迎接新世紀(jì)老齡社會(huì)對(duì)老年醫(yī)學(xué)的挑戰(zhàn)

1、迎接新世紀(jì)老齡社會(huì)對(duì)老年醫(yī)學(xué)的挑戰(zhàn)    摘要:現(xiàn)已明確細(xì)胞凋亡是人體清除衰老和不需要的細(xì)胞的正常生理過程，一些學(xué)者認(rèn)為嗜酸粒細(xì)胞凋亡的異?？赡苁侵夤芟∪藲獾朗人崃＜?xì)胞持續(xù)存在、活化、細(xì)胞內(nèi)生物活性物質(zhì)釋放的主要原因，因而是支氣管哮喘的重要發(fā)病機(jī)制之一。本文就嗜酸粒細(xì)胞凋亡與支氣管哮喘的關(guān)系方面的研究進(jìn)展作一介紹。 細(xì)胞的死亡有兩種形式，一種是人們所熟悉的壞死(necrosis)，另一種是細(xì)胞凋亡(apoptosis)或細(xì)胞程序性死亡(programmed cell death)。當(dāng)細(xì)胞在外界物理、化學(xué)、生物性的損傷因素作用下腫脹變性，發(fā)生壞死，細(xì)

2、胞內(nèi)容物釋放到細(xì)胞的周圍環(huán)境1。而細(xì)胞凋亡則是機(jī)體細(xì)胞一種固有的生理死亡機(jī)制，凋亡的細(xì)胞能夠迅速被吞噬細(xì)胞所吞噬，并不釋放其胞內(nèi)的內(nèi)容物，細(xì)胞凋亡對(duì)于清除人體不必要的細(xì)胞、維持人體細(xì)胞群體數(shù)量起著重要的作用2?，F(xiàn)已知道，外周血嗜酸粒細(xì)胞升高，氣道嗜酸粒細(xì)胞持續(xù)存在并且釋放胞內(nèi)的嗜酸粒細(xì)胞持續(xù)存在并且釋放胞內(nèi)的嗜酸性陽離子蛋白(eosinophil cationic protein，ECP)、主要堿性蛋白(major basic protein，MBP）、白三烯C4(leukotriene c4，LTC4)等介質(zhì)是誘發(fā)支氣管哮喘的重要的發(fā)病機(jī)制。目前不少學(xué)者認(rèn)為上述機(jī)制可能與嗜酸粒細(xì)胞的異常凋亡

3、有關(guān)。本文就嗜酸粒細(xì)胞凋亡的研究進(jìn)展及其與支氣管哮喘的相關(guān)性作一綜述。 嗜酸粒細(xì)胞凋亡的形態(tài)學(xué)改變及其檢測 嗜酸粒細(xì)胞凋亡過程中的形態(tài)學(xué)變化同其他類型的細(xì)胞如胸腺細(xì)胞、中性粒細(xì)胞等一樣，也是一個(gè)連續(xù)的過程。首先，凋亡的細(xì)胞發(fā)生皺縮，細(xì)胞膜表面形成許多泡狀突起，同時(shí)細(xì)胞核濃縮，核染色質(zhì)致密，沿核膜形成新月形，然后泡狀突起逐漸擴(kuò)大縊斷，脫離細(xì)胞，形成凋亡小體(apoptosis body)。電鏡下整個(gè)過程胞膜完整，胞漿內(nèi)細(xì)胞器結(jié)構(gòu)正常，胞內(nèi)內(nèi)容物沒有釋放到細(xì)胞周圍環(huán)境。 凋亡的嗜酸粒細(xì)胞的DNA被自身產(chǎn)生的核酸內(nèi)切酶切斷，切成與180bp成倍數(shù)關(guān)系的DNA片段，應(yīng)用瓊脂糖凝膠電泳可呈現(xiàn)特征性的“梯

4、狀”(Ladder)條紋3。也有許多學(xué)者應(yīng)用末端脫氧核苷酸轉(zhuǎn)移酶介導(dǎo)的采用熒光或生物素標(biāo)記dUTP的末端標(biāo)記技術(shù)(TUNEL，TdT-mediated nick and labelling)4，應(yīng)用熒光顯微鏡或免疫組化法檢測。 嗜酸粒細(xì)胞凋亡的調(diào)節(jié)及其與支氣管哮喘的關(guān)系 細(xì)胞因子現(xiàn)已明確白介素(interleukin，IL)-5，IL-3和粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落因子(granulocyte-macrophage colony-stimulating factor，GMCSF)是調(diào)節(jié)嗜酸粒細(xì)胞成熟、分化、趨化、活化不可缺少的細(xì)胞因子。支氣管哮喘病人外周血及支氣管肺泡灌洗液(bronchoalveo

