白三烯受體拮抗劑及急性肺損傷中的炎性因子

1、白三烯受體拮抗劑及急性肺損傷中的炎性因子 李沃 杜肖南 林耿彬 孫亮 鄢建勤中南大學湘雅附屬一醫(yī)院一、白三烯受體拮抗劑與其臨床應用白三烯受體拮抗劑是新一代非糖皮質(zhì)激素類抗炎藥物。如目前已上市的扎魯司特臨床主要用于治療哮喘。臨床研究已證實白三烯拮抗劑具有支氣管舒張作用 ，能減輕患者的哮喘癥狀、減少急性發(fā)作次數(shù) ，改善患者的肺功能1 。據(jù)研究觀察，扎魯司特對減輕臨床癥狀、減少-2受體激動劑用量 ，改善FEV1 等有明顯療效，尤適于輕2中度哮喘。對于變應原、冷空氣、阿司匹林和運動所引起的哮喘 ，治療效果優(yōu)于其他藥物2。 由于扎魯司特的作用機制是通過拮抗構(gòu)成過敏性慢反應物質(zhì)(SRSA) 的成分白三烯D

2、4 和E4 的受體從而產(chǎn)生抗炎作用，其在哮喘以外疾病中的應用價值亦越來越受重視。ZHANG等在對局灶性腦缺血大鼠模型研究中發(fā)現(xiàn)其減少腦血管白蛋白滲出，減輕腦水腫，輕度改善神經(jīng)癥狀并能顯著減少腦梗死體積和神經(jīng)元缺失，呈鐘型量效關(guān)系 ，以 0.01-0.3 mg/kg作用最明顯3。谷旭紅等在58例肺心病人的隨機對照實驗中發(fā)現(xiàn)扎魯斯特治療組治療后其血流動力學，血氧飽和度均顯著優(yōu)于一般治療組，并且超聲心動圖發(fā)現(xiàn)扎魯斯特有逆轉(zhuǎn)右心室肥厚的作用4。 在炎性因子方面，扎魯司特不僅能降低急性哮喘動物肺組織中IL-5、IL-13 及血管細胞黏附分子(VCAM21)濃度 ，還能降低血清和肺泡灌洗液中IL25水平5

3、及交聯(lián)葡聚糖刺激后大鼠氣道內(nèi)皮素1 ( ET21)和干擾素( IFN2)水平6 ;并且能抑制哮喘患者外周血單個核細胞IL-5 mRNA表達 ，減少Cys-LT分泌7，治療8周后 ，血清IL-10 明顯升高 ，且其升高與ECP下降顯著相關(guān) ，提示其療效可能與提高體內(nèi)IL-10水平有關(guān)8。 在改善肺功能方面，其不僅能顯著改善哮喘患者的肺功能 ， 還能降低由運動、過敏原等誘發(fā)的BHR ，進一步證實其有抑制氣道炎癥之功效。該藥能抑制哮喘患者吸入塵螨的速發(fā)型和遲發(fā)型反應 ，降低BHR ，抑制氣道對干冷空氣、組胺和貓變應原的高反應性9 ，10 ;還能使阿司匹林不耐受性哮喘患者癥狀改善 ，肺功能提高 ，生活

4、質(zhì)量明顯改善11。同時該藥對呼出氣體一氧化氮濃度亦可有降低作用12。二、體外循環(huán)相關(guān)肺損傷ARDS是由多種致病因數(shù)啟動 ，各種炎癥細胞和細胞因子參與并相互作用以促進病程發(fā)展 ，最終導致以肺為主要靶器官伴有多臟器損傷的炎癥性疾病。白三烯是一組具有多種作用的生物活性物 ，參與炎癥和變態(tài)反應。白三烯可由啟動的中性粒細胞大量產(chǎn)生 ，可直接破壞血管的完整性，并有強大的中性粒細胞、單核細胞和巨噬細胞趨化集中作用13。炎癥細胞中多核白細胞（PMN）是參與機體反應的主要細胞14。 PMN在肺微血管內(nèi)的聚集，繼之與血管內(nèi)皮細胞粘附，釋放炎癥介質(zhì)（包括白三烯）損傷肺泡毛細血管膜，導致通透性肺水腫，是導致急性肺損傷

