2024年3月29日发(作者:华为s7pro参数)
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·699·
.国夕卜报道.
中性粒细胞激活和脱颗粒在慢性气道疾病中的作用
RichardLohLi
Cher安晓静洪群英
许多慢性气道疾病足以中性粒细胞参与为主的。这些疾
病包括慢性阻塞性肺疾病(chronic
obstructive
pulmonary
disease。c()PD),支气管哮喘(简称哮喘)的一些亚型。像激素
抵抗性哮喘和致死性哮喘。支气管扩张,囊性纤维化。闭塞性
细支气管炎。在COPD中,气道中中性粒细胞的数量与
COPD的严重程度和肺功能的降低相关D-z3。虽然最近一项
配对meta分析提示结果通常如此¨],但是似乎各研究组别
患者间存在很大的异质性。这些结果表明中性粒细胞参与
了COPD的发病,但具体的作用机制是不同的。本篇综述就
中性粒细胞的生物学特别是其激活在C()PD中的致病机制
展开讨论。
1
中性粒细胞的产生和生理转归
血液循环中的中性粒细胞的半衰期仅为6~8h,以外周
血中性粒细胞平均计数为(2.5~7.5)×109/L计算。这就需
要骨髓每天至少向血液释放(5~10)×10“中性粒细胞。它
们由共同的祖细胞如巨噬细胞分化而来。当通过对它们转
录谱的分析发现其拥有相当复杂的中性粒细胞转录组,它们
起源于多种的转录因子,蛋白质和受体表达…。与血小板和
红细胞不同。中性粒细胞随机地从骨髓、肝和脾中清除出血
循环,而与年龄无关。
2中性粒细胞的迁移
中性粒细胞“感知”吞噬诱饵的能力惊人,能在极细微的
趋化梯度下迁移。在C()l,D患者气道中的中性粒细胞主要
由白三烯B.(LTBl)/高亲和力的LTB4受体系统和白介素8
(IL-8)/趋化因子受体CXCRl和CXCR2系统来趋化。
Woolhouse和他的同事通过比较COPD患者中是否有口I抗
胰蛋白酶缺陷发现.有a。抗胰蛋白酶缺陷患者痰中含大量的
LTB4和IL-8[61。和II。一8相比,I。T&对所有的中性粒细胞
都有显著的趋化作用。但Maneechotesuwan和他的同事发
现,哮喘患者快速撤掉吸入的激素会使哮喘加剧.病情加重
前患者痰中的中性粒细胞和IL一8的浓度增加i6J,这和以前的
报道不同,当吸入的类固醇类药物量逐渐减少时,痰中嗜酸
粒细胞数目增加。
3中性粒细胞的激活和消退
触发中性粒细胞脱颗粒和呼吸爆发的过程分两个时相,
包括最初的“启动”以及紧随其后的“激活”。中性粒细胞在
最初接触诸如外源性表面活性物,活化的内皮细胞或者脂多
DOIl
10.3760/cma.j.issn.1673—436X.2009.01
1.016
作者单位;马来西亚Pcnang医学院内科(Richard
I.oh
Li
Cher),
200032上海。复旦大学附属中山医院呼吸科(安晓静、洪群英)
万方数据
糖等刺激后,在大多数促分泌剂的作用下,仅发生脱颗粒。
“启动”过程在血循环内发生。使中性粒细胞滞留在肺微血管
内。在诸如感染等次级刺激的作用下。它们被活化。随后被募
集进入组织内。如果没有受到进一步刺激,这些中性粒细胞
又恢复到“去启动”状态,并返回循环池中呈静止状态。这就
可以解释在某些状态下有大量的中性粒细胞在肺内积聚,但
未引起明显的肺损伤。虽然这种假设需更进一步的证实,但
我们在健康受试者身上发现,单次给予低剂量细菌脂多糖所
诱发的中性粒细胞性炎症是短暂的,主要表现为细胞的动
员,其分泌脱颗粒性介质的作用并未加强【7J。
中性粒细胞为体内专职的吞噬细胞,在被激活后。通过
脱颗粒过程释放细胞毒性和调节性介质。中性粒细胞拥有
大景的颗粒,这些颗粒中有大多数黏附分子、受体和诸如溶
菌酶和蛋白酶这类天然抗菌剂的前体物质。这些颗粒对胞
内的Ca”浓度的敏感性不同,从而使脱颗粒呈分级模式进
行…。吞噬作用依赖于多成分的NADPH氧化酶的激活,以
产生超氧阴离子和杀菌物质。既往认为在这个过程中释放
出的氧自由剂对摄入的病原体有直接的毒性作用,但现在发
现它的更主要作用在于间接调节吞噬小体内的环境,使之更
适于中性蛋白酶消化小泡内容物凹]。
当激活的中性粒细胞出现凋亡,即程序性死亡,中性粒
细胞性炎症开始消退。凋亡的中性粒细胞被活化的巨噬细
胞识别并吞噬。吞噬过程的一种机制是凋亡细胞表面的氧
化型磷酸化酰丝胺酸和巨噬细胞表面的B型清道夫受体
CD36相互作用‘”]。这种吞噬是安全有效清除有可能危害机
体的中性粒细胞的基本过程。它标志着炎症开始消退。
4中性粒细胞对气道和肺的损害
目前已有足够的提示中性粒细胞数的增加、活化作用的
增强和颗粒内标志性物质的释放是COPD可能的致病机
