高原脫適應人群外周血淋巴細胞亞群的變化

張立群，柴敏東，潘志強，鄭艷芬，趙 坤，趙 鑫，張 琳，張寧平

（中國人民解放軍 32261 部隊療養科，云南 安寧 650307）

目前，高原的定義尚不明確[1]。地理學上，將海拔大于500 m 的地區稱之為高原。醫療屆曾經將海拔大于3 000 m 的地區稱之為生理高原區[2]，第六屆國際高原醫學大會于2004 年在青海西寧確定海拔2 500 m 以上為高原[3]。根據不同海拔高原環境中人體出現的生理反應，將海拔劃分為低海拔（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）、極高海拔（>5 500 m）[4]。高原低氧低壓環境會影響從中低海拔地區進入高海拔高原地區的機體，使機體發生一系列形態結構、功能和代謝能力變化去適應特殊的高原環境。當重新返回中低海拔地區時，機體為適應高原低氧低壓特殊環境所建立的新的穩態環境將會被打破，并發生一系列生理、病理改變去適應新的氧環境，這個再適應的過程被稱為“高原脫適應（high altitude de-adaptation，HADA）”[5-6]。約50%～80%的高原世居者或者長期生活在高原地區的中低海拔地區移居者，到達中低海拔地區時會出現一系列代償適應性反應，包括頭暈、嗜睡、心慌、胸悶、氣短、咳喘、納差和睡眠障礙等“脫適應癥狀”，被稱作“高原脫適應反應（high altitude de-adaptation reaction，HADAR）”。

研究表明高原脫適應癥狀發生率及嚴重程度在達中海拔15 d 時有顯著改善[7-8]。低氧作為一種應激刺激原可以激發機體免疫細胞活化、分化和免疫應答，使機體免疫功能發生變化[9-10]。研究表明[11]，低氧作為應激原可以降低T 淋巴細胞活性，增加巨噬細胞活性。缺氧使淋巴細胞發生明顯變化，導致機體發生暫時的免疫抑制進而增加機體對疾病的易感性[12]。流行病學調查表示，高原居住者更加容易肺部感染，高原世居者嬰兒肺炎發病率更高，高原病毒性感冒更容易進展成為高原肺水腫（high altitude pulmonary edema，HAPE）[13]。機體的免疫系統與神經系統、內分泌系統共同維持和調節機體的內環境穩態[14]。氧環境的變化作用于免疫系統影響機體免疫功能，使機體內環境穩態產生改變。目前對高原脫適應的研究尚處于較為初級的階段，研究多集中在臨床癥狀表現和發病率等方面，對脫適應反應相關的各系統的生理病理機制、對人體的影響規律等尚不明確[15]。高原脫適應對機體的影響研究集中在呼吸系統、循環系統、內分泌系統、神經系統及消化系統[16-18]，對免疫系統的影響和兩者之間的相互影響研究較少。為了研究免疫系統和高原脫適應癥的相互影響和內在機制，筆者對高原脫適應人群外周血淋巴細胞亞群進行了分析研究。

1 資料與方法

1.1 研究對象

選擇從海拔3 000 m 以上高原地區前來云南省安寧市（海拔1 828 m）療養的健康人群47 名，年齡20～44 歲，平均年齡（28.40±5.76）歲，以上人員均為男性，經健康體檢均無器質性損傷。研究對象的納入標準[2]為在海拔3 000 m 以上環境中居住且已習服高原環境后，返回中海拔的療養人員。根據海拔分類標準[19]將研究對象分為高海拔組（高原居住3 000 m≤海拔≤4 500 m）和特高海拔組（4 500 m <海拔≤5 500 m）[4]。研究表明居住高原超過1a 時間機體免疫功能會產生變化，因此根據高原居住時間1 a 為標準對所有人員進行分組。排除標準[15]包括：（1）排除有心、肺、腦、腎等器官其他原發疾病患者；（2）有嚴重的軀體疾病，無法配合本研究者；（3）低原反應臨床癥狀嚴重，并進行性加重，需要返回高原環境或送專科醫院治療者。本研究經研究對象知情同意，經陸軍軍醫大學第二附屬醫院倫理委員會批準（批準編號2022-研第505-01）。

