支氣管哮喘的效應(yīng)細(xì)胞

1、支氣管哮喘的效應(yīng)細(xì)胞首席醫(yī)學(xué)網(wǎng)2009年03月18日16:17:51Wednesday作者：宋曦王淑英作者單位：056001河北省邯鄲市，邯鄲鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司職工醫(yī)院N加入收藏夾【關(guān)鍵詞】哮喘；效應(yīng)細(xì)胞支氣管哮喘作為一種變態(tài)反應(yīng)性炎癥性疾病，在其發(fā)病過(guò)程中涉及到急性超敏反應(yīng)和遲發(fā)型超敏反應(yīng)，在其不同的反應(yīng)時(shí)相中，有多種效應(yīng)細(xì)胞參與。這些炎癥效應(yīng)細(xì)胞借助細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞間復(fù)雜的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)傳遞信息，形成了哮喘患者體內(nèi)由細(xì)胞因子、黏附因子、炎性介質(zhì)等組成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，從而通過(guò)釋放的細(xì)胞因子、炎性介質(zhì)對(duì)炎癥的啟動(dòng)、發(fā)展和調(diào)控起著重要的作用。1嗜酸性粒細(xì)胞過(guò)敏性哮喘氣道的主要效應(yīng)細(xì)胞為嗜酸性粒細(xì)胞(EO

2、S),它可產(chǎn)生多種細(xì)胞因子和炎性介質(zhì)，引起氣道上皮損傷和氣道高反應(yīng)性，其釋放的氧化產(chǎn)物可破壞肺周?chē)M織的完整性。EOS通過(guò)釋放一系列重要的炎性遞質(zhì)，促進(jìn)了單核細(xì)胞、淋巴細(xì)胞及EOS本身的募集。EOS增多是特應(yīng)性疾病(atopicdisease)的一個(gè)共同特征，其標(biāo)志是骨髓中EOS的生成選擇性地增加、外周血中EOS數(shù)升高以及EOS在效應(yīng)部位的聚集。EOS在骨髓中產(chǎn)生，屬于粒細(xì)胞系，骨髓中的EOS祖細(xì)胞在IL3、IL5、GMCSF的作用下分化為成熟的EOS,通過(guò)血液循環(huán)遷移至氣道。EOS募集于肺中并釋放炎性介質(zhì)，是哮喘氣道炎癥的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，哮喘時(shí)外周血、痰、支氣管肺泡灌洗液(BALF)及氣道活檢

3、組織中EOS數(shù)量均明顯升高。EOS的活化受細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制的控制，主要途徑有：RASRAFMAPK信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，SAKSTAT途彳至PI3K途徑及NFB途徑1。活化的EOS被內(nèi)皮所捕獲，募集到氣道炎癥的周?chē)l(fā)生功能和表型的改變，從而在局部組織釋放炎癥遞質(zhì)，可產(chǎn)生IL3、IL5、IL6、TGFa、TGFB、TNFA等多種細(xì)胞因子，以維持其道炎癥的發(fā)展。越來(lái)越多的實(shí)驗(yàn)證據(jù)表明，EOS作為效應(yīng)細(xì)胞在支氣管哮喘發(fā)病特別是遲發(fā)相哮喘反應(yīng)中起非常重要的作用2,3。EOS活化和釋放的顆粒性蛋白是引起哮喘遲發(fā)相特征性病理改變和氣道高反應(yīng)性的主要原因，這些EOS顆粒性蛋白包括有堿性蛋白(MBP),EOS陽(yáng)離子

4、蛋白(ECP),EOS過(guò)氧化物酶(EPO),以及EOS神經(jīng)毒素(EDN)。有研究證實(shí)EOS聚集及其產(chǎn)物如MBP、ECP、及EDN可在過(guò)敏源誘發(fā)的遲發(fā)相反應(yīng)的BALF中發(fā)現(xiàn)4,且AHR與增加的EOS數(shù)量及其產(chǎn)物有密切關(guān)系5。在這些蛋白中MBP的毒性作用尤其顯著，注入MBP至肺組織中，氣道高反應(yīng)性顯著增強(qiáng)，誘導(dǎo)支氣管痙攣；激活中性粒細(xì)胞和肺泡巨噬細(xì)胞，促進(jìn)肥大細(xì)胞和嗜堿粒細(xì)胞釋放組胺；破壞膜脂質(zhì)雙分子層，改變組織酶的活性，致細(xì)胞損傷，氣道上皮脫落。更值得一提的是EOS顆粒蛋白與哮喘的氣道重構(gòu)亦有關(guān)系，Matsumoto等6的研究就證實(shí)MBP在氣道重構(gòu)中也產(chǎn)生重要影響，由此可出結(jié)論，EOS在支氣管哮

