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编号:10249998
高温中暑病人血浆中热应激蛋白(HSP70)及其抗体水平的观察研究
http://www.100md.com 《中国急救医学》 1999年第8期
     作者:王自正 茅志成 王长来 程爱群 戴国强

    单位:王自正 茅志成 王长来 程爱群 戴国强 南京医科大学附属南京第一医院,210006

    关键词:高温中暑;热应激;HSP70;HSP70抗体

    摘要摘要:目的 探讨热应激蛋白70(HSP70)水平及其抗体滴度在高温中暑发生的病理过程中的水平变化和相互关系。方法 应用Western blot法,测定血浆HSP70水平;应用免疫包被酶联反应技术经倍比稀释测定血浆HSP70抗体滴度。相关统计方法分析高温中暑各组病例的测定结果。结果 HSP70在高温中暑组为4 211.2±1 286.2,重症中暑组为4 137.8±1 207.5,与正常对照组6 043.5±1 354.8比较,各组均有显著性差异(P<0.01)。HSP70抗体水平在高温中暑病人1∶ 10以上阳性者为54.1%(40/74),正常对照组为26.7%(8/34),两者比较差异极为显著(P<0.01)。而各中暑组、正常对照组中HSP70抗体阳性病例的平均HSP70水平与各组的总体病例比较,均无显著性差异(P>0.05)。结论 在热应激状态下,HSP70表达水平量的下降,对诱发体温调节功能紊乱,导致中暑发生发挥重要作用,而HSP70自身抗体的产生对HSP70正常生理作用可产生明显负面影响。
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    Observation and study on the Heat Stress Proteins 70(HSP70) and HSP70 antibody in heat exhaustion patients

    WANG Zi-zhengv,MAO Zhi-cheng, WANG Chang-lai,et al.

    Nanjing First Hospital, Nanj-ing Medical Univer sity, Nanjing 210006

    Abstract Objective In order to study the relation and lever change of HSP70 and HSP70-Ab titer in heart exhastion. Methods HSP70 analysis was performed by Western blot, Methods HSP70-Ab titer was determined by uncoated enzyme immunosorbert assay. The results of eteminetion were analysed with related statistical method. Result That HSP70 was 4211.2±1286.2 in the heat exhastion group, 4137.8±1207.5 in the serious heat exhastion group, and there was signifcance diviation (P<0.01) with control group that HSP70 was 6043.5±1354.8. The HSP70-Ab postive rate was 51.1%(40/74 titer over 1∶10) in the heat exhastion group, 26.7% (8/34) in the control group, and there was signifcance diviation (P<0.01) between both groups. HSP70 lever in the HSP70-Ab positive patients there was not diviation to all patients in the every groups (P>0.05) Conclusions Under the heat stress condition, the reduction of HSP70 expression is a impotent action in inducement of body regulation function disorder, and inducement of heat exhastion. And the production of HSP70-Ab will interference nomal phisiological action of HSP70.
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    Key words Heat exhaustion Heat stress HSP70 HSP70 antibody

    热应激蛋白(Heat Stress Proteins, HSPs)作为一种在进化上有高度保守性的应激蛋白,对保护机体免遭应激因素的损害起着重要的作用。在生理或应激情况下,HSPs与保持蛋白质的正常结构及维持细胞的自稳性有关。HSPs是一组保护机体的蛋白质,被称之为“看家蛋白”[1],其中HSP70是含量最多,最重要的是一种非特异性的细胞保护蛋白。有关血浆中HSP70及抗体水平对高温中暑发生发展的影响,国内报道较少。本文应用免疫印迹法[2]及免疫包被的酶联反应技术[3],检测了74例高温中暑病人血浆中HSP70抗原和抗体水平,并与对照组进行了比较,进一步探讨HSP70水平及其抗体滴度的变化在热应激与热适应的作用。

    1 资料与方法
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    1.1 研究对象及诊断标准 高温中暑组为1998年7~9月由南京医科大学附属南京第一医院、南京鼓楼医院、 南京铁路中心医院、南京武警总医院等联合收集的中暑病人共83例,年龄18~91岁,平均64.8±21.6岁,其中男48例,女35例。以上病人选择按照我国《职业性中暑诊断标准》(GB11508-89),并进一步分为:①轻症中暑16例(包括先兆中暑2例);②重症中暑58例(包括热射病、热痉挛和热衰竭三型);③对照组为1998年8~9月在南京第一医院体检各项指标均正常的健康体查者,年龄21~82岁,平均56.9±24.1岁,其中男17例,女13岁。

