情况下可以通过MCC来限制病毒向肺部传播,MCC本身一种防御机制,可以清除肺部的粘液以及粘液中潜在有害的颗粒进而对入侵病原体进行防御[9]。高湿度还可以通过产生称为干扰素的特殊蛋白质来增强免疫系统,这种蛋白质可以对抗病毒,这一过程称为干扰素反应。低湿度已被证明会损害MCC和干扰素反应,这是人们在寒冷天气中更容易患呼吸道感染的原因之一。
(二)损害细胞外囊泡的抗病毒免疫
鼻上皮细胞释放抗菌EV(细胞外囊泡)似乎在宿主粘膜免疫反应中起着至关重要的作用:这些由脂质结合的囊泡可以携带多种物质,包括核酸、蛋白质、脂质、氨基酸和代谢物(具体取决于EV的来源)当对病毒感染做出反应时,EV可能携带抗病毒剂,例如microRNA(miRNA),这些抗病毒剂可以直接作为抗病毒药物或调节炎症途径来增强免疫反应[10]。除了作为递送载体,EV还可以通过表面受体与病毒配体的结合,抑制病毒进入宿主细胞,从而发挥直接的抗病毒作用。
研究人员用三种不同的呼吸道病毒感染了原代人鼻上皮细胞--这三种病毒包括:CoV-OC43、小群鼻病毒RV-1B(minor group rhinovirus RV-1B)、主要群鼻病毒RV-16(major group rhinovirus RV-16)[11]。在感染后,暴露于TLR3刺激的EV显著降低了细胞内病毒信使RNA(virusmRNA)的水平,表明EV有效地抑制了病毒复制。EV所表现的这种抗病毒活性具有剂量依赖性对上述三种病毒的复制抑制率分别为38.37%、72.59%和 61.51%。当未受到TLR3刺激的EV暴露于受感染的细胞时,不会出现上述对病毒的抑制效果(图 后流335-2)。

图 后流335-2 EVs(细胞外囊泡)的抗病毒效果

当外部温度从23.3°C下降到4.4°C时,不同的实验鼻内温度同样分别相应下降到6.4°C和4.7℃℃。为了在体外复制这些环境温度变化,与传统的37°C环境相比,研究人员将细胞培养温度降低到32°C。研究发现,在温度降低后,经TLR3刺激后的EV的分泌会受到严重影响。相应的,经TLR3刺激的EV对病毒感染的抗病毒作用也发生了显著改变(图 后流335-3)。此外,在32°C环境时,miR-17在EV中的表达也显著降低。

图 后流335-3 冷暴露降低TLR3依赖的EV表面受体蛋白上调

也就是说,温度下降会显著影响鼻腔的抗病毒免疫。

从预防呼吸道传染病的角度出发,除了做好日常防护和接种相关疫苗外,做好口鼻处的保湿并根据温度变化更换衣物做好保暖也是相当有必要的事项。

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本期封面: Jeune femme au bouquet de violettes sous la neige by Henri Gervex (1852-1929)
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参考资料:

  • [1]Lowen AC, Mubareka S, Steel J, Palese P. Influenza virus transmission is dependent on relative humidity and temperature. PLoS Pathog. 2007 Oct 19;3(10):1470-6. doi: 10.1371/journal.ppat.0030151. PMID: 17953482; PMCID: PMC2034399.

  • [2]Sadique MZ, Edmunds WJ, Smith RD, Meerding WJ, de Zwart O, Brug J, Beutels P. Precautionary behavior in response to perceived threat of pandemic influenza. Emerg Infect Dis. 2007 Sep;13(9):1307-13. doi: 10.3201/eid1309.070372. PMID: 18252100; PMCID: PMC2857294.

  • [3]Dowell SF. Seasonal variation in host susceptibility and cycles of certain infectious diseases. Emerg Infect Dis. 2001 May-Jun;7(3):369-74. doi: 10.3201/eid0703.010301. PMID: 11384511; PMCID: PMC2631809.

  • [4]中国国家流感中心,流感周报。

  • [5]Sloan C, Moore ML, Hartert T. Impact of pollution, climate, and sociodemographic factors on spatiotemporal dynamics of seasonal respiratory viruses. Clin Transl Sci. 2011 Feb;4(1):48-54. doi: 10.1111/j.1752-8062.2010.00257.x. PMID: 21348956; PMCID: PMC3071158.

  • [6]Jaakkola K, Saukkoriipi A, Jokelainen J, Juvonen R, Kauppila J, Vainio O, Ziegler T, Rönkkö E, Jaakkola JJ, Ikäheimo TM; KIAS-Study Group. Decline in temperature and humidity increases the occurrence of influenza in cold climate. Environ Health. 2014 Mar 28;13(1):22. doi: 10.1186/1476-069X-13-22. PMID: 24678699; PMCID: PMC3978084.

  • [7]Jaakkola K, Saukkoriipi A, Jokelainen J, Juvonen R, Kauppila J, Vainio O, Ziegler T, Rönkkö E, Jaakkola JJ, Ikäheimo TM; KIAS-Study Group. Decline in temperature and humidity increases the occurrence of influenza in cold climate. Environ Health. 2014 Mar 28;13(1):22. doi: 10.1186/1476-069X-13-22. PMID: 24678699; PMCID: PMC3978084.

  • [8]Noback ML, Harvati K, Spoor F. Climate-related variation of the human nasal cavity. Am J Phys Anthropol. 2011 Aug;145(4):599-614. doi: 10.1002/ajpa.21523. Epub 2011 Jun 9. PMID: 21660932.

  • [9]Kaliner MA. Human nasal host defense and sinusitis. J Allergy Clin Immunol. 1992 Sep;90(3 Pt 2):424-30. doi: 10.1016/0091-6749(92)90162-u. PMID: 1527331.

  • [10]Huang D, Taha MS, Nocera AL, Workman AD, Amiji MM, Bleier BS. Cold exposure impairs extracellular vesicle swarm-mediated nasal antiviral immunity. J Allergy Clin Immunol. 2023 Feb;151(2):509-525.e8. doi: 10.1016/j.jaci.2022.09.037. Epub 2022 Dec 6. PMID: 36494212.

淡斋达原
好心情也是免疫力。
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