5、喘發(fā)生、發(fā)展中是處于核心地位的效應(yīng)細(xì)胞，因此有些學(xué)者也將以哮喘為代表的氣道慢性炎癥(allergicairwayinflammation)稱(chēng)為EOS炎癥。2肥大細(xì)胞作為變態(tài)反應(yīng)中起著初級(jí)效應(yīng)細(xì)胞的肥大細(xì)胞來(lái)源于CD34+骨髓祖細(xì)胞，主要介導(dǎo)I型超敏反應(yīng)，其在體內(nèi)分布廣泛，多位于變應(yīng)原進(jìn)入體內(nèi)的入口部位，He等7,8發(fā)現(xiàn)蛋白酶激活受體2參與了肥大細(xì)胞的活化，以及其被激活后分泌的類(lèi)胰蛋白酶通過(guò)再激活其細(xì)胞膜上的PAR2形成細(xì)胞激活的自我放大機(jī)制。肥大細(xì)胞被激活后可釋放組胺及細(xì)胞因子、蛋白酶即蛋白多糖等多種炎癥性介質(zhì)參與變態(tài)反應(yīng)的發(fā)生和發(fā)展。在肺部它多位于支氣管及肺泡壁的表皮層，或游離于支氣管腔內(nèi)，

6、因此在這些部位中，吸入的變應(yīng)原能很容易的與高親和性的IgE受體上的特異性IgE結(jié)合，誘發(fā)一系列的炎性介質(zhì)和支氣管收縮物質(zhì)釋放。有研究還發(fā)現(xiàn)其參與許多慢性炎癥疾病，如傷口愈合、纖維化過(guò)程和天然免疫9。在過(guò)敏反應(yīng)的晚期，可以觀察到支氣管黏膜肥大細(xì)胞的數(shù)量增加10;此外在炎癥和纖維化病變的修復(fù)重建階段可以檢測(cè)到肥大細(xì)胞過(guò)度增生11o肥大細(xì)胞相關(guān)的蛋白酶包括胃促胰酶和類(lèi)胰蛋白酶它們能夠降解多種細(xì)胞外肽類(lèi)和蛋白質(zhì)，包括血管活性腸肽，支氣管擴(kuò)張神經(jīng)肽。另外，類(lèi)胰蛋白酶能滅活促凝血蛋白質(zhì)，抑制纖維蛋白的沉積，活化尿激酶，因而能促進(jìn)纖維蛋白的溶解。通過(guò)這種方式，類(lèi)胰蛋白酶能促進(jìn)白細(xì)胞進(jìn)入炎癥組織。類(lèi)胰蛋白酶通

7、過(guò)激活基質(zhì)金屬蛋白酶，刺激成纖維細(xì)胞和氣道平滑肌細(xì)胞的生長(zhǎng)，在哮喘氣道重塑的過(guò)程中引起到關(guān)鍵性作用。因此可以斷定肥大細(xì)胞相關(guān)蛋白酶是誘導(dǎo)哮喘過(guò)程中氣道重塑的重要介質(zhì)。3淋巴細(xì)胞T淋巴細(xì)胞是體內(nèi)重要的免疫細(xì)胞，它通過(guò)分泌細(xì)胞因子和趨化因子參與氣道炎癥的啟動(dòng)和放大，它在哮喘發(fā)病中起關(guān)鍵的調(diào)控作用，T細(xì)胞被過(guò)敏原活化后，釋放IL5、IL3和粒細(xì)胞單核細(xì)胞集落刺激因子(GMCSF)等前炎癥細(xì)胞因子，這些細(xì)胞因子和趨化因子可調(diào)控哮喘氣道炎癥的發(fā)生和發(fā)展，特異性地引起EOS的募集和活化，釋放炎性介質(zhì)損傷氣道黏膜，引起平滑肌痙攣，誘發(fā)氣道重塑。近年來(lái)發(fā)現(xiàn)T細(xì)胞尤其是Th細(xì)胞功能紊亂在哮喘發(fā)病中起重要作用12