5、lar lavage fluid，BALF)中的這些細(xì)胞因子的表達(dá)水平明顯增加，故新近許多學(xué)者就嗜酸粒細(xì)胞凋亡以及與這些細(xì)胞因子的關(guān)系開展了研究3,5,6。研究結(jié)果表明，正常人和支氣管哮喘、過敏性鼻炎等嗜酸粒細(xì)胞增高疾病的病人新鮮分離的外周血嗜酸粒細(xì)胞在體外培養(yǎng)時(shí)，均在第612小時(shí)出現(xiàn)凋亡的征象，到第4天時(shí)絕大多數(shù)發(fā)生了凋亡，而當(dāng)培養(yǎng)基中加入IL-5、IL-3、GM-CSF等細(xì)胞因子后，到48小時(shí)時(shí)尚未觀察到凋亡的征象。IL-5、GM-CSF可使嗜酸粒細(xì)胞的生存延長至10天左右才發(fā)生凋亡，而作用較弱的IL-3也可使50的嗜酸粒細(xì)胞生存6天3,5。Yousefi等7在研究中發(fā)現(xiàn)IL-5、IL-3

6、、GM-CSF等細(xì)胞因子與相應(yīng)的受體結(jié)合時(shí)，共同的亞單位磷酸化后通過酪氨酸激酶通路，進(jìn)一步依次激活酪氨酸激酶Lyn和Syk，從而參與了抑制凋亡信號(hào)的傳遞，應(yīng)用Lyn、Syk的反義寡聚核苷酸可抑制IL-5、IL-3等細(xì)胞因子的抗凋亡作用。這些細(xì)胞因子抑制凋亡信號(hào)傳遞的最終效應(yīng)可能是通過增強(qiáng)嗜酸粒細(xì)胞某種蛋白質(zhì)的mRNA的轉(zhuǎn)錄和蛋白合成而發(fā)揮作用。轉(zhuǎn)錄抑制劑放線菌素D(actinomycin，ACTD)或蛋白合成抑制劑放線菌酮(cycloheximide，CHX)可拮抗IL-5的抑制調(diào)亡作用5。Yamaguchi5認(rèn)為嗜酸粒細(xì)胞在這些細(xì)胞因子的作用下產(chǎn)生一些 蛋白質(zhì)，能夠抑制核內(nèi)酶的活化，從而抑制

7、了嗜酸粒細(xì)胞的凋亡。 轉(zhuǎn)化生長因子(transforming growth factor-，TGF-)是一種多向性作用的細(xì)胞因子，據(jù)認(rèn)為能夠促進(jìn)局部組織細(xì)胞的功能而抑制游走的組織內(nèi)炎癥細(xì)胞的生長和活性。因而有人就TGF-對(duì)嗜酸粒細(xì)胞炎癥的作用進(jìn)行了研究8，結(jié)果表明，TGF-可能通過抑制嗜酸粒細(xì)胞對(duì)IL-5、GM-CSF等細(xì)胞因子的自分泌作用，從而誘導(dǎo)促進(jìn)了嗜酸粒細(xì)胞的凋亡；而抗TGF-抗體則可能通過抑制嗜酸粒細(xì)胞對(duì)TGF-的自分泌作用，延長了嗜酸粒細(xì)胞的生存時(shí)間。這一研究結(jié)果提示應(yīng)用TGF-可能是治療支氣管哮喘的一個(gè)有效方法。 茶堿茶堿是治療支氣管哮喘的常用藥物，傳統(tǒng)上認(rèn)為它是通過抑制氣道平滑

8、肌細(xì)胞內(nèi)磷酸二酯酶的活性，增加細(xì)胞內(nèi)cAMP的使平滑肌舒張的作用，達(dá)到止喘效果。但近來的研究發(fā)現(xiàn)它能通過促進(jìn)嗜酸粒細(xì)胞凋亡，下調(diào)氣道嗜酸粒細(xì)胞炎癥而在支氣管哮喘的治療中發(fā)揮作用。Ohta9對(duì)11例嗜酸粒細(xì)胞增高的病人(其中包括6例支氣管哮喘病人)的外周血嗜酸粒細(xì)胞的研究中發(fā)現(xiàn)，茶堿本身并不能促進(jìn)嗜酸粒細(xì)胞的凋亡，但治療濃度的茶堿(18g/L)能夠明顯抑制IL-5對(duì)嗜酸粒細(xì)胞的作用，促進(jìn)了嗜酸粒細(xì)胞的凋亡。同時(shí)，cAMP的類似物雙丁酰環(huán)磷酸腺苷(dibutyryl cAMP)也起著類似的作用。Hallsworth等10進(jìn)一步的研究表明GM-CSF抑制嗜酸粒細(xì)胞凋亡的作用可被能引起嗜酸粒細(xì)胞胞內(nèi)c