制…]。中性粒细胞产生的介质中,中性粒细胞弹性蛋白酶
(NE)被认为是最有可能的致病物质。NE作用底物广泛。它
可以降解多种结构和调节蛋白,像弹力蛋白。纤维连接蛋白,
胶原,a,抗胰蛋白酶和基质金属蛋白酶的组织抑制因子等。
但气道损伤和这些介质之间的因果关系有待进一步认证。
例如Fujimoto和他的同事发现C()PD的恶化与气道炎症分
子的增加有关。这些炎症分子不仅由中性粒细胞介导,嗜酸
粒细胞和肥大细胞也参与其中[1“。而在急性肺损伤(AI,I)
和急性呼吸窘迫综合征中.NE和肺损伤之间有清楚的因果
关系,与COPD不同。Kodama和他的同事发现肺损伤越严
重的患者其血浆中的NE水平也越高,提示血浆中的NE可
被用来预测ALI的演变[1“。
细胞生物学研究发现NE主要贮存在嗜苯胺蓝颗粒中,
·700·
属于不易通过胞吐作用释放的初级囊泡,形成于中性粒细胞
成熟的晚期(像明胶酶和分泌颗粒)[1“。这就解释了为什么
激活的中性粒细胞只释放一小部分的NE(~2%)。因此,
NE真正释放来自中性粒细胞的死亡,而不是脱颗粒。对
ALI的研究似乎也支持这种观点。Naylor和他的同事最近
设计了一个非常巧妙的实验。把中性粒细胞和从临床分离出
的无被膜流感嗜血杆菌一起在体外孵育,并不能杀死这些病
原菌,但中性粒细胞坏死时释放的大量的像弹性酶这样的组
织毒素却可以杀灭这些细菌[1“。因流感嗜血杆菌在慢性肺
病患者中是常见感染细菌,这一结果和COPD关系密切。
中性粒细胞的存活时间延长进而使炎症过程延长被认
为是引起肺损伤机制的另一种假说。几项研究的一些结果
证明了这种情况发生的可能性。Walmsley和他的同事发现
低氧可以抑制由HIF-1口-依赖的核因子出活性介导的中性
粒细胞的凋亡[1“。这种低氧情况可出现在脓胸以及COPD
患者气肿腔隙。通过抑制其凋亡。中性粒细胞功能期被延
长,期间仍具吞噬和细胞毒活性。Pang和他的同事发现支气
管扩张患者痰液中的中性粒细胞可持续性分泌大量的IL-8
和IL-I卢,导致其在气管腔内的募集和活化被自身持续性激
活。而不依赖于炎症反应的起始刺激,在这种情况下也可导
致中性粒细胞的存活延长,持续的活化引起肺损伤[1”。最
近,Kirkham和他的同事发现人巨噬细胞在羰基或香烟作用
下可能通过氧化剂改变基质蛋白或分裂巨噬细胞消除受体,
从而改变细胞外基质蛋白。显著下稠其吞噬凋亡中性粒细胞
的能力[1“。此结果进一步支持吸烟和COPD病程演进密切
相关的观点。
另外的观点认为除先天免疫外,中性粒细胞也以其他方
式参与炎症。中性粒细胞可产生CXCLl0/y干扰素一诱导的
蛋白-10,这种蛋白作为重要的炎症趋化因子可活化自然杀伤
细胞和Thl细胞[I“,从而使这些细胞能够消化并向树突细
胞提呈抗原片段。事实上,一项研究发现成熟的中性粒细胞
可以“转分化”成巨噬细胞样细胞,能够在炎症部位参与消退
和修复[2…。这些发现提示中性粒细胞在调节先天免疫和获
得性免疫方面发挥着重要的作用。在健康受试者中,用加大
剂量的吸入细菌内毒素进行激发后。循环血流中CD4+和
CD8+细胞的比例发生了改变,提示优先募集分泌7干扰素
的T细胞可进入组织并且有发现在接下来的一周多的时间
内,它们仍将出现在血流中[2“。随后的研究表明,在健康受
试者再次吸入内毒素进行再激发4周后,其气道内的中性粒
细胞减少,提示中性粒细胞与先天免疫反应之后的获得性免
疫相关雎“。
尽管中性粒细胞在COPD发病中的作用尚有待进一步
证实,最近有发现CD8+T细胞也参与了COPD的发病.为
这两种免疫细胞在COPD中的关系提供了可信的假说[。“。
5结论
中性粒细胞功能显然是多样而复杂的,它在连接先天性
免疫和获得性免疫方面发挥着重要的作用。在慢性气道疾
病,特别是在COPD中的致病作用与它所具有的持续。活化
和消退”的特性有关。Curtis和他的同事在此基础上提出了
万方数据
Goldiloeks假说,并把它延伸到别的先天性免疫和获得性免
疫系统相关的细胞[2“。这种假说宣称,当获得性免疫反应存
在任何一种异常时肺部炎症即会过度和(或)时间延长,这种
异常包括当需要控制某种感染时获得性免疫无效或通过先
天免疫调节作用使肺部炎症过度或时间延长。针对中性粒
细胞的理想的治疗策略应是不损害其免疫防御作用的情况
下避免其潜在的破坏作用。这是一种精细的平衡,只有不断
了解中性粒细胞的细胞生物学功能,才能在不久的将来实现
这个想法。
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(收稿日期:2009—03—30)
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