8、,13。按產(chǎn)生細(xì)胞因子的不同將T輔助淋巴細(xì)胞從功能上分為T(mén)h1和Th2兩亞群14,前者主要產(chǎn)生IL2、IFN丫;后者主要產(chǎn)生IL4、IL5、IL6、IL10,正常情況下兩者達(dá)到一定平衡，一旦失衡則會(huì)導(dǎo)致某些疾病。國(guó)外學(xué)者實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)注射OVA后，小鼠可產(chǎn)生典型的Th2細(xì)胞免疫應(yīng)答15。有文獻(xiàn)報(bào)道，抑制Th2細(xì)胞的應(yīng)答可減輕實(shí)驗(yàn)性哮喘小鼠的氣道炎癥反應(yīng)。Th2細(xì)胞分泌的IL4、IL5等可促進(jìn)哮喘小鼠氣道中EOS浸潤(rùn)，并延長(zhǎng)其存活時(shí)間，從而加重炎性部位損傷，而應(yīng)用Th1型細(xì)胞因子如(IFN對(duì)哮喘時(shí)的炎癥反應(yīng)具有較好的控制作用。有學(xué)者證實(shí)哮喘患者存在T細(xì)胞活化，尤其是CD4+Th2的激活及其異常分泌的

9、細(xì)胞因子參與了哮喘炎癥的形成160IL2R是T細(xì)胞活化的表面標(biāo)志之一，主要表達(dá)于CD4+T細(xì)胞17,是其持續(xù)活化進(jìn)而異常分泌炎性細(xì)胞因子的必要環(huán)節(jié)。共刺激作用對(duì)淋巴細(xì)胞的活化有著至關(guān)重要的意義。T細(xì)胞的激活需要兩類(lèi)性質(zhì)不同的信號(hào)。第一信號(hào)來(lái)自T細(xì)胞受體和抗原呈遞細(xì)胞(APC),表面類(lèi)主要組織相容性復(fù)合體分子于抗原存在時(shí)相互作用的復(fù)合體；第二信號(hào)為T(mén)細(xì)胞表面的CD28分子和APC表面B7分子相互作用后傳遞給T細(xì)胞的所謂共刺激信號(hào)。CD40/CD40L是一對(duì)除B7/CD28之外的第二個(gè)共刺激通路，在氣道炎癥的致敏和效應(yīng)階段均起重要作用，它的存在可以上調(diào)B7/CD28在的表達(dá)18,19。以上這些表明

10、哮喘可能是一種以Th2類(lèi)細(xì)胞活性增高的免疫反應(yīng)性疾病，既然存在免疫反應(yīng)，首先必須有CD40/CD40L協(xié)同刺激分子的參與，激活細(xì)胞，才會(huì)最終導(dǎo)致其中的Th2類(lèi)細(xì)胞產(chǎn)生一系列的細(xì)胞因子，促進(jìn)IgE的產(chǎn)生，形成慢性氣道炎癥。4肺泡巨噬細(xì)胞巨噬細(xì)胞是體內(nèi)最重要的免疫效應(yīng)及吞噬細(xì)胞之一，專(zhuān)司吞噬銷(xiāo)毀入侵的病原體、異物、凋亡的細(xì)胞及代謝產(chǎn)物，其趨化、吞噬在啟動(dòng)和誘導(dǎo)免疫反應(yīng)過(guò)程中起著承上啟下的關(guān)鍵作用20。肺泡巨噬細(xì)胞(AMS)是正常人和氣道炎癥患者下呼吸道的主要細(xì)胞之一，目前已有的研究表明AMs是氣道炎癥的重要調(diào)節(jié)細(xì)胞，通過(guò)定向募集和活化炎癥細(xì)胞、產(chǎn)生炎性介質(zhì)、合成并釋放控制和調(diào)節(jié)氣道炎癥反應(yīng)的細(xì)胞因

11、子參與氣道炎癥過(guò)程。氣道炎癥中AMs的來(lái)源有兩個(gè)方面,除肺泡和遠(yuǎn)端支氣管所固有外，還有一部分由外周血遷移而來(lái)的單核/巨噬細(xì)胞AMs同身體其他部位的單核細(xì)胞一樣具有較強(qiáng)的異質(zhì)性，這種異質(zhì)性很可能來(lái)源于單核細(xì)胞從骨髓中釋放以前，即起源于不同的前體細(xì)胞。已有研究證實(shí)了在呼吸道免疫中有不同功能的肺泡巨噬細(xì)胞亞群來(lái)源于不同的骨髓前體細(xì)胞。AMs在形態(tài)、密度上、表型上的異質(zhì)性，決定了它在氣道炎癥免疫反應(yīng)中的不同功能。肺巨噬細(xì)胞最大的兩個(gè)亞群是AM與IM。AM位于氣道和肺泡內(nèi)，是呼吸道非特異性防御反應(yīng)的第一道防線，能有效地溶解、吞噬水溶性差的有機(jī)顆粒，釋放炎癥遞質(zhì)，提呈抗原，表達(dá)不同的膜受體，是重要的殺微生

