摘要
有研究表明,儿童早期接触微生物可以降低儿童过敏的风险。目前的作者研究了室内灰尘中微生物制剂与2-4岁儿童过敏反应之间的关系。
在德国、荷兰和瑞典正在进行的出生队列研究中进行了巢式病例对照研究,每个国家选择了约180名致敏儿童和180名非致敏儿童。测定了儿童床垫和客厅地板上的灰尘样本中的细菌内毒素、β(1,3)-葡聚糖和真菌胞外多糖(EPS)水平。
综合各国情况,床垫粉尘含量高、床垫粉尘中内毒素、β(1,3)-葡聚糖和EPS含量高与吸入性过敏原致敏风险显著降低相关。相互调整后,只有床垫粉尘量的保护效果仍然显著(优势比(95%置信区间)0.57(0.39-0.84))。
较多的床垫粉尘可降低吸入性过敏原致敏的风险。这种作用可能部分归因于内毒素、β(1,3)-葡聚糖和细胞外多糖,但也可以反映(微生物)制剂的(额外)保护作用,而不是测量的那些。由于它们的水平是高度相关的,因此不可能确切地区分哪些成分与影响有关。
在卫生假说的背景下,早期生命暴露于微生物产品被认为在哮喘和过敏的发展中起着主要作用。然而,目前还不清楚是哪些因素导致了这一机制。在所有微生物产物中,内毒素的研究最为广泛。几位作者一致发现,接触高水平的室内灰尘内毒素可以降低学龄前和学龄儿童过敏的风险1- - - - - -3..
然而,内毒素只是室内灰尘具有免疫刺激特性的成分之一。内毒素相对于其他成分的优点是,有完善的分析方法可用于大型流行病学研究。除了内毒素外,许多其他的微生物制剂已知具有免疫刺激特性。这些包括β葡聚糖(1、3)4,5细菌的DNA6和其他细菌组分7,8.β(1,3)-葡聚糖是存在于大多数真菌和酵母、一些细菌和植物细胞壁中的葡萄糖聚合物;在实地研究中,它们被作为霉菌暴露的标志进行了测量。霉菌通常与不同的细菌一起生长,因此室内灰尘中β(1,3)-葡聚糖的水平被发现与内毒素水平高度相关9.因此,内毒素可能是更广泛的微生物接触的标志。
目前的作者进行了一项关于室内外空气污染对儿童变应性疾病发展的影响(AIRALLERG)的研究。测定了内毒素和β(1,3)-葡聚糖的水平,以及胞外多糖(EPS)aspergillus.和青霉菌spp.作为霉菌暴露的另一个标志10.,在约1,000名德国,荷兰和瑞典学前和学龄儿童的灰尘样本中,检查了与2-4岁儿童的过敏性敏感的关联。此外,Douwes的方法等等。11.,并对作为微生物接触指标的取样粉尘量的影响进行了研究。
材料和方法
研究设计和研究人群
该研究是在德国慕尼黑及其周边社区进行的四项出生队列研究(GINI(德国婴儿营养干预研究)中进行的嵌套病例对照研究。12.和LISA(生活方式相关因素对儿童免疫系统和过敏发生的影响)13.),在荷兰的北部、中部和西南部(PIAMA(预防和发病率哮喘和螨过敏研究)14.)和斯德哥尔摩,瑞典的中央和北部(BAMSE(谷仓,过敏,Milieu斯德哥尔摩流行病学)15.).GINI研究和PIAMA研究的一部分是作为干预研究设计的,研究不同水解配方的影响12.并使用螨虫床垫和枕头盖14.父母过敏和母亲过敏和母亲不过敏的儿童过敏和哮喘的发展。
从每个队列(在德国,来自两位队列的德国)除了〜80张不敏感的儿童的随机样品外,还选择了2-4岁的儿童致敏与普通食物和吸入过敏剂。由于该研究的重点是吸入过敏和吸入暴露,因此设计是主要选择所有致惰性过敏原的儿童。如果没有足够的孩子(这三个国家是这种情况),那么加入对食品过敏原的儿童。儿童在5岁(德国和荷兰)和7年(瑞典)的房子灰尘收集访问,评估敏感后16-55,6-30和14-55个月。在德国和荷兰,敏感的儿童代表了所有符合条件的敏感子女,他的父母愿意参加;在瑞典,在瑞典,有致敏数据的儿童比其他两个国家大,敏感的儿童代表了对吸入过敏原的敏感性的所有符合条件的儿童加上敏感的儿童随机样本,父母愿意参加的食物过敏原。与其他两个国家相比,这导致瑞典对食品过敏原的敏感性较低的较低比例。为免疫球蛋白(IG)测量和Airallerg家庭访问,在血液收集前6个月不应该在6个月之间移动。但是,在德国,无法严格遵循这个标准;只有76%的德国参与者履行了不搬家的标准。