5、的重要因素。1.1CPB肺損傷的炎癥因子釋放CPB時當血液與異物表面直接接觸、術(shù)中應用魚精蛋白、血管內(nèi)皮細胞損傷等因素可啟動補體系統(tǒng)、前炎癥細胞因子和血小板15，16 。在多種炎癥介質(zhì)的作用下白細胞被啟動 ，其表面黏附分子CD11b /CD18表達上調(diào) ，使白細胞易于黏附于肺血管內(nèi)皮細胞并穿越內(nèi)皮屏障進入肺間質(zhì)發(fā)生“呼吸爆發(fā)” ， 釋放基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP) 、彈力蛋白酶、髓過氧化物酶和活性氧簇 ，引起微血管漏和血管收縮 ，導致肺組織損傷。1.2肺缺血再灌注損傷 CPB期間 ，腔靜脈阻斷后肺血流減少 ，低溫血液只能通過分布不均的支氣管動脈和側(cè)支血管進入肺臟 ，導致肺部溫度降低不夠而相對于其他

6、器官處于“高溫”狀態(tài) ，使其代謝旺盛、氧耗量大而容易發(fā)生缺血性損害。缺血缺氧易致肺血管內(nèi)皮細胞及其線粒體腫脹 ，加之再灌注時大量氧自由基產(chǎn)生、鈣超載和能量代謝障礙等因素 ，而導致嚴重的缺血再灌注損傷。肺內(nèi)集聚的白細胞釋放大量氧自由基 ，破壞周圍肺組織和肺泡型上皮細胞 ，導致肺表面活性物質(zhì)生成減少 ，產(chǎn)生肺不張 ，加重肺部并發(fā)癥17 。1.3 其他因素病人術(shù)前準備不充分如貧血未糾正、呼吸道感染未完全控制、心力衰竭(心衰) 、高血壓控制不理想;手術(shù)醫(yī)生術(shù)中操作不當或與灌注師配合不佳;術(shù)后呼吸機功能參數(shù)調(diào)整及使用時限掌握不當 ，酸堿平衡紊亂未及時糾正等等。所有這些因素均可誘發(fā)和加劇炎癥反應和再灌注損

7、傷對肺的損害。另外 ，大手術(shù)后出現(xiàn)肺功能受損 ，很可能還與全麻有關(guān)。CT掃描發(fā)現(xiàn)全麻在幾乎所有病人中都可引起肺不張。但CPB 可能通過系統(tǒng)炎癥反應綜合征( SIRS)引起更多的肺損傷 ，與其它手術(shù)相比術(shù)后呼吸功能的恢復延遲18。三、急性肺損傷相關(guān)炎性因素、白三烯B4白三烯B4 同花生四烯酸的其他代謝產(chǎn)物，如PGs，LTA4等，以其產(chǎn)生快，顯效快，轉(zhuǎn)化消除快，微血管快速消除的特點19，20而被認為在急性炎癥中作用較大，是一急性炎癥介質(zhì)。在炎癥反應中，LTB4對白細胞，尤其是中性粒細胞有強烈的趨化性，可以使白細胞向炎癥部位聚集，LTB4還可以啟動白細胞，使其產(chǎn)生超氧產(chǎn)物，發(fā)生脫顆粒，釋放其他炎癥因

8、子，如：協(xié)同參與IL-1的產(chǎn)生21，可以刺激多形核白細胞合成分泌IL-822，同時可以使毛細血管后靜脈通透性升高。、一氧化氮NO是某些急性肺損傷的一個損傷因素。急性肺損傷時NO產(chǎn)生增多23，過多的NO可能損傷了肺組織細胞。目前研究認為，NO損傷肺組織細胞的機理主要有以下兩個方面。(1)NO的直接細胞毒作用：NO與一些酶的活性中心鐵、鉆、錳、銅等離子有很高的親和力，與之結(jié)合后使酶失去活性，從而抑制三羧酸循環(huán)、線粒體呼吸鏈電子傳遞及DNA合成，使細胞死亡。有實驗證明巨噬細胞通過抑制含鐵酶、抑制線粒體呼吸，抑制DNA合成，殺傷細菌和腫瘤細胞，而這些作用均可被NOS抑制劑減輕24。 (2)NO與自由基

9、的相互作用:自由基是機體生命活動中的一種必然產(chǎn)物，但在病理狀態(tài)下，機體產(chǎn)生和清除自由基的平衡被破壞，使自由基生成過多，則可引發(fā)脂質(zhì)過氧化，造成組織損傷。在許多肺損傷中，自由基都起重要作用。NO與O2-有極高的親和力，二者結(jié)合后生成過氧化亞硝基可能參與肺損傷。用白細胞毒素致離體肺損傷，肺通透性增高，灌流液中NO一含量也同時增加，在灌流液中加入左旋精氨酸類似物、SOD或氧合血紅蛋白均有保護作用，表明減少NO或減少O2-都可減輕肺損傷，推測ONOO-參與了損傷25。(3) NO可以抑制心肌的收縮功能，抑制淋巴細胞增殖，誘導巨噬細胞凋亡。(4)從以往的研究也顯示NO很可能對肺泡壁本身損傷不明顯，主要損