9、AMP升高的因素如霍亂毒素所逆轉(zhuǎn)，蛋白激酶A(protein kinase，PKA)的抑制劑H89能抑制霍亂毒素對(duì)嗜酸粒細(xì)胞的促進(jìn)凋亡效應(yīng)。以上研究結(jié)果提示，茶堿通過增加胞內(nèi)cAMP，激活A(yù)激酶通路抑制支氣管哮喘病人IL-5、IL-3、GM-CSF等細(xì)胞因子對(duì)嗜酸粒細(xì)胞的作用，促進(jìn)嗜酸粒細(xì)胞的凋亡，從而有利于支氣管哮喘病人清除氣道過多的嗜酸粒細(xì)胞。 糖皮質(zhì)類固醇激素糖皮質(zhì)類固醇激素應(yīng)用于支氣管哮喘的治療已有悠久的歷史，但其確切的作用機(jī)制究竟是什么，尚未明確。體外研究的結(jié)果已經(jīng)提示了糖皮質(zhì)類固醇激素能夠加速嗜酸粒細(xì)胞的凋亡，并且能拮抗IL-5、IL-3、GM-CSF等細(xì)胞因子的效應(yīng)10。而Woo

10、ley等12對(duì)發(fā)作期支氣管哮喘病人的研究發(fā)現(xiàn)，病人在應(yīng)用糖皮質(zhì)類固醇激素后癥狀改善的同時(shí)，痰中嗜酸粒細(xì)胞計(jì)數(shù)明顯下降，發(fā)生凋亡的嗜酸粒細(xì)胞的比例由發(fā)作期的9±3.8%上升至治療后的51±10。Schleimer11認(rèn)為糖皮質(zhì)類固醇激素對(duì)嗜酸粒細(xì)胞的效應(yīng)可能是通過拮抗IL-5、IL-3、GM-CSF等細(xì)胞因子介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄因子的作用或抑制嗜酸粒細(xì)胞對(duì)這些細(xì)胞因子的自分泌作用，或者減少這些細(xì)胞因子受體的表達(dá)，從而促進(jìn)了嗜酸粒細(xì)胞的凋亡和清除。 Fas和抗Fas現(xiàn)已明確Fas、APO-1、CD95是同一種分子，它是由325個(gè)氨基酸組成的跨膜糖蛋白，屬于TNF受體/NGF受體超家族的一

11、員，具有傳遞信號(hào)的功能。Fas可表達(dá)于多種細(xì)胞的細(xì)胞膜，如活化的淋巴細(xì)胞、中性粒細(xì)胞等。這些細(xì)胞表面的Fas被交聯(lián)、激活后可促進(jìn)它們的凋亡，從而維持體內(nèi)新舊細(xì)胞交替的穩(wěn)定性。近來，Hebestreit等4的研究發(fā)現(xiàn)，盡管患者支氣管哮喘和其他一些嗜酸粒細(xì)胞增高的病人和正常人新鮮分離的外周血以及組織中的嗜酸粒細(xì)胞表面均表達(dá)一數(shù)量的Fas，胞漿中均可檢測到Fas的mRNA，但兩者之間并無差異。嗜酸粒細(xì)胞凋亡時(shí)，F(xiàn)as表達(dá)增加，抗Fas抗體能夠促進(jìn)嗜酸粒細(xì)胞的凋亡13,14，應(yīng)用IL-5并不能阻斷其促進(jìn)凋亡的作用13，糖皮質(zhì)類固醇激素則可加強(qiáng)其效應(yīng)14。Hebestreit4在研究中還發(fā)現(xiàn)一些支氣管哮