过敏性敏化的定义
在原始队列研究中,分别在儿童2岁(LISA)、3岁(GINI)和4岁(PIAMA和BAMSE)时采集血液样本。对常见食物和吸入性过敏原的IgE抗体由德国和瑞典的Pharmacia CAP系统(Pharmacia, Uppsala, Sweden)和Sanquin Amsterdam (Amsterdam, Netherlands)使用的标准操作程序通过Radio Allergo Sorbent测试确定。过敏原分组不同,但对蛋清、牛奶和室内尘螨有特异性IgE,猫、树和草的花粉在所有队列中被测量(表1)⇓).对任何过敏原的过敏反应定义为≥0.35 kU·L的特异性IgE抗体−1对于其中一个过敏原测试。过敏性敏化和食品过敏原的过敏性定义为≥0.35ku·l的特异性IgE抗体−1对于其中测试过吸入剂或食物过敏原。
集尘
2002年1月至2003年5月期间,在10月至5月期间,共访问了358名(德国)、347名(荷兰)和364名(瑞典)儿童。在家访期间,通过吸尘整个床垫表面积和1 m的方法从孩子的床垫和客厅地板上收集两份室内灰尘样本2地毯> 4米2和墙壁上的地毯或2米2光滑的地板(如果没有地毯> 4米2根据标准化方案的使用真空吸尘器(alk过敏原口带;丹麦,丹麦)的真空吸尘器,适用于2分钟,以收集玻璃纤维过滤器上的灰尘(参考号370104; Schleicher&Schuell,Dassel,Dassel,德国).将粉尘样品储存在-20°C直至提取,并在干冰上送到乌得德(荷兰)以进行提取和分析。
粉尘提取与分析
没有筛分灰尘样品。如前所述,依次提取灰尘,包括过滤器,如前所述16..第一种上清液用于通过发色性动力学钙氨基椰子裂解物试验测量内毒素17..第二个上清液用于测量EPSaspergillus.和青霉菌。通过三明治酶免疫分析10..用β(1,3)-葡聚糖特异性抑制酶免疫法测定第三上清中β(1,3)-葡聚糖18..此外,对粉尘提取物进行室内尘螨过敏原分析Dermatophagoides pteronyssinus和D. Farinae.如前所述,猫过敏原使用从室内生物技术公司(Cardiff, UK)购买的三明治酶免疫分析试剂19..致敏与过敏原暴露之间的联系超出了当前文章的范围,不作讨论。然而,目前的作者将探索过敏原暴露是否扰乱了变态反应致敏和暴露于细菌和霉菌成分之间的联系。暴露量表示为每克采样灰尘(作为浓度的衡量)和每m2取样表面面积(作为总负担的衡量标准,或从统计学上讲,灰尘量与各自生物污染物浓度之间的相互作用)。内毒素、β(1,3)-葡聚糖和EPS的不可检测量的样品被指定为最低检测值的三分之二。
问卷调查问卷
在原始出生队列研究中收集的问卷数据被用来定义潜在的混杂变量,如性别、父母过敏和父母教育。在已知信息的情况下,混淆变量的定义尽可能相似。
统计分析