12、物效應(yīng)細(xì)胞21。IM位于肺間質(zhì)內(nèi)，在局部免疫防御中發(fā)揮作用，是重要的免疫功能調(diào)節(jié)細(xì)胞22。總的來(lái)說(shuō)，AMs是人體的重要免疫細(xì)胞，它數(shù)量巨大，分布廣泛，較易接觸抗原，同時(shí)，AMs表達(dá)MHCII類(lèi)抗原，可以將外來(lái)抗原加工處理后遞呈給Th2細(xì)胞。AMs釋放LTB4、PAF等對(duì)嗜酸性粒細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、中性粒細(xì)胞具有很強(qiáng)的趨化作用，導(dǎo)致這些細(xì)胞向氣道的募集，起動(dòng)遲發(fā)相哮喘反應(yīng)。AMs釋放的趨化因子、炎性介質(zhì)可引起氣道黏膜損傷，微血管滲漏，黏液分泌增加引起氣道高反應(yīng)和氣道重塑。5嗜堿性粒細(xì)胞嗜堿性粒細(xì)胞占外周血白細(xì)胞的一小部分，因其胞漿中含有嗜堿性顆粒而得名，由于這類(lèi)細(xì)胞與肥大細(xì)胞相似，因此嗜堿性粒細(xì)胞常

13、被認(rèn)為可能是未成熟的、多余的、循環(huán)著的肥大細(xì)胞。它來(lái)自于臍帶血、外周血以及骨髓中的CD34+前體細(xì)胞，尤其認(rèn)為是從CD34+/IL3R2+/IL5+嗜酸性粒/嗜堿性粒前體細(xì)胞進(jìn)化而來(lái)的，與肥大細(xì)胞一樣，嗜堿性粒細(xì)胞表面具有特異的抗原，在一定的條件下能釋放大量的調(diào)節(jié)因子，這些調(diào)節(jié)因子中有部分是肥大細(xì)胞和嗜堿性粒細(xì)胞共有的，眾所周知，嗜堿性粒細(xì)胞在變態(tài)反應(yīng)中起著初級(jí)效應(yīng)細(xì)胞的作用，其被激活后可釋放組胺及細(xì)胞因子等多種炎性介質(zhì)參與變態(tài)反應(yīng)的發(fā)生和發(fā)展23。它可貯存并釋放大量的組織胺，引起支氣管收縮，支氣管血流量增加，血管通透性增加，促進(jìn)黏液分泌，還可作為嗜酸性粒細(xì)胞趨化劑等。最近研究發(fā)現(xiàn)伴隨著嗜堿性

14、粒細(xì)胞表面CD40配體、CCR3和CD63的表達(dá)24,細(xì)胞釋放大量的細(xì)胞因子IL3、IL4、IL5等，這些細(xì)胞因子能夠上調(diào)黏附分子和炎性介質(zhì)的釋放。傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)，依賴(lài)變應(yīng)原介導(dǎo)的FcRI和的交聯(lián)，嗜堿性粒細(xì)胞在IgE介導(dǎo)的變態(tài)反應(yīng)中起作用。與IgE受體交聯(lián)之后，嗜堿性粒細(xì)胞調(diào)節(jié)因子是通過(guò)較為復(fù)雜的相互聯(lián)系的第二信使網(wǎng)絡(luò)觸發(fā)而釋放的。有研究證實(shí)：胰蛋白酶、抗IgE抗體、CI、FMLP、C5a及P物質(zhì)均可誘導(dǎo)嗜堿性粒細(xì)胞顯著地釋放組胺，肝素可增加P物質(zhì)和C5a引起的組胺釋放具有放大嗜堿性粒細(xì)胞激活信號(hào)的作用25?？梢悦鞔_的是嗜堿性粒細(xì)胞通過(guò)分泌炎性介質(zhì)而加劇炎癥反應(yīng)，在變態(tài)反應(yīng)的遲發(fā)階段起重要作用，而