12、喘等嗜酸粒細(xì)胞增高的疾病病人外周血和鼻息肉(組織中嗜酸粒細(xì)胞增多)的一些嗜酸粒細(xì)胞細(xì)胞膜表面Fas的表達(dá)并無明顯異常，但是抗Fas并不能促進(jìn)這些嗜酸粒細(xì)胞的凋亡。以上對(duì)Fas的研究表明了嗜酸粒細(xì)胞的凋亡。以上對(duì)Fas的研究表明了嗜酸粒細(xì)胞的凋亡可能與Fas抗原有關(guān)；抗Fas促進(jìn)凋亡和IL-5抑制凋亡是相互獨(dú)立的過程；支氣管哮喘等嗜酸粒細(xì)胞增多的病人其嗜酸粒細(xì)胞可能不表達(dá)功能性的Fas而影響了嗜酸粒細(xì)胞的正常凋亡過程。 凋亡嗜酸粒細(xì)胞的清除凋亡的嗜酸粒細(xì)胞如不能及時(shí)得到清除，其細(xì)胞膜將失去完整性而進(jìn)入壞死階段，釋放胞內(nèi)的生物活性物質(zhì)。因而對(duì)于已經(jīng)發(fā)生凋亡的嗜酸粒細(xì)胞及時(shí)進(jìn)行清除的是嗜酸粒細(xì)胞炎癥

13、消散、支氣管哮喘病 人癥狀好轉(zhuǎn)的重要環(huán)節(jié)11。吞噬細(xì)胞對(duì)凋亡細(xì)胞和凋亡小體的吞噬是消除凋亡嗜酸粒細(xì)胞的主要途徑，這些細(xì)胞包括單核細(xì)胞來源的巨噬細(xì)胞、上皮細(xì)胞以及成纖維細(xì)胞等。其中以單核細(xì)胞來源的巨噬細(xì)胞對(duì)凋亡嗜酸粒細(xì)胞的識(shí)別和吞噬作用最為重要3。這些巨噬細(xì)胞能夠分泌一種多功能的含有Arg-Gly-Asp(RGD)的血小板凝血酶致敏蛋白(thrombospondin，TSP)15，TSP能同巨噬細(xì)胞表面的整合素v3和CD36抗原相結(jié)合，另一方面能同時(shí)發(fā)生凋亡的嗜酸粒細(xì)胞表面相應(yīng)的受體結(jié)合，從而完成凋亡嗜酸粒細(xì)胞的識(shí)別和吞噬。針對(duì)CD36、v3和TSP的單克隆抗體可阻斷巨噬細(xì)胞的吞噬作用。這些巨噬

14、細(xì)胞對(duì)于新鮮分離的嗜酸粒細(xì)胞并無吞噬作用，其吞噬僅限于已發(fā)生凋亡的嗜酸粒細(xì)胞3。在整個(gè)吞噬過程中嗜酸粒細(xì)胞的胞膜是完整的，巨噬細(xì)胞不因?yàn)橥淌傻蛲龅氖人崃＜?xì)胞而釋放炎癥介質(zhì)14。臨床上，在支氣管哮喘病人應(yīng)用激素病情好轉(zhuǎn)的同時(shí)，發(fā)生凋亡的嗜酸粒細(xì)胞增多，其氣道內(nèi)含有嗜酸粒細(xì)胞顆粒的巨噬細(xì)胞明顯增多11。 綜上所述，嗜酸粒細(xì)胞凋亡的異常可能是支氣管哮喘的重要發(fā)病機(jī)制，促進(jìn)其凋亡將是支氣管哮喘新的治療思路。 百事通  參考文獻(xiàn) 1 Walsh GM,Williamson ML,Symson FA et al.Blood,1996;87:2815-2821 2 Simen HU,Blaser

15、K.Immunol Today,1995;16:53-55 3 Stern M,Meagher L,Savill J et al.J Immunol,1992;148:3543-3549 4 Hebestreit H,Yousefi S,Balatti J et al.Eur J immunol,1996;26:1775-1780 5 Yamaguchi Y,Suda T,Ohta S et al.Blood,1991;78:2542-2547 6 Her E,Frazer J,Austen KF et al.J Clin Invest,1991;88:1982-1987 7 Yousefi

16、S,Hoessli DC,Blaser K et al.J Exp Med,1996;183:1407-1414 8 Alam R,Forsythe P,Stafford S et al.J Exp Med,1994;179:1041-1045 9 Ohta K,Sawamoto S,Nakajima M et al.Clin Exp Allergy,1996;(Suppl2):10-15 10 Hallsworth MP,Giembycz MA,Barnes PJ et al.Br J Pharmacol,1996;117:79-86 11 Schleimer RP,Bochner BS.J Allergy Clin Immunol,1994;94:1202-1213 12 Woolley KL,Gibs