    1.2 标本采集 所有中暑病人均入院后急诊科即时采取静脉血5毫升,其中9例病人在中暑症状得到控制,出院时采取第二份血,均置于肝素抗凝管中,及时分离血浆,置于-20℃保存待测。对照组血浆为同期来我院体验者,即时抽取,同上分离冻存。

    1.3 方法及材料 血浆HSP70水平测定,参照Western blot法,对抗原-抗体反应在硝酸纤维膜上形成的斑点印迹,用CS930扫描仪,对光密度曲线积分测定;血浆HSP70抗体滴度测定,应用免疫包被酶联反应技术。兔抗人的热应激蛋白(HSPs)抗体,及HSP70纯化抗原硝酸纤维膜,由同济医科大学职业医学研究所提供。
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    1.4 统计方法 各病例组之间HSP水平比较采用t检验,HSP抗体滴度采用χ2检验分析比较。

    2 结果

    2.1 应用免疫包被的酶联免疫技术检测了高温中暑病人及正常对照组的血浆HSP70抗体水平,并进行了倍比稀释的滴度分析,发现高温中暑病人的HSP70抗体水平与正常对照组有较大的差异,具体结果如表1。

    表1 74例高温中暑病人血浆HSP70抗体滴度分析

    组 别

    HSP70抗体阳性例数(阳性百分率%)

    1∶10
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    1∶20

    1∶40

    1∶80

    高温中暑组(n=74)

    40例(54.1)*

    36例(48.9)*

    15例(20.3)*

    7例(9.5)

    轻症中暑(n=16)

    6例(37.5)

    3例(18.8)
, 百拇医药
    0(0)

    1例(6.3)

    重症中暑(n=58)

    34例(58.6)*#

    33例(56.8)*#

    15例(25.9)*#

    6例(10.3)

    正常对照组(n=30)

    8例(26.7)

    4例(13.3)

    0(0)
, 百拇医药
    0(0)

    注:*:高温中暑组与正常对照组比较1∶10及1∶20以上各组均有显著性差异(P<0.01)

    #:重症中暑组与轻症中暑组比较1∶10,1∶20,1∶40各组均有显著性差异(P<0.01)

    2.2 应用Western blot法,对74例各组中暑病人及正常对照组血浆中HSP70水平测定结果如表2。

    表2 高温中暑病人血浆中HSP70的水平

    (积分光密度A.S)分析

    组 别

    各组全部病例

    各组中HSP70抗体阳性
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    高温中暑组(n=74)

    4211.2±1286.2*

    n=40

    4067.5±1064.4*

    轻症中暑(n=16)

    4550.1±1838.1

    n=6

    3379.5±1124.2

    重症中暑(n=58)

    4137.8±1207.5*

    n=34
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    4205.1±1035.6*

    正常对照组(n=30)

    6043.5±1354.8

    n=8

    6275.4±915.3

    注:1.*:高温中暑组、重症中暑组与正常对照组比较,各组均有显著性差异(P<0.01)

    2.轻症中暑组与正常对照组比较,各组均无显著性差异(P>0.05)

    3.各中暑组、正常对照组中HSP70抗体阳性病例的HSP70水平与各组的总体病例比较,均无显著性差异(P>0.05)

    2.3 对9例能够采集到标本的发病较重的患者,发病住院时与治愈(或死亡)出院前的血浆HSP70抗原水平和抗体滴度水平进行了比较分析,结果如下表3。
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    表3 9例患者住院及出院前的HSP70水平和抗体滴度水平比较

    编号

    住院天数

    HSP70抗原水平

    HSP70抗体阳性滴度

    住院时

    出院前

    住院时

    出院时

    1

    5

    3446
, 百拇医药
    3283

    1∶40

    1∶20

    2

    3

    4576

    6510

    阴性

    阴性

    3

    2

    3283

    4903

, 百拇医药     1∶20

    阴性

    4

    7

    4289

    3611

    1∶40

    1∶20

    5

    4

    5000

    5169

    1∶80

, 百拇医药     阴性

    6

    5

    6632

    6436

    1∶10

    阴性

    7

    6

    2888

    3327

    1∶40

    1∶20

    8
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    4

    4418

    5233

    阴性

    阴性

    9

    3(死)

    5861

    3895

    1∶80

    1∶80

    x±s

    4488±1219
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    4770±1253

    3 讨论

    机体受到热应激后可以产生热应激反应(Heat Stress Respons, HSR),此反应的重要特点之一是选择性的合成一组热应激蛋白(HSPs),该蛋白对机体和细胞产生的自稳作用,主要通过对新合成的或进入细胞内的蛋白质转运到内质网、线粒体等位置,使其卷曲、聚合成有一定构象的活性蛋白质,这一作用称为“分子伴侣”作用(Molecular Chaperones)。同时HSPs还与提高细胞对应激原的耐受性,以及增强组织抗氧化作用有关。