1.2 研究方法

所有人員于入院療養第1 天和第15 天采集清晨空腹靜脈血5 mL，標本經EDTA 抗凝，4℃保存，當天檢測。使用美國BD 公司FACSLyric 流式細胞儀及原裝配套MultitestTM IMK KIT 4 色淋巴細胞亞群檢測試劑檢測淋巴細胞亞群，包括總T 細胞（CD3+）、CD4+T 細胞（CD3+CD4+）、CD8+T 細胞（CD3+CD8+）、NK 細胞（CD3-CD16/56+）、CIK 細胞（CD3+CD56+）、B 細胞（CD3-CD19+）的百分含量以及CD4+/CD8+細胞比值。

1.3 統計學處理

采用SPSS25.0 統計軟件進行數據分析處理。計量資料數據用均值±標準差（）表示，正態分布計量資料兩兩比較采用獨立樣本t檢驗，非正態分布計量資料兩兩比較采用Mann-Whiitney檢驗。進行自身前后對比的連續型變量，當其差值符合正態分布時采用配對t檢驗，差值不符合正態分布時采用配對Wilcoxon秩和檢驗。計數資料使用卡方檢驗。α=0.05，P<0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 高原脫適應期第1 天外周血淋巴細胞亞群的特征

研究對象總人數為47 例，其中27 例年齡 <30 歲，20 例年齡≥30 歲；高原居住海拔≤4 500 m的13 例，海拔 >4 500 m 的34 例；高原居住時間<1 a 的24 例，高原居住時間≥1 a 的23 例。高原人群返回亞高原地區第1 天外周血T 淋巴細胞亞群（CD3+、CD4+、CD8+）、NK 細胞、CIK 細胞和B 淋巴細胞百分比與年齡和高原居住海拔等特征無關（P>0.05），見表1。CD3+T 細胞和B 細胞百分比與高原居住時間有關，高原居住時間≥1 a的人員在返回中海拔地區第1 天相比比高原居住時間 <1 a 的人員CD3+T 淋巴細胞更低、B 淋巴細胞更高（P<0.05），見圖1A。CD4+T 淋巴細胞、CD8+T 淋巴細胞、NK 細胞和CIK 細胞百分比與高原居住時間無關（P>0.05），見圖1A。CD4+/CD8+在不同高原居住時間之間的差異無統計學意義（P>0.05），見圖1B。

圖1 不同高原居住時間的人員返回亞高原地區第1 天外周血淋巴細胞亞群百分比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 高原脫適應期第1 天外周血淋巴細胞亞群百分比與其基本特征的相關性（）Tab.1 The percentages of migrant’s peripheral blood lymphocyte subsets and its basic characteristics within first day deadaptated from high altitude（）

表1 高原脫適應期第1 天外周血淋巴細胞亞群百分比與其基本特征的相關性（）Tab.1 The percentages of migrant’s peripheral blood lymphocyte subsets and its basic characteristics within first day deadaptated from high altitude（）

2.2 高原脫適應期第15 天外周血淋巴細胞亞群的特征

高原人群返回中海拔地區第15 天外周血T 淋巴細胞亞群（CD3+、CD4+、CD8+）、NK 細胞、CIK 細胞和B 淋巴細胞百分比與年齡和高原居住海拔等特征無關（P>0.05），見表2。B 細胞百分比與高原居住時間有關，高原居住時間≥1 a 的人員在返回中海拔地區第15 天相比比高原居住時間 <1 a 的人員B 淋巴細胞百分比更高（P<0.01），見圖2A。CD3+T 淋巴細胞、CD4+T 淋巴細胞、CD8+T 淋巴細胞、NK 細胞和CIK 細胞百分比與高原居住時間無關（P>0.05），見圖2A。CD4+/CD8+在不同高原居住時間之間的差異無統計學意義（P>0.05），見圖2B。