生物污染物浓度呈对数正态分布。平均值用几何平均值和几何标准差表示。以自然对数(ln)转换数据为基础,用皮尔逊相关系数表示相关性。非参数黄土流畅20.目的:探讨过敏反应与微生物暴露之间的功能关系。由于关系一般是对数线性的,因此在随后的分析中采用了一种参数化方法,该方法采用了ln转换的暴露水平。首先,使用标准logistic回归分析微生物暴露和对任何过敏原致敏的二元结果之间的关联。然后使用多切分logistic回归模型分析了微生物暴露与食物和吸入性过敏原致敏之间的关系21.有四种名义上的反应类别(仅对吸入性过敏原敏感;对吸入剂和食物过敏原敏感;只对食物过敏原敏感;和nonsensitised)。由于仅对吸入性过敏原敏感的儿童与对吸入性过敏原和食物过敏原敏感的儿童之间的暴露-反应关系没有差异,因此在最终分析中将这两类反应合并。结果以荟萃分析中调整后的国别和合并优势比(OR)形式呈现。OR是使用所有国家的相同暴露变化而不是国别暴露变化来计算的,以确保国家间OR的可比性。暴露量的变化被定义为特定国家暴露量四分之一区间的平均增加。如果国家之间的效应存在异质性(p<0.10),则采用Der Simonian和Laird所描述的随机效应方法22.用于计算联合OR。双侧α水平为5%具有统计学意义。
结果
研究人群
目前分析的研究人群包括356名德国、338名荷兰和358名瑞典儿童,他们有过敏状态和微生物暴露的完整信息。表2⇓介绍了研究人群的特征以及过敏反应的频率分布。国家之间的差异很大程度上是由于原始队列的设计和航空过敏原研究参与者的选择方面的差异。与原始队列相比,男性(仅德国和荷兰)、过敏父母的孩子和父母受过高等教育的孩子的比例过高,因为这些群体中的过敏和/或参与率更高(数据未显示)。在病例和对照之间,评估过敏反应、粉尘和粉尘收集季节之间的时间滞后没有显著差异。
粉尘的量,内毒素,β(1,3) - 葡聚糖和EPS水平
几何手段和SD.表3中提出了儿童床垫灰尘和客厅地板粉尘的粉尘采样和微生物剂水平的量⇓.床垫和地板的样式因国家而异。床垫粉尘量与客厅地板粉尘量、床垫粉尘和客厅地板粉尘生物污染物水平之间的相关性分别很弱或没有相关性(r≤0.22,数据未显示)。床垫粉尘的内毒素、β(1,3)-葡聚糖和EPS含量与采样量呈中到高度相关(表4)⇓).床垫粉尘中内毒素、β(1,3)-葡聚糖和EPS的浓度与粉尘采样量之间存在微弱或无相关性。床垫尘内毒素、β(1,3)-葡聚糖和EPS含量之间呈中度相关,但相关性较弱或无相关性。客厅地板灰尘样本也发现了类似但通常更强的相关性(表4)⇓).
接触微生物制剂和过敏反应之间的关系
目前的作者发现,从儿童床垫上取样的灰尘数量、内毒素和β(1,3)-葡聚糖含量与对任何过敏原的敏感性之间存在负相关(图1)⇓).在不同国家之间效果是同质的(p>0.10),而在不同国家联合使用时效果具有统计学意义(p<0.05)。当敏感性临界值增加时(使用0.35 kU·L联合调整OR(95%置信区间(CI)),效果变得更强−10.7 kU·L−1和3.5 kU·L−1,敏化临界值分别为0.81(0.68-0.95)、0.75(0.63-0.90)和0.64(0.51-0.81)尘量;内毒素负荷分别为0.82(0.73-0.93)、0.76(0.67-0.87)和0.69 (0.58-0.81);和0.81(0.71 - -0.93),0.75(0.65 - -0.87),和0.67(0.56 - -0.81)β(1、3)葡聚糖加载)。EPS负荷和每克灰尘中微生物菌剂的表达没有相关性。当分别检查微生物制剂对食物和吸入性过敏原的致敏作用时,作者发现作用仅限于对吸入性过敏原的致敏(图2)⇓).此外,EPS载荷与吸入过敏原的敏化之间存在负关联。没有发现对食品过敏原的敏化。使用螨虫胶囊盖,宠物所有权,母乳喂养和螨虫和猫过敏原水平的额外调整,灰尘不会显着改变关联(最大变化或6%,数据未显示)。由于血液收集的年龄在群组中,除了德国的群组中,没有调整,因为德国的组合分别在2和3年龄的2和3年时收集了血液的两个群组。要考虑两个队列之间的年龄和其他差异,德国的模型包括可变的研究设计。