    在高温和强辐射特殊气象条件下,常可诱发体温调节功能紊乱,导致中暑的发生,其中重要的因素之一可能是:由于致病因素的作用,机体内HSPs水平在应激状态下不能迅速显著升高。对本病例组74例中暑病人,应用Western blot实验方法得出一组数据,从表2中可以看出高温中暑组、重症中暑组患者血浆HSP水平明显偏低,与正常对照组比较,各组均有显著性差异(P<0.01)。
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    这一结果提示:在高温环境下,如果机体因为某种因素导致HSP70表达不能反应性升高,必然会造成机体自稳作用失调,而产生中暑,特别是可能产生重症中暑。

    正常情况下,机体受到热应激后可以产生热适应反应,其中重要的机理是诱导HSPs的合成增加。HSP70家族中是其中最丰富的一种,它赋予细胞或生物体从各种应激状态中恢复的能力,并保护它们免受应激因素的损害,是对环境和代谢应激综合反应的代表[4]

    从表2中可见,轻症中暑病人HSP70水平,与正常组比较虽有一定程度降低,但没有统计学意义(P>0.05),很可能与病例数较少有关,也可能有复杂的相关因素的作用。

    热应激蛋白生理作用的发挥,很可能受到体内抗体HSP70-Ab的产生和滴度水平的影响。本组实验应用免疫包被的酶联免疫技术检测了74例高温中暑病人,并与正常对照组的血浆HSP70抗体水平,进行了倍比稀释的滴度分析,发现高温中暑病人的HSP70抗体水平与正常对照组有较大的差异。从表1中可看出,上述两组比较在1∶10及1∶20以上各组均有显著性差异(P<0.01)。同时可见,重症中暑组与轻症中暑组比较在1∶10、1∶20、1∶40各组均有显著性差异(P<0.01)。
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    这一结果提示两点:①HSP70抗体及其滴度水平与中暑的发生、发展关系密切;②HSP70抗体及其滴度水平对HSP70生理作用的发挥具重要影响,而不是HSP70水平高低产生影响。因为从表2中可见,各中暑组(包括轻症、重症中暑组)中HSP70抗体阳性病例组的平均HSP70水平与各组全部病例比较,HSP70水平未见有明显降低,无显著性差异(P>0.05)。

    本组实验对9例能够采集到标本的发病较重的患者,发病住院时与治愈(或死亡)出院前的血浆HSP70抗原水平和抗体滴度水平进行了比较分析,虽然HSP70水平在治愈出院时平均值略有提高,但没有统计学意义。9例中6例抗体水平滴度水平下降或转阴,提示通过积极治疗,机体的热适应能力的提高,与降低HSP70抗体滴度水平,并发挥HSP70生理功能有一定关系。但由于病例数较少和标本收集困难,这一结果有待进一步实验研究。

    机体在热应激状态下HSPs基因被激活,其RNA聚合酶在转录调控因子调节下,迅速激活HSPs基因的启动,大量转录HSPs mRNA而合成HSPs,导致HSP70的表达水平升高;同时,HSP70生理作用在没有干扰的情况下正常发挥作用,这两者是高温季节机体自身保护,迅速产生热适应的重要条件。
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    如果在热应激状态下HSP70基因不能被正常激活,表达出相对机体需要量的HSP70,容易导致中暑的发生。

    HSP70自身抗体的产生是影响HSP70正常生理作用发挥的重要因素,其产生的机制可能有:抗原的变异和隐蔽抗原的存在;抗原特异性淋巴细胞引起;遗传因素;病毒感染等。

    综上所述,HSP70及其抗体的监测对高温中暑的发生发展,以及进一步治疗的探讨提供了有意义的资料。

    参考文献

    [1]Getting MJ,Sambrook J.Protein folding in the cell. Natrue, 192,355:33-45.

    [2]何骁生,潘秋萍,邬堂春,等.Western斑点印迹法检测主要热应蛋白.中华劳动卫生职业病杂志,1996,14(6):376-377.

    [3]邬春堂,陈胜,海涛,等.空降兵伞后热应激蛋白70抗体滴度分析.劳动医学,1998,15(2):73-76.

    [4]Bing RL.Biochmical and historical effects of intermittent carbon monoxide exposure in cynomolgus monkeys in relation to atheroscle-rosis. J Clin Pharmacol, 1998,20:487.

    收稿:1999-01-12

    修回:1999-03-20, 百拇医药