15、其釋放炎性介質(zhì)的程度與受體結(jié)合的IgE沒(méi)有必然聯(lián)系，卻是受到了一種內(nèi)源性生物化學(xué)機(jī)制的控制，這種機(jī)制有的受到了遺傳學(xué)因素而可調(diào)控，總之到目前為止，嗜堿性粒細(xì)胞的激活過(guò)程即在哮喘發(fā)病中的具體作用機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。6中性粒細(xì)胞中性粒細(xì)胞（PMN）產(chǎn)生于骨髓內(nèi)，為終分化細(xì)胞，分布于外周組織和循環(huán)池，其壽命較短，但在感染和免疫反應(yīng)的微環(huán)境中其壽命可顯著延長(zhǎng)。PMN和EOS一樣在哮喘急性轉(zhuǎn)劇時(shí)都被激活，它能加重EOS在哮喘中的特征性變化26,有研究證實(shí)哮喘急性加劇和哮喘的持續(xù)狀態(tài)與痰或BALF中PMN數(shù)量增加是密切相關(guān)的。ENFUMOSA（歐洲重癥哮喘機(jī)制研究網(wǎng)絡(luò)）研究表明，PMN不僅可以導(dǎo)致急性哮

16、喘的惡化，還大量存在于慢性重癥哮喘患者的氣道中，夜間哮喘發(fā)作與PMN數(shù)目有關(guān)。在對(duì)一些因哮喘突發(fā)而死亡的尸體解剖中發(fā)現(xiàn)，具痰液中占主要地位的是PMN,而非EOS27。這說(shuō)明PMN在哮喘氣道炎癥中起了很重要的作用。近年來(lái)國(guó)內(nèi)學(xué)者的研究也發(fā)現(xiàn)，在突發(fā)致命性哮喘、哮喘持續(xù)狀態(tài)以及糖皮質(zhì)激素治療無(wú)效的哮喘中，PMN引起的氣道炎癥起決定性作用28。Zhu等29已經(jīng)證實(shí)IL8是激活PMN強(qiáng)有力的細(xì)胞因子，它通過(guò)提高胞質(zhì)內(nèi)自由鈣濃度的暫時(shí)性升高來(lái)活化PMN。同時(shí)還發(fā)現(xiàn)IL8除了激活PMN,還能促進(jìn)PMN往上呼吸道的內(nèi)向流動(dòng)。PMN激活后釋放酶、趨化劑、致痙劑等多種炎性介質(zhì)和細(xì)胞因子，包括MPO、NE、基質(zhì)金

17、屬蛋白酶（MMP）、IL1a、IL8、TNFa、自由基、白三烯、血小板活化因子、NO等30,具體來(lái)說(shuō)，PMN參與哮喘的作用機(jī)制可能于以下幾個(gè)方面有關(guān)：（1）蛋白酶對(duì)組織的損傷，PMN顆粒包括20多種酶，其中彈力酶、膠原酶和明膠酶等蛋白水解酶的組織破壞效力最大。它們能分解免疫球蛋白、補(bǔ)體蛋白等胞外基質(zhì)，從而破壞組織的正常結(jié)構(gòu)。（2）氧代謝產(chǎn)物對(duì)組織的損傷作用，PMN存在著磷酸煙酰胺腺喋吟二核甘酸（NADPH）氧化酶和髓過(guò)氧化物酶，能生成O2、H2O2、HOX（X=Cl,Br,I,SCN）造成組織損傷，其中尤以HOCl作用最為重要。（3）組織激素的生物學(xué)效應(yīng)，PMN可合成多種花生四烯酸代謝產(chǎn)物，較

18、重要的是PG和LTB,它們趨化炎癥細(xì)胞，并引起血管擴(kuò)張和通透性增加；此外，PMN源組胺釋放活物可促進(jìn)組胺和5羥色胺（5HT）的釋放而可導(dǎo)致支氣管痙攣。PMN還可通過(guò)釋放PAF、TNFa,IL8等對(duì)其它炎癥細(xì)胞產(chǎn)生廣泛的生物學(xué)效應(yīng)。綜上所述，哮喘是一種由多種效應(yīng)細(xì)胞參與的復(fù)雜的慢性氣道炎癥性疾病，這些效應(yīng)細(xì)胞在炎癥反應(yīng)過(guò)程中，相互交聯(lián)，相互依賴(lài)，調(diào)控著炎癥的發(fā)展方向，共同決定了這種氣道炎癥在形態(tài)學(xué)、組織學(xué)、分子生物學(xué)上的特征。無(wú)勿置疑的是，隨著分子生物學(xué)新技術(shù)的應(yīng)用和分子遺傳學(xué)的發(fā)展，對(duì)支氣管哮喘的研究將進(jìn)一步深入，這些炎癥效應(yīng)細(xì)胞對(duì)氣道炎癥的作用途徑和作用機(jī)制也將會(huì)更加清晰?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】1 W

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