在吸入的过敏原和吸入式灰尘量的敏感性之间没有发现任何关联(在客厅地板上采样的灰尘量(合并调整或(95%CI)0.93(0.58-1.48)每米的灰尘量增加2)以及客厅地板防尘内毒素,β(1,3) - 葡聚糖和EPS载荷(0.92(0.64-1.30),0.91(0.56-1.47)和0.93(0.64-1.37),每次因子15.4,13.0和79.7分别的暴露和浓度增加(0.98(0.87-1.10),0.97(0.78-1.22),1.00(0.83-1.19),每因数3.3,1.9和7.5分别增加)。
目前作者试图解开的影响床垫床垫的灰尘和粉尘负荷不同的微生物菌剂首先调整微生物菌剂的效果的灰尘,然后相互调节微生物的影响,最后通过对粉尘除了相互调整调整,即。在一个模型中包含所有四种暴露测量。不同调整的结果相当相似。因此,图3只给出了包含四次曝光的模型的结果⇓.由于不同暴露之间的相关性,CIs变得相当大。然而,沙尘量的影响在统计上仍然显著,甚至变得略强(调整后的OR 0.57)相对0.70)。内毒素效应变得有些小(调整或0.88相对0.79), β(1,3)-葡聚糖效应消失,有利于粉尘量效应,而EPS则存在显著的不利影响。没有多重共线性的迹象(最大条件指数为5.04,最大方差膨胀因子为5.12)。内毒素、β(1,3)-葡聚糖和EPS负荷相互调节的效应与图1中所示浓度的效应非常相似⇑,除此之外,每股收益效应也有所增强。
讨论
目前的研究结果表明,综合各国的研究结果,床垫粉尘含量高、内毒素、β(1,3)-葡聚糖和EPS含量高与降低对吸入性过敏原过敏的风险有关,但与食物过敏原无关。相互调整后,只有床垫粉尘量的保护效果仍然显著。
大量研究表明,暴露于室内灰尘中的微生物剂对过敏致敏有保护作用,这些研究始终表明,在学龄前和学龄儿童中,对吸入性过敏原的过敏致敏与暴露于室内灰尘内毒素之间存在负相关1- - - - - -3..到目前为止,还没有出现暴露于β(1,3)-Glucan的保护作用。然而,关于暴露于β(1,3)-Glucan对敏感性的数据是稀缺的。一项研究报告,与患有较低β(1,3)-Glucan水平的家庭的成年人相比,患有β(1,3)-Glucan水平更高的家庭的成年人的敏化受试者的比例无显着增加。23..在另一项研究中,在高β(1,3)-葡聚糖水平和低β(1,3)-葡聚糖水平的学校就读的学生中,过敏过敏的流行率没有发现差异24..关于EPS的数据更少,据目前作者所知,暴露于EPS和致敏之间的关联尚未被研究。同样,目前也没有关于敏化与作为微生物接触代理的取样灰尘量之间的关联的出版物。在任何其他研究中都没有对食物过敏原的敏感性进行过检查。因此,将目前的结果与其他研究的结果进行比较仅限于吸入性过敏原致敏与内毒素暴露之间的关系。
在本研究中,床垫粉尘内毒素负荷(不考虑采样粉尘的数量,β(1,3)-葡聚糖和EPS)与吸入性过敏原的过敏性反应之间的负相关从定性和定量上都符合Braun-Fahrlander的研究结果等等。1和格林等等。2,同样不考虑取样的灰尘或其他生物污染物的数量。敏感性临界值越高,效果越好,这与先前的发现是一致的2,25..客厅地板尘埃内毒素和敏感性的关联,如Gehring所示等等。2在本研究中未发现。可能的解释是,内毒素与床垫灰尘存在关联,而与客厅地板灰尘没有关联的原因是,床上灰尘的内毒素重复测量的重现性大于地板灰尘26.