集約化、規(guī)模化的畜禽養(yǎng)殖環(huán)境中產(chǎn)生的有害氣體不僅會影響動物的生產(chǎn)性能和健康，而且還可引起舍內(nèi)畜禽和人類氣源性流行病的暴發(fā)與流行。畜禽舍空氣中的氨氣和硫化氫(H2S)等有害氣體可導(dǎo)致畜禽機體免疫負(fù)荷過重，抵抗力下降，患病風(fēng)險升高，對動物健康和生產(chǎn)性能造成較重的危害。有研究指出有害氣體能改變免疫細(xì)胞的表征和誘發(fā)黏膜免疫損傷，最終使人和動物免疫應(yīng)答能力下降。盡管對有害氣體對免疫損傷有一定的認(rèn)識，但目前對其免疫損傷的分子機制尚未被完全闡述。

近期發(fā)表于《Chemosphere》 的一篇論文對H2S氣體暴露后雞胸腺損傷的影響進(jìn)行了評估。該研究顯示 H2S 暴露能激活 TLR-7/NF-κB 通路及 NLRP3 炎性小體，進(jìn)而引起機體慢性炎癥。為了評估H2S 對免疫器官的損傷，該研究用環(huán)境控制倉模擬慢性H2S暴露模型，選取胸腺進(jìn)行進(jìn)一步研究。發(fā)現(xiàn)H2S能顯著降低胸腺指數(shù)以及胸腺中CD4+和CD8+T 淋巴細(xì)胞的數(shù)量。形態(tài)學(xué)分析顯示H2S破壞了雞正常的胸腺結(jié)構(gòu)，并產(chǎn)生了大量炎性細(xì)胞浸潤，超微結(jié)構(gòu)也觀察到胸腺線粒體、染色質(zhì)和細(xì)胞核的正常生理結(jié)構(gòu)損傷。這些結(jié)果提示慢性H2S應(yīng)激刺激能損傷免疫器官，進(jìn)而影響機體的正常免疫功能。

為了進(jìn)一步揭示H2S誘導(dǎo)的胸腺損傷機制，該研究對胸腺組織進(jìn)行了轉(zhuǎn)錄組分析，發(fā)現(xiàn)H2S引起了胸腺組織中172 個基因的顯著差異表達(dá)。生物信息學(xué)分析表明這些基因大部分涉及炎癥反應(yīng)和細(xì)胞死亡。H2S提高了 IL-1β、IL-4、IL-6 和 IL-18 的水平，但降低了IL-12 和IFN-γ 的水平。研究已證實H2S能調(diào)節(jié)IL-6 和INF-γ 誘導(dǎo)大鼠上皮細(xì)胞炎癥發(fā)生，且有報稱人體IL-6 水平與空氣污染物存在顯著的正相關(guān)。這些結(jié)果均提示慢性H2S刺激可能作為一種危險信號誘發(fā)機體炎癥因子表達(dá)異常，表現(xiàn)慢性炎癥，最終導(dǎo)致免疫功能紊亂。雞TLR-7 主要在B 細(xì)胞和各種T 細(xì)胞中表達(dá)。當(dāng)雞感染馬立克病毒時，脾臟中TLR-7 的表達(dá)會顯著提高，提示TLR-7的異常表達(dá)可能與免疫抑制相關(guān)。TLR-7 激動劑還能通過啟動TLR-7/MyD88 通路進(jìn)而激活NF-κB 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑釋放細(xì)胞因子。此外MyD88 也是炎癥細(xì)胞因子產(chǎn)生的關(guān)鍵成分之一。轉(zhuǎn)錄組分析也表明H2S暴露后TLR-7、MyD88 和NF-κB 被顯著上調(diào)，進(jìn)一步驗證H2S 能通過TLR-7/MyD88/NF-κB 信號觸發(fā)炎癥反應(yīng)。

NLRP3 炎性小體在固有免疫和適應(yīng)性免疫中均起到了重要的作用。研究證實H2S可以激活NLRP3炎癥小體，且NF-κB 信號的激活也是NLRP3 炎性小體激活的重要途徑。H2S暴露后免疫組織NLRP3的表達(dá)顯著上調(diào)，對NLRP3 炎性小體進(jìn)一步分析表明H2S激活了NLRP3 及其下游相關(guān)基因caspase-1、IL-1β 和 IL-18 的表達(dá)，進(jìn)而導(dǎo)致 NLRP3 炎性小體的生成。巧合的是TLR-7 及其激動劑促進(jìn)NLRP3 活化已被證實。綜合已有資料，該研究認(rèn)為H2S不僅可以通過TLR-7/MyD88/NF-κB 通路誘發(fā)炎癥反應(yīng)，還可以進(jìn)一步激活NLRP3 炎性小體。在慢性炎癥環(huán)境中，NLRP3 炎癥小體的過度激活一方面能增加IL-1β 和 IL-18 的釋放，而 IL-1β 和 IL-18 的釋放可誘導(dǎo)T 細(xì)胞向致病性Th1 表型分化，從而維持炎癥反應(yīng)。另一方面也可以使細(xì)胞發(fā)生滲透性崩解，發(fā)生細(xì)胞焦亡。同時損傷的細(xì)胞也可以作為一種損傷模式分子，進(jìn)一步促進(jìn)機體炎癥的發(fā)生，形成一種惡性循環(huán)，最終造成免疫器官損傷、機體免疫功能下降。

該研究證實了慢性H2S暴露能引起免疫組織發(fā)生炎癥反應(yīng)，不僅影響了機體的正常免疫應(yīng)答，也造成了免疫器官損傷，進(jìn)而導(dǎo)致機體免疫力降低。這些信息為揭示環(huán)境有害氣體誘導(dǎo)的免疫損傷機理提供了重要借鑒。