10、傷毛細血管，使毛細血管通透性增加，液體外漏而積聚于肺泡間質(zhì)。由于肺泡上皮不受損傷，結(jié)構(gòu)完整，屏障作用正常，致使在間質(zhì)內(nèi)滲出的組織液不易到肺泡腔內(nèi)。另外，由于肺泡上皮細胞功能正常，即使有少量液體，也可以及時再吸收，保持肺泡液體的動態(tài)平衡。(5)誘導型一氧化氮合酶衍生的一氧化氮部分的參與了增加肺通透性，減少氧合的作用26.27以往研究認為適量NO在某些急性肺損傷中也是一個保護因子。(1)NO是體內(nèi)重要的舒血管物質(zhì)，肌體通過內(nèi)源性NO舒張血管平滑肌，調(diào)節(jié)血壓和血流。(2)NO能舒張氣道平滑肌，抑制NO的產(chǎn)生則使氣道收縮28。(3)NO在宿主防御中起重要作用，NO及其他炎癥介質(zhì)可以殺傷細菌及腫瘤細胞2

11、9 (4)NO可抑制白細胞對血管內(nèi)皮細胞的黏附，抑制血小板聚集。(5) NO對NADPH氧化酶具有抑制作用，可以減少氧自由基產(chǎn)生，具有抗氧化作用。(6)適量的iNOS可以抑制TNF- a的釋放、促進IL-10的表達。而后者是內(nèi)源性的抗炎因子，對LPS誘導的TNF- a的釋放有明顯的抑制作用，而用iNOS抑制劑SMT則抑制抗炎介質(zhì)的釋放，加重ALI的病情。(7) iNOS ， NO與急性肺損傷肺泡細胞凋亡的影響:以前的研究顯示NO是重要的凋亡調(diào)節(jié)因子，用iNOS抑制劑1400w干預膿毒癥大鼠，發(fā)現(xiàn)用1400w預處理明顯加強脂多糖誘導的肺泡上皮細胞的凋亡，并且增加caspase-3 ， caspa

12、se-7的活性，iNOS的抗凋亡作用通過比較純合子iNOS基因敲除鼠與野生大鼠肺泡上皮細胞在脂多糖誘導下的凋亡得到進一步驗證。因此推測iNOS衍生的NO在保護細胞免受細胞凋亡方面有重要作用30、致炎白介素 IL- 1IL- 1是由巨噬細胞產(chǎn)生的炎性細胞因子 ，分為IL - 1 ， IL - 1和IL - 1 ra。IL - 1又名淋巴細胞活化因子、前炎性反應細胞因子。在炎性反應的發(fā)生發(fā)展過程中 ， IL - 1發(fā)揮著重要作用。TNF - 是始動因素 ， IL - 1則起到協(xié)同作用 31 - 32 。IL - 1可刺激內(nèi)皮細胞表達IL - 8 和白細胞黏附因子 ， IL - 8可促進中性粒細胞的

13、跨膜游出33 。IL - 1可啟動血管內(nèi)皮細胞 ，增加血管通透性 ，增加炎性介質(zhì)的釋放 ，誘生或上調(diào)血管內(nèi)皮細胞。表達黏附因子 ，吸引PMN聚集。有研究發(fā)現(xiàn)34 氣管內(nèi)給予重組IL - l及富含IL - l的肉芽組織勻漿可明顯增加支氣管肺泡灌洗液中PMN的數(shù)量; IL - lra可顯著減少IL - l氣管內(nèi)滴入引起的灌洗液PMN增加、減輕血漿白蛋白在肺內(nèi)的漏出和肺水腫形成。Johnston 35 研究發(fā)現(xiàn)氣管內(nèi)滴入IL - 1后4 h ，肺支氣管肺泡灌洗液中PMN數(shù)目和超氧陰離子含量顯著增加。 IL- 6IL- 6又名B細胞刺激因子 ，具有廣泛生物活性和免疫調(diào)節(jié)作用。IL - 6主要由T細胞