圖2 不同高原居住時間的人員返回亞高原地區第15 天外周血淋巴細胞亞群百分比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 高原脫適應期第15 天外周血淋巴細胞亞群百分比與其基本特征的相關性（）Tab.2 Percentages of immigrant’s peripheral blood lymphocyte subsets and its basic characteristics within last day deadaptated from high altitude（）

表2 高原脫適應期第15 天外周血淋巴細胞亞群百分比與其基本特征的相關性（）Tab.2 Percentages of immigrant’s peripheral blood lymphocyte subsets and its basic characteristics within last day deadaptated from high altitude（）

2.3 高原脫適應期人外周血淋巴細胞亞群的變化

如表3 所示，T 淋巴細胞亞群中，高原脫適應期第1 天和第15 天的CD3+T 細胞和CD4+T 細胞（輔助性T 細胞）百分比差異無統計學意義（P>0.05），高原脫適應期第15 天和第1 天相比，CD8+T 細胞（細胞毒性T 細胞）百分比增加，CD4+/CD8+的比值下降（P<0.05）。對于NK（自然殺傷細胞），高原脫適應期第15 天比第1 天增加（P<0.05）。對于CIK（細胞因子誘導的殺傷細胞），高原脫適應期第15 天比第1 天增加（P<0.01）。對于CD19+細胞（B 淋巴細胞），高原脫適應期差異無統計學意義（P>0.05）。

表3 高原脫適應期人外周血淋巴細胞亞群百分比變化（）Tab.3 The changes of peripheral blood lymphocyte subsets of immigrants de-adaptated from high altitude（）

表3 高原脫適應期人外周血淋巴細胞亞群百分比變化（）Tab.3 The changes of peripheral blood lymphocyte subsets of immigrants de-adaptated from high altitude（）

*P <0.05；** P <0.01。

2.4 高原脫適應人群免疫功能狀態的變化

當CD4+/CD8+比值 >2.6 時通常稱細胞免疫功能為“過度活躍”狀態，當CD4+/CD8+比值 <1.0 時為“免疫抑制”狀態。根據此標準可以對高原脫適應人群的免疫狀態進行評估[20]。結果提示：高原人員返回亞高原地區15 d 免疫功能狀態沒有變化差異（P>0.05），見圖3。

圖3 高原脫適應人群免疫功能狀態的分布分析Fig.3 The analysis of immune function status of immigrants de-adaptated from high altitude

3 討論

人體免疫系統由免疫分子、細胞和器官組成，是起到機體防御功能的屏障。機體免疫功能包括特異性免疫和非特異性免疫，特異性免疫由T 淋巴細胞、B 淋巴細胞和抗原遞呈細胞等組成，非特異性免疫主要包括紅細胞、單核/巨噬細胞和中性粒細胞[21]。大量研究表明高原的低氧環境會影響機體免疫功能異常[10]，引起免疫抑制使機體更易被感染[22]。大量研究關注在高原人群和急進高原人群的免疫功能變化，較少研究高原人群離開高原返回較低海拔地區脫適應過程中的免疫功能變化及其和機體的相互影響。本研究通過分析高原脫適應期人群外周血淋巴細胞亞群變化分析高原脫適應階段機體的免疫功能變化，旨在為減輕高原脫適應反應和增強機體對氧環境改變適應能力提供理論基礎。

