《Annals of Allergy, Asthma & Immunology》：Nasal budesonide mitigates air pollution effects in adults with allergic rhinitis: a randomized trial
编辑推荐：
本研究针对过敏性鼻炎（AR）患者在面临交通相关空气污染（如柴油机尾气（DE））暴露时，一线疗法鼻用皮质类固醇（NCS）的疗效尚不明确的问题，开展了一项随机双盲交叉对照试验。研究发现，预防性使用布地奈德喷雾能够显著减轻变应原和DE诱导的鼻部炎症，改善鼻腔通畅度，并调控鼻部表观遗传年龄加速（EAA），为AR患者在空气污染环境中的精准医疗提供了新证据。
想象一下，全球每五个人中就有一人深受过敏性鼻炎（Allergic Rhinitis, AR）的困扰，鼻塞、流涕、打喷嚏不仅影响睡眠和工作效率，还带来了巨大的社会经济负担。与此同时，一个更隐蔽的“敌人”无处不在——空气污染。全球超过99%的人口暴露在超标浓度的颗粒物（Particulate Matter, PM）中，其中交通相关空气污染（Traffic-Related Air Pollution, TRAP）是导致呼吸系统疾病恶化和死亡率上升的重要因素。柴油机尾气（Diesel Exhaust, DE）作为TRAP的主要成分，能够诱导氧化应激和多种炎症反应。对于AR患者而言，这无异于“雪上加霜”。然而，一个关键的临床问题悬而未决：当AR患者暴露于DE这类空气污染物时，临床常用的一线治疗药物——鼻用皮质类固醇（Nasal Corticosteroids, NCS），例如布地奈德，其抗炎效果是否会打折扣？此外，变应原和空气污染暴露是否会加速鼻腔细胞的“生物学衰老”，即表观遗传年龄加速（Epigenetic Age Acceleration, EAA），而药物治疗又能对此产生何种影响？此前，尚无研究在严格控制的人类暴露（Controlled Human Exposure, CHE）条件下，系统解答这些问题。
为了填补这一知识空白，由Christopher Carlsten等人领导的研究团队开展了一项精心设计的随机双盲交叉研究，成果发表在《Annals of Allergy, Asthma & Immunology》上。他们的目标很明确：探究在反复急性暴露于变应原和DE的情况下，预防性使用鼻用布地奈德喷雾，能否有效减轻AR患者的鼻部炎症、改善症状和鼻腔通畅度，并调控鼻腔的表观遗传年龄。
研究者们招募了20名患有AR的健康非吸烟成年人，让他们先后使用每日一次256微克的布地奈德喷雾和安慰剂喷雾各至少4周，中间有至少4周的洗脱期。在每个治疗期内，参与者会分别接受变应原和DE的两次暴露挑战（间隔24小时）。研究团队在多个时间点收集了鼻灌洗液（Nasal Lavage Fluid, NLF）、鼻刷取细胞、峰值鼻吸气流量（Peak Nasal Inspiratory Flow, PNIF）和总鼻症状评分（Total Nasal Sympt Score, TNSS），以全面评估炎症水平、鼻腔功能和主观感受。
本研究采用了多项关键技术方法：1. 随机双盲交叉对照试验设计，最大限度地控制个体差异和偏倚。2. 受控人类暴露（CHE）技术，使参与者暴露于标准浓度（PM2.5= 300 μg/m3）的柴油机尾气中2小时，实现了因果关系的精确推断。3. 多重电化学发光（Electrochemiluminescent, ECL）检测技术，用于量化鼻灌洗液中12种细胞因子的蛋白浓度。4. Illumina甲基化EPIC芯片，对鼻刷细胞样本进行全基因组DNA甲基化（DNA Methylation, DNAm）分析。5. 多种表观遗传时钟算法（如Horvath1、GrimAge、PhenoAge、DNAmTL等），用于计算鼻部上皮细胞的表观遗传年龄加速（EAA）。6. 线性混合效应模型等高级统计方法，用于分析治疗、暴露及其交互作用对各项指标的影响。
布地奈德治疗降低促炎性鼻细胞因子
结果显示，在暴露基线期（即用药后但未进行变应原/DE挑战时），布地奈德预处理就显著降低了鼻灌洗液中的白细胞介素-5（Interleukin-5, IL-5）和IL-17A水平。更重要的是，即使随后暴露于具有促炎效应的变应原和DE，布地奈德对IL-5的降低作用在初次暴露和再暴露后24小时依然持续存在。对IL-17A的降低作用也持续到了初次DE暴露后24小时。这表明布地奈德通过降低炎症的基础水平，使鼻腔在后续暴露中更具“韧性”，而非主要改变对暴露的急性反应模式。
变应原和DE暴露增加促炎性鼻细胞因子