孩子们在睡觉的时候会更密切地接触这些微生物。两种不同的粉尘调节方式(即。在本研究中,表达每克灰尘的内毒素水平,并将灰尘数量作为模型中额外的预测变量)得到了非常相似的结果:内毒素效应有所减弱。在布劳恩-法兰德的研究中等等。1和格林等等。2然而,或者对于每米的每G灰尘和内毒素水平的内毒素水平2非常相似。原因尚不清楚,但可能可以用不同研究中不同的相关模式来解释。内毒素负荷和浓度之间的相关性在本研究中确实低于Gehring的研究等等。2(r = 0.60 - -0.81相对r = 0.88)。
当目前的作者试图通过相互调整来理清个人暴露的影响时,只有与灰尘量的负相关在统计上仍然显著。内毒素作用减弱,β(1,3)-葡聚糖作用“消失”。敏化作用之间的关系和内毒素和β(1、3)葡聚糖加载“消失”调整后的灰尘表明biocontaminant负载的影响主要是由于灰尘的数量的影响,没有交互效应的尘埃和biocontaminants除了“尘埃效应”。然而,由于它们的水平与取样的灰尘数量以及彼此之间高度相关,因此不可能确定地区分哪些成分与影响有关。因此,不能排除粉尘量的部分影响与内毒素、β(1,3)-葡聚糖和EPS有关的可能性。此外,粉尘量的影响还可以反映出(微生物)制剂的(额外)保护作用,而不是测量的那些。
作者认为标准化的暴露评估是本研究的优势之一。吸入性过敏原致敏与粉尘、内毒素和β(1,3)-葡聚糖含量之间的关联在各国之间是一致的,尽管暴露模式不同。其中一些关联在国家层面上并不具有统计学意义,但当它们在荟萃分析中结合起来时,它们就变得很重要了。巢式病例对照设计的一个潜在局限性可能是,暴露是在敏化后1-4年测量的。之所以选择这一设计,是因为收集和分析室内灰尘是费时和昂贵的,因此不能对整个出生队列进行。之前收集的灰尘测量随机样本的敏化作用出生队列成员并不是由于低流行率进行敏化作用的年龄群研究,这将很可能导致太小导致敏感的儿童数量太少统计力量。然而,有一些证据表明,单一的内毒素测量是对长期接触的有效估计26.- - - - - -29..在6年的时间里,客厅地板灰尘样本的室内相关性被发现是相当大的(内毒素负荷的r = 0.529.),在床上时则略高(r = 0.7-0.8)26.卧室地板灰尘样本(r = 0.6)28.超过13个月的时间。致当前作者的知识,没有任何数据可用于灰尘,β(1,3)-glucans和EPS。因此,在需要在健康结果之前测量曝光的前瞻性研究以确认目前的结果。
在抽血测量IgE和收集室内灰尘之间搬到另一间房子可能会导致暴露错误分类。目前的作者试图解决这个问题,排除了AIRALLERG研究中血液采样和室内灰尘收集前6个月移动过的儿童。在德国,不可能严格遵循这一标准。总的来说,24%的儿童在采血和收集室内灰尘之间搬到了另一所房子。然而,将这些儿童排除在分析之外并没有改变结果(数据未显示)。
假设一次暴露测量的有效期为数年,在AIRALLERG研究中测量的暴露一方面可以代表进行IgE测量时(之前)的“当前”暴露,另一方面可以代表“早期”生命暴露如。在生命的第一年,这被认为是至关重要的30..与搬到另一个家庭的儿童相比,本研究测量的暴露量可能对从未搬到另一个家庭的儿童的早期暴露产生更好的估计。因此,那些在生活中任何时候都有过搬家经历的儿童被排除在分析之外。这并没有加强接触微生物制剂和过敏反应之间的联系(数据未显示),表明当前接触与早期接触的相关性。