中性粒細(xì)胞哮喘的研究進(jìn)展*

陳曉麗 綜述,鄧靜敏審核

(廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院呼吸內(nèi)科，南寧 530021)

?

中性粒細(xì)胞哮喘的研究進(jìn)展*

陳曉麗 綜述,鄧靜敏△審核

(廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院呼吸內(nèi)科，南寧 530021)

[關(guān)鍵詞]中性粒細(xì)胞；支氣管哮喘；研究進(jìn)展

支氣管哮喘(簡稱哮喘)是由多種細(xì)胞和細(xì)胞組分參與的氣道慢性炎癥性疾病，發(fā)病機(jī)制未完全明確。根據(jù)誘導(dǎo)痰炎癥細(xì)胞的類型分為嗜酸粒細(xì)胞哮喘(eosinophilic asthma,EA)、中性粒細(xì)胞哮喘(neutrophilic asthma,NA)、寡細(xì)胞哮喘(paucigranulocytic asthma，PA)和混合細(xì)胞哮喘(eosinophilic and neutrophilic asthma,MA)。既往認(rèn)為，痰嗜酸性粒細(xì)胞(eosinophils，EOS)增多是哮喘氣道炎癥的特征之一，但近年發(fā)現(xiàn)部分患者未升高，且50%以上的哮喘存在以中性粒細(xì)胞(neutrophil,NEU)浸潤為主的氣道炎癥，甚至在哮喘惡化和持續(xù)期，升高的也是NEU[1-2]。近年發(fā)現(xiàn)，NEU可能與重癥哮喘及激素療效差的哮喘等密切相關(guān)，已成為學(xué)術(shù)界關(guān)注的焦點(diǎn)?，F(xiàn)將有關(guān)NA的研究進(jìn)展綜述如下。

1NA的定義

迄今為止，NA并沒有統(tǒng)一的定義，通常是指患者痰液內(nèi)嗜中性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)異常的哮喘。國內(nèi)外文獻(xiàn)主要依據(jù)患者痰液內(nèi)的嗜中性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)持續(xù)(至少有2次)占有核非鱗狀細(xì)胞的百分比大于61%～76%，或大于 500×104/mL(即大于 90%百分位數(shù)法)的哮喘[3-5]。痰液細(xì)胞計(jì)數(shù)一般首選支氣管黏膜或支氣管肺泡灌洗(BAL)計(jì)數(shù)方法，但由于此類方法患者痛苦大，還難以廣泛開展。所以，有人已嘗試基于患者血液內(nèi)嗜中性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)或血液白細(xì)胞分類計(jì)數(shù)中所派生出的變量，來定義嗜中性粒細(xì)胞性哮喘。然而，這些變量指標(biāo)，都不能很好地確定患者痰液內(nèi)的嗜中性粒細(xì)胞有無增多。近年來多數(shù)研究者應(yīng)用誘導(dǎo)痰細(xì)胞學(xué)檢查來反應(yīng)氣道炎癥，但其可能受種族、過敏原暴露、吸煙等環(huán)境因素的影響，而且目前尚少見大樣本的數(shù)據(jù)。因此，健康人的誘導(dǎo)痰細(xì)胞正常參考值仍不完全統(tǒng)一。

2NA的發(fā)病機(jī)制

NA的一個(gè)特征為痰液內(nèi)NEU升高，說明NEU在哮喘發(fā)病中起關(guān)鍵作用，重要性并不亞于EOS，但其具體機(