支氣管哮喘的效應(yīng)細(xì)胞匯總_第1頁
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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),從而通過釋放的細(xì)胞因子、炎性介質(zhì)對炎癥的啟動、發(fā)展和調(diào)控起著重要的作用。1嗜酸性粒細(xì)胞過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)物可破壞肺周圍組織的完整性。EOS通過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)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制的控制,主要途徑有:RASRAFMAPK信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑,SAKSTAT途彳至pi3K途徑及nfb途徑1?;罨腅OS被內(nèi)皮所捕獲,募集到氣道炎癥的周圍,發(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、TGF如TGF%TNFa等多種細(xì)胞因子,以維持其道炎癥的發(fā)展。越來越多的實(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陽離子蛋白

4、(ECP),EOS過氧化物酶(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在支氣管哮喘發(fā)

5、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)稱為EOS炎癥。2肥大細(xì)胞作為變態(tài)反應(yīng)中起著初級效應(yīng)細(xì)胞的肥大細(xì)胞來源于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胰蛋白酶通過再激活其細(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),因此

6、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、纖維化過程和天然免疫9。在過敏反應(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)重建階段可以檢測到肥大細(xì)胞過度增生11。肥大細(xì)胞相關(guān)的蛋白酶包括胃促胰酶和類胰蛋白酶它們能夠降解多種細(xì)胞外肽類和蛋白質(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。通過這種方式,類胰蛋白酶能促進(jìn)白細(xì)胞進(jìn)入炎癥組織。類胰蛋白酶通過激

7、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,在哮喘氣道重塑的過程中引起到關(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,它通過分泌細(xì)胞因子和趨化因子參與氣道炎癥的啟動和放大,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12,1

8、3。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Th1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,一旦失衡則會導(dǎo)致某些疾病。國外學(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,并延長其存活時間,從而加重炎性部位損傷,而應(yīng)用Th1型細(xì)胞因子如(IFN3對哮喘時的炎癥反應(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細(xì)

9、胞因子參與了哮喘炎癥的形成16。12R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)胞的激活需要兩類性質(zhì)不同的信號。第一信號來自T細(xì)胞受體和抗原呈遞細(xì)胞(APC),表面類主要組織相容性復(fù)合體分子于抗原存在時相互作用的復(fù)合體;第二信號為T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。CD40/CD40L是一對除B7/CD28之外的第二個共刺激通路,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。以上這些表明哮喘

10、可能是一種以Th2類細(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,才會最終導(dǎo)致其中的Th2類細(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,專司吞噬銷毀入侵的病原體、異物、凋亡的細(xì)胞及代謝產(chǎn)物,其趨化、吞噬在啟動和誘導(dǎo)免疫反應(yīng)過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)胞因子參

11、與氣道炎癥過程。氣道炎癥中AMs的來源有兩個方面,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,是重要的殺微生物

12、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。總的來說,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,AMs表達(dá)MHCR類抗原,可以將外來抗原加工處理后遞呈給Th2細(xì)胞。AMs釋放LTB4、PAF等對嗜酸性粒細(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,由于這類細(xì)胞與肥大細(xì)胞相似,因此嗜堿性粒細(xì)胞常被認(rèn)

13、為可能是未成熟的、多余的、循環(huán)著的肥大細(xì)胞。它來自于臍帶血、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)伴隨著嗜堿性粒細(xì)

14、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,依賴變應(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)胞激活信號的作用25。可以明確的是嗜堿性粒細(xì)胞通過分泌炎性介質(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,而其釋

15、放炎性介質(zhì)的程度與受體結(jié)合的IgE沒有必然聯(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。PMN和EOS一樣在哮喘急性轉(zhuǎn)劇時都被激活,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)致急性哮喘的

16、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。這說明PMN在哮喘氣道炎癥中起了很重要的作用。近年來國內(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,它通過提高胞質(zhì)內(nèi)自由鈣濃度的暫時性升高來活化PMN。同時還發(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。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)金屬蛋

17、白酶(MMP)、ILla、IL8、TNFa、自由基、白三烯、血小板活化因子、no等30,具體來說,PMN參與哮喘的作用機(jī)制可能于以下幾個方面有關(guān):(1)蛋白酶對組織的損傷,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)氧化酶和髓過氧化物酶,能生成02、H2O2、HOX(X=CI,Br,I,scn)造成組織損傷,其中尤以hoci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,較重要

18、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6HT)的釋放而可導(dǎo)致支氣管痙攣。pmn還可通過釋放PAF、TNF3,IL8等對其它炎癥細(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)過程中,相互交聯(lián),相互依賴,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)胞對氣道炎癥的作用途徑和作用機(jī)制也將會更加清晰。【參考文獻(xiàn)】1 Wong

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