与预期一致，变应原暴露显著增加了IL-5、IL-6和肿瘤坏死因子-α（Tumor Necrosis Factor-α, TNF-α）的水平。DE暴露也显著增加了IL-5和IL-6（再暴露后24小时）。有趣的是，布地奈德治疗并未显著改变（修饰）暴露期间这些细胞因子的反应趋势，进一步支持其“降低基线，而非改变斜率”的作用机制。
布地奈德治疗增加PNIF并降低TNSS
在临床指标方面，布地奈德显著改善了鼻腔通畅度。与安慰剂相比，它在变应原初次及再暴露后24小时增加了PNIF；在DE基线期、初次DE暴露后0.5小时以及DE再暴露后24小时也增加了PNIF。同时，布地奈德在变应原再暴露后0.5小时和24小时，显著抑制了由变应原诱导的TNSS升高，减轻了患者的鼻部症状。
变应原暴露降低PNIF并增加TNSS
变应原暴露本身在几乎所有暴露后时间点都显著增加了TNSS，并在暴露后0.5小时降低了PNIF，这与典型的AR病理生理反应相符。然而，DE暴露在本研究中并未对PNIF或TNSS产生显著影响，这可能与DE的物理化学特性（如缺乏变应原蛋白的强免疫原性，以及以超细颗粒为主导致鼻部滞留较少）有关，使得其虽然引发了炎症反应，但未达到引起明显临床症状的阈值。
表观遗传时钟评估
研究使用了多种表观遗传时钟。其中，Horvath1、Skin & Blood、GrimAge、PhenoAge和Hannum时钟与参与者的实际年龄（时序年龄）均呈现强相关性，证明了这些时钟在鼻部组织中的适用性。
布地奈德治疗降低Horvath1 EAA并调控其他表观遗传年龄时钟
在表观遗传层面，布地奈德预处理显著降低了Horvath1 EAA，这一效应贯穿了整个变应原暴露期，并在DE基线期也存在。Skin & Blood时钟、内源性表观遗传年龄加速（Intrinsic Epigenetic Age Acceleration, IEAA）和PhenoAge EAA也呈现类似的降低趋势。然而，布地奈德却增加了GrimAge EAA，并降低了DNA甲基化端粒长度（DNA Methylation Telomere Length, DNAmTL）。在调整了细胞组成比例后，对GrimAge和DNAmTL的影响消失了，提示这些变化可能主要由布地奈德引起的细胞类型比例改变所驱动，而非对DNA甲基化的直接影响。
变应原暴露增加Horvath1 EAA；变应原和DE暴露调控其他表观遗传年龄时钟
暴露本身也影响了EAA。变应原暴露显著增加了Horvath1 EAA和IEAA。然而，无论是变应原还是DE暴露，都降低了GrimAge EAA并增加了DNAmTL。同样，对GrimAge和DNAmTL的影响在细胞比例调整后消失。这表明，不同的表观遗传时钟对同一干预（药物或暴露）的反应可能不同，因为它们被训练用于预测不同的生物学终点（如时序年龄 vs. 疾病死亡率）。
综上所述，这项开创性的研究得出了几项重要结论。首先，预防性使用鼻用布地奈德喷雾，能够有效减轻AR患者在日常状态下以及暴露于变应原或柴油机尾气后的鼻部炎症（特别是降低IL-5和IL-17A），并改善临床症状和鼻腔通畅度。其作用机制主要是通过降低炎症的基础水平，而非改变对急性暴露的反应模式。其次，变应原和DE暴露均能诱导鼻部促炎细胞因子升高，但DE在本实验条件下未引起显著的临床症状。再者，无论是药物治疗（布地奈德）还是环境暴露（变应原/DE），都能调控鼻部上皮细胞的表观遗传年龄，但不同“时钟”给出的信号复杂甚至相反，提示表观遗传衰老在此语境下是一个多层面的生物学过程。其中，基于时序年龄训练的时钟（如Horvath1）显示布地奈德和变应原暴露分别具有“减龄”和“增龄”效应，而基于疾病死亡率训练的时钟（如GrimAge）则反应不同，这可能反映了治疗与暴露对细胞组成和不同生物学通路的差异化影响。
这项研究的深刻意义在于，它首次在严格受控的人类暴露模型中证实，即便在柴油机尾气这种重要空气污染物的影响下，鼻用皮质类固醇布地奈德仍然保持着对过敏性鼻炎核心炎症的有效控制力。这为临床医生和公共卫生决策者提供了直接证据，支持在空气污染高发地区或针对特定职业暴露人群，可以更有信心地使用此类药物进行预防性治疗，作为“精准健康”策略的一部分，以减轻空气污染带来的疾病负担。同时，研究首次将鼻腔表观遗传年龄加速这一新兴生物标志物引入到空气污染与过敏性疾病的交互作用研究中，开辟了从表观遗传学角度理解环境暴露-药物干预-健康结局关联的新视角，为未来探索更全面的生物标志物和干预靶点奠定了基础。尽管研究存在样本量有限、暴露顺序固定、DE未能诱发症状等局限性，但其严谨的设计、多组学方法的结合以及富有洞察力的发现，无疑推动了该领域向前迈进了关键一步。