14、，內(nèi)皮細胞 ，單核細胞產(chǎn)生 ，介導了SIRS時肺損傷的急性期反應。當創(chuàng)傷、休克、感染、手術(shù)等刺激因素作用于機體時 ， IL - 6可異常增高 ，異常增高的IL - 6可啟動補體及C反應蛋白的表達 ，產(chǎn)生細胞損害 ，同時可誘導產(chǎn)生黏附因子 ，還可啟動星形膠質(zhì)細胞、血管內(nèi)皮細胞 ，引起淋巴細胞活化 ，進一步導致炎性反應的加劇。研究表明 ， IL - 6 作為炎性細胞分化的主要調(diào)節(jié)因子 ，促進啟動的巨噬細胞分化和浸潤 ，還可以上調(diào)黏附分子和其他細胞因子的表達 ，從而加強炎性反應 36 。在嚴重疾病時 ， IL - 6水平增高與死亡率的增加有關(guān)。Wans 37研究認為IL - 6可以反應ECC術(shù)后炎性

15、反應的程度。IL- 8 IL - 8為中性粒細胞的游走因子，可從對肺泡巨噬細胞及低氧或高濃度氧反應時的各種細胞中釋放.IL-8以外的中性粒細胞游走因子雖還有ENA 78(抗可溶性抗原78)，但在ALI/ARDS時IL-8可作為獨立的中性粒細胞粘附因子。IL-8的生物學作用是趨化并啟動PMN，促進PMN的溶酶體活性和吞噬作用，且其生物學活性穩(wěn)定，對PMN有較高的選擇性。在炎癥期間，適度釋放的IL-8通過誘導和啟動PMN，有助于對病原微生物的殺傷效應，并可能有保護內(nèi)皮細胞免受PMN損害的作用38。然而，IL-8快速、大量產(chǎn)生或持續(xù)釋放，可造成肺損害。其他學者的研究表明:在動物模型中，IL-8的表達

16、高峰是在炎癥反應的高峰期，且與相應時期BAL液中中性粒細胞的數(shù)目明顯相關(guān)39。繼發(fā)于呼吸窘迫綜合征的慢性肺疾病嬰兒肺抽吸物中，IL-8濃度與中性粒細胞趨化活性具有顯著相關(guān)性40;另一方面，給予抗IL-8抗體可減輕肺損傷40.41。有研究發(fā)現(xiàn)42，IL-8參與了高氧肺損傷，合并感染時，肺損傷加重，而且高氧抑制AM活性氧釋放，增加了感染的易感性。、抗炎白介素IL-10 IL-10是一個有力的抗炎因子，IL-10抑制單核巨噬細胞、中性粒細胞、嗜酸細胞產(chǎn)生TNF-a、IL-1a、IL-1、IL-6。IL-10也抑制單核巨噬細胞產(chǎn)生趨化因子如IL-8、巨噬細胞炎性蛋白MIP-2、MIP-1a，以抑制中性

17、粒細胞及巨噬細胞的趨化性。IL-10抑制活化的單核細胞、粒細胞產(chǎn)生粒細胞單核細胞集落刺激因子（GM-CSF）、粒細胞集落刺激因子（G-CSF），因此限制中性粒細胞產(chǎn)生。IL-10還抑制巨噬細胞產(chǎn)生氧自由基、氮氧化物、金屬蛋白酶，增加金屬蛋白酶的組織抑制劑（TIMP）的產(chǎn)生。與此同時，IL-10促進單核細胞、中性粒細胞產(chǎn)生IL-1a，促進單核細胞產(chǎn)生sTNFR43 ，44。IL-10對多種炎癥介質(zhì)的強有力的下調(diào)作用及對某些抗炎介質(zhì)的上調(diào)作用，可抑制ALI時的過度炎癥反應，以維持SIR/CAR的平衡。在一些實驗研究中，注射外源性IL -10可以減少肺組織的再灌注損傷 ， 其保護作用可能是通過減少肺

18、泡巨噬細胞合成TN F的結(jié)果45。Mulligan等46報導，在IgG誘導的ALI模型中，氣道內(nèi)滴注IL-10組與未治療組相比，毛細血管通透性指數(shù)、肺出血指數(shù)、肺中的MPO水平、支氣管肺泡灌洗液的中性粒細胞及單核細胞計數(shù)、TNF-含量、肺血管表達ICAM-1均明顯下降。另外，Shanley等47發(fā)現(xiàn)，IgG免疫復合物誘導ALI模型后伴有肺組織IL-10mRNA及蛋白水平升高，而以IL-10抗體阻斷內(nèi)源性IL-10則明顯加重肺損傷并伴有TNF-升高，證實內(nèi)源性IL-10在此動物模型中具有保護作用。另外還有IL-4，IL-13等。IL-4的主要功能是抑制TNF-誘導的PMA活化B細胞的增殖，另外其抗炎作用還與LPS介導的炎性細胞因子產(chǎn)生有關(guān)48。而IL-13是通