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(xué)湘雅附屬一醫(yī)院一、白三烯受體拮抗劑與其臨床應(yīng)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(shí)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(dòng)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(yīng)原、冷空氣、阿司匹林和運(yùn)動(dòng)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(jī)制是通過拮抗構(gòu)成過敏性慢反應(yīng)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(yīng)用價(jià)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(jī)對照實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)扎魯斯特治療組治療后其血流動(dòng)力學(xué)，血氧飽和度均顯著優(yōu)于一般治療組，并且超聲心動(dòng)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(dòng)物肺組織中IL-5、IL-13 及血管細(xì)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(gè)核細(xì)胞IL-5 mRNA表達(dá) ，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(yùn)動(dòng)、過敏原等誘發(fā)的BHR ，進(jìn)一步證實(shí)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(yīng) ，降低BHR ，抑制氣道對干冷空氣、組胺和貓變應(yīng)原的高反應(yīng)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(shí)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(dòng) ，各種炎癥細(xì)胞和細(xì)胞因子參與并相互作用以促進(jìn)病程發(fā)展 ，最終導(dǎo)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(yīng)。白三烯可由啟動(dòng)的中性粒細(xì)胞大量產(chǎn)生 ，可直接破壞血管的完整性，并有強(qiáng)大的中性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞趨化集中作用13。炎癥細(xì)胞中多核白細(xì)胞（PMN）是參與機(jī)體反應(yīng)的主要細(xì)胞14。 PMN在肺微血管內(nèi)的聚集，繼之與血管內(nèi)皮細(xì)胞粘附，釋放炎癥介質(zhì)（包括白三烯）損傷肺泡毛細(xì)血管膜，導(dǎo)致通透性肺水腫，是導(dǎo)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(shí)當(dāng)血液與異物表面直接接觸、術(shù)中應(yīng)用魚精蛋白、血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷等因素可啟動(dòng)補(bǔ)體系統(tǒng)、前炎癥細(xì)胞因子和血小板15，16 。在多種炎癥介質(zhì)的作用下白細(xì)胞被啟動(dòng) ，其表面黏附分子CD11b /CD18表達(dá)上調(diào) ，使白細(xì)胞易于黏附于肺血管內(nèi)皮細(xì)胞并穿越內(nèi)皮屏障進(jìn)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(dǎo)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(dòng)脈和側(cè)支血管進(jìn)入肺臟 ，導(dǎo)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(xì)胞及其線粒體腫脹 ，加之再灌注時(shí)大量氧自由基產(chǎn)生、鈣超載和能量代謝障礙等因素 ，而導(dǎo)致嚴(yán)重的缺血再灌注損傷。肺內(nèi)集聚的白細(xì)胞釋放大量氧自由基 ，破壞周圍肺組織和肺泡型上皮細(xì)胞 ，導(dǎo)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(zhǔn)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(dāng)或與灌注師配合不佳;術(shù)后呼吸機(jī)功能參數(shù)調(diào)整及使用時(shí)限掌握不當(dāng) ，酸堿平衡紊亂未及時(shí)糾正等等。所有這些因素均可誘發(fā)和加劇炎癥反應(yīng)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(yīng)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(fù)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(diǎn)19，20而被認(rèn)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(yīng)中，LTB4對白細(xì)胞，尤其是中性粒細(xì)胞有強(qiáng)烈的趨化性，可以使白細(xì)胞向炎癥部位聚集，LTB4還可以啟動(dòng)白細(xì)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(xì)胞合成分泌IL-822，同時(shí)可以使毛細(xì)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(gè)損傷因素。急性肺損傷時(shí)NO產(chǎn)生增多23，過多的NO可能損傷了肺組織細(xì)胞。目前研究認(rèn)為，NO損傷肺組織細(xì)胞的機(jī)理主要有以下兩個(gè)方面。(1)NO的直接細(xì)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(xì)胞死亡。有實(shí)驗(yàn)證明巨噬細(xì)胞通過抑制含鐵酶、抑制線粒體呼吸，抑制DNA合成，殺傷細(xì)菌和腫瘤細(xì)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(jī)體生命活動(dòng)中的一種必然產(chǎn)物，但在病理狀態(tài)下，機(jī)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(xì)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(shí)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(hù)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(xì)胞增殖，誘導(dǎo)巨噬細(xì)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(xì)血管，使毛細(xì)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(xì)胞功能正常，即使有少量液體，也可以及時(shí)再吸收，保持肺泡液體的動(dòng)態(tài)平衡。(5)誘導(dǎo)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(rèn)為適量NO在某些急性肺損傷中也是一個(gè)保護(hù)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(xì)菌及腫瘤細(xì)胞2

11、9 (4)NO可抑制白細(xì)胞對血管內(nèi)皮細(xì)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(jìn)IL-10的表達(dá)。而后者是內(nèi)源性的抗炎因子，對LPS誘導(dǎo)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(xì)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(yù)膿毒癥大鼠，發(fā)現(xiàn)用1400w預(yù)處理明顯加強(qiáng)脂多糖誘導(dǎo)的肺泡上皮細(xì)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(xì)胞在脂多糖誘導(dǎo)下的凋亡得到進(jìn)一步驗(yàn)證。因此推測iNOS衍生的NO在保護(hù)細(xì)胞免受細(xì)胞凋亡方面有重要作用30、致炎白介素 IL- 1IL- 1是由巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的炎性細(xì)胞因子 ，分為IL - 1 ， IL - 1和IL - 1 ra。IL - 1又名淋巴細(xì)胞活化因子、前炎性反應(yīng)細(xì)胞因子。在炎性反應(yīng)的發(fā)生發(fā)展過程中 ， IL - 1發(fā)揮著重要作用。TNF - 是始動(dòng)因素 ， IL - 1則起到協(xié)同作用 31 - 32 。IL - 1可刺激內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)IL - 8 和白細(xì)胞黏附因子 ， IL - 8可促進(jìn)中性粒細(xì)胞的