本研究發現，高原脫適應期淋巴細胞亞群變化與年齡和在高原居住海拔不相關，脫適應初期T 淋巴細胞和B 淋巴細胞百分比與高原居住時長有關，而脫適應15 d 只有B 淋巴細胞和高原居住時長有關。因此可能提示高原居住時長會影響機體脫適應的細胞免疫和體液免疫。這與一些研究證明的高原海拔影響機體免疫功能[23-25]不符，提示高原脫適應反應對免疫功能的影響不完全與高原低氧對免疫功能的影響一致，其中可能存在著不同的作用機制。本研究隨機選取來院療養人員為研究對象，由于來院療養人員均為男性，性別對高原脫適應人群外周血淋巴細胞亞群和免疫功能的變化影響還需要進行更確切的研究。T 淋巴細胞在淋巴細胞中占大部分，介導特異性細胞免疫，根據表面抗原標志和功能特征，分為CD4+T細胞和CD8+T 2 個亞群。CD4+T 淋巴細胞是輔助性T 細胞（helper T cells，Th），其作用為輔助T 細胞受體識別外來抗原，是免疫反應的中心細胞。CD8+T 淋巴細胞為細胞毒性T 細胞（Cytotoxic T cells，Tc），具有抗原特異性的對靶細胞的殺傷作用[26]，是免疫反應的效應細胞。高原低氧環境引起T 淋巴細胞亞群和數量變化[27-28]，降低T 淋巴細胞活性[11]。有研究發現長時間缺氧使CD3+T細胞和CD4+T 細胞數量下降[23]，或CD4+T 細胞和CD8+T 細胞下降[29]。本研究發現高原脫適應期隨著時間增長，CD8+T 淋巴細胞上升，提示由于氧含量的增加機體的特異性免疫可能增加，有可能是高原低氧刺激的T 細胞減少的可逆過程。CD4+/CD8+是免疫調節的核心環節，其中任何一類細胞過度活化或者功能亢進均可導致免疫缺陷。筆者研究發現，隨著高原脫適應期的進展，CD8+T 細胞百分含量增加提示免疫功能增強，但CD4+/CD8+比值下降易造成免疫缺陷，因此可能提示高原脫適應期的細胞免疫處于一定程度的紊亂狀態。研究認為，機體細胞免疫受低氧和極端氣候的影響，機體為了達到免疫協同和內在穩態，各系統達到新的平衡，從而適應高原低氧環境導致的生理病理改變[30-31]。該理論也可以解釋本研究的結果，高原脫適應期機體免疫系統可能也通過形成新的平衡狀態維持機體的穩態。低氧環境對B 淋巴細胞影響的研究較少，有研究表示高原低氧環境對B淋巴細胞介導的體液免疫無顯著影響[32]。該結果和本研究高原脫適應對B 淋巴細胞無顯著影響一致，提示氧環境對B 淋巴細胞影響較小，高原脫適應反應對B 淋巴細胞介導的體液免疫反應影響較小。NK 細胞是大型的顆粒狀淋巴細胞，表達CD16 和CD56 抗原，通過直接作用靶細胞或者分泌抗體殺傷病原微生物參與非特異性免疫。急性高原暴露使NK 細胞活性和數量均顯著上升[33-34]，本研究發現高原脫適應期NK細胞百分含量也是上升的。CIK 是細胞因子誘導的殺傷細胞，是具有較強細胞毒作用和增殖能力的免疫活性細胞，人外周血中存在少量的CIK，大約在1%～5%含量。Braquet 等[35]認為外周血NK 和CD3+CD56+細胞增高可能是一種自身保護性免疫機制。不同疾病患者體內CD3+CD56+細胞可能增高也可能降低[36-37]。筆者研究發現從高原返還低海拔地區的人員體內CIK 百分含量較高，且在脫適應期具有顯著差異的升高。成人外周血中CIK 含量較高應引起重視，高原脫適應與其內在影響也值得研究。

本研究發現了高原脫適應人群的淋巴細胞亞群變化情況，提示了高原脫適應反應對機體免疫功能的影響，對高原脫適應癥的機制研究和臨床治療提供了理論基礎。鑒于機制并不明確，對高原脫適應期出現的淋巴細胞亞群變化的解讀仍需進一步探索，深入探索高原脫適應期的免疫功能變化。