这些研究结果支持这一事实没有或低的尘埃量之间的相关性,内毒素,β(1、3)葡聚糖和每股收益水平测量在目前的研究和大量的尘埃,内毒素,β(1、3)葡聚糖和每股收益水平孩子的床垫上岁3个月(PIAMA研究中,n = 309多的灰尘,对内毒素n≈130,β(1,3)-葡聚糖与EPS的最大相关系数为0.23;来自德国LISA研究的数据,n = 135内毒素,相关系数0.10),这很可能是由于儿童在两次灰尘收集之间得到了新的(更大的)床垫。进一步支持当前曝光率的证据来自于Douwes最近发表的一篇文章等等。11.他发现,在PIAMA队列中,4岁时的过敏与3个月时床垫灰尘接触之间没有关联。
选择性回避是偏见的另一个潜在来源。例如,过敏的父母可能倾向于采取措施,减少接触室内灰尘和过敏原的频率19.,31.在孩子出生前,要保持家里的清洁。此外,有症状儿童的父母可能通过保持房屋清洁或改变其他可能影响接触的因素来应对其儿童的症状。一项研究表明,内毒素水平与清洁习惯之间存在关联32而在其他地方则不然33,34在前一项研究中,由清洁习惯解释的总体变异性百分比较低。儿童床垫上的室内灰尘量与过敏性过敏之间的关联在有和没有过敏父母的儿童(合并调整OR (95% CI)分别为0.74(0.59-0.93)和0.61(0.43-0.86),以及无症状和有症状儿童(分别为0.66(0.52-0.84)和0.65(0.44-0.97))中相当相似。因此,没有迹象表明由于过敏父母或有症状儿童的父母的选择性避免措施的偏倚。
原始队列在纳入标准方面不同的事实(由于过敏父母,Gini和Piata富含儿童富含儿童),研究方案(GINI和PIAMA至少部分地设计为干预研究),并评估ATOPTER(年龄和一套过敏原)以及当前研究的参与者的选择在各国之间有所不同,可能是对本研究的限制。无法评估这些差异对目前的研究结果的影响。然而,尽管存在这些差异,但国家之间的效果估计是一致的。对于患有和没有过敏父母的儿童而言,结果相似;调整床垫覆盖物和母乳喂养和母乳喂养的排除在敏感度测量和灰尘收集之间移动的德国儿童没有改变结果。因此,本作者认为,通过元分析结合国家特定估计可以是合理的,并导致有效的效果估计。尽管如此,研究人群之间的差异可能对当前结果产生影响的可能性无法完全排除。
结论
较多的床垫灰尘可能会降低吸入性过敏原过敏的风险。这种作用可能部分归因于内毒素β(1,3)-葡聚糖和细胞外多糖,但也可以反映(微生物)制剂的(额外)保护作用,而不是测量的那些。由于它们的水平与取样的灰尘数量以及彼此之间高度相关,因此不可能确切地区分哪些成分与影响有关。
致谢
作者希望感谢所有参与AIRALLERG研究的家庭。此外,作者还感谢参与AIRALLERG研究计划和实施的所有科学家和技术人员(乌得勒支大学、乌得勒支风险评估研究所和荷兰比尔托芬国家公共卫生和环境研究所;国家环境与健康研究中心,流行病学研究所,纽赫伯格,德国;瑞典斯德哥尔摩卡罗林斯卡学院环境医学研究所)和瑞典斯德哥尔摩郡议会环境卫生部和瑞典斯德哥尔摩卡罗林斯卡学院环境医学研究所(BAMSE);Neuherberg;路德维希-马克西米利安慕尼黑大学医学数据管理、生物统计学和流行病学研究所、慕尼黑技术大学儿科系、慕尼黑,德国)和PIAMA出生队列研究(乌得勒支大学风险出生队列研究研究所)。评估科学、乌特勒支;格罗宁根大学比阿特丽克斯儿童医院和流行病学系;鹿特丹大学索菲亚儿童医院鹿特丹;国家公共卫生和环境研究所(RIVM),比尔托芬,和红十字会输血服务中心实验室,阿姆斯特丹,荷兰)。
- 收到了2006年9月12日。
- 接受2007年2月15日。
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