13、跨膜游出33 。IL - 1可啟動(dòng)血管內(nèi)皮細(xì)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(xì)胞。表達(dá)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(xì)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(xì)胞

14、，內(nèi)皮細(xì)胞 ，單核細(xì)胞產(chǎn)生 ，介導(dǎo)了SIRS時(shí)肺損傷的急性期反應(yīng)。當(dāng)創(chuàng)傷、休克、感染、手術(shù)等刺激因素作用于機(jī)體時(shí) ， IL - 6可異常增高 ，異常增高的IL - 6可啟動(dòng)補(bǔ)體及C反應(yīng)蛋白的表達(dá) ，產(chǎn)生細(xì)胞損害 ，同時(shí)可誘導(dǎo)產(chǎn)生黏附因子 ，還可啟動(dòng)星形膠質(zhì)細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞 ，引起淋巴細(xì)胞活化 ，進(jìn)一步導(dǎo)致炎性反應(yīng)的加劇。研究表明 ， IL - 6 作為炎性細(xì)胞分化的主要調(diào)節(jié)因子 ，促進(jìn)啟動(dòng)的巨噬細(xì)胞分化和浸潤 ，還可以上調(diào)黏附分子和其他細(xì)胞因子的表達(dá) ，從而加強(qiáng)炎性反應(yīng) 36 。在嚴(yán)重疾病時(shí) ， IL - 6水平增高與死亡率的增加有關(guān)。Wans 37研究認(rèn)為IL - 6可以反應(yīng)ECC術(shù)后炎性

15、反應(yīng)的程度。IL- 8 IL - 8為中性粒細(xì)胞的游走因子，可從對肺泡巨噬細(xì)胞及低氧或高濃度氧反應(yīng)時(shí)的各種細(xì)胞中釋放.IL-8以外的中性粒細(xì)胞游走因子雖還有ENA 78(抗可溶性抗原78)，但在ALI/ARDS時(shí)IL-8可作為獨(dú)立的中性粒細(xì)胞粘附因子。IL-8的生物學(xué)作用是趨化并啟動(dòng)PMN，促進(jìn)PMN的溶酶體活性和吞噬作用，且其生物學(xué)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(dǎo)和啟動(dòng)PMN，有助于對病原微生物的殺傷效應(yīng)，并可能有保護(hù)內(nèi)皮細(xì)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(xué)者的研究表明:在動(dòng)物模型中，IL-8的表達(dá)

16、高峰是在炎癥反應(yīng)的高峰期，且與相應(yīng)時(shí)期BAL液中中性粒細(xì)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(xì)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(shí)，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(gè)有力的抗炎因子，IL-10抑制單核巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、嗜酸細(xì)胞產(chǎn)生TNF-a、IL-1a、IL-1、IL-6。IL-10也抑制單核巨噬細(xì)胞產(chǎn)生趨化因子如IL-8、巨噬細(xì)胞炎性蛋白MIP-2、MIP-1a，以抑制中性

17、粒細(xì)胞及巨噬細(xì)胞的趨化性。IL-10抑制活化的單核細(xì)胞、粒細(xì)胞產(chǎn)生粒細(xì)胞單核細(xì)胞集落刺激因子（GM-CSF）、粒細(xì)胞集落刺激因子（G-CSF），因此限制中性粒細(xì)胞產(chǎn)生。IL-10還抑制巨噬細(xì)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(shí)，IL-10促進(jìn)單核細(xì)胞、中性粒細(xì)胞產(chǎn)生IL-1a，促進(jìn)單核細(xì)胞產(chǎn)生sTNFR43 ，44。IL-10對多種炎癥介質(zhì)的強(qiáng)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(shí)的過度炎癥反應(yīng)，以維持SIR/CAR的平衡。在一些實(shí)驗(yàn)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(hù)作用可能是通過減少肺

18、泡巨噬細(xì)胞合成TN F的結(jié)果45。Mulligan等46報(bào)導(dǎo)，在IgG誘導(dǎo)的ALI模型中，氣道內(nèi)滴注IL-10組與未治療組相比，毛細(xì)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(xì)胞及單核細(xì)胞計(jì)數(shù)、TNF-含量、肺血管表達(dá)ICAM-1均明顯下降。另外，Shanley等47發(fā)現(xiàn)，IgG免疫復(fù)合物誘導(dǎo)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(shí)內(nèi)源性IL-10在此動(dòng)物模型中具有保護(hù)作用。另外還有IL-4，IL-13等。IL-4的主要功能是抑制TNF-誘導(dǎo)的PMA活化B細(xì)胞的增殖，另外其抗炎作用還與LPS介導(dǎo)的炎性細(xì)胞因子產(chǎn)生有關(guān)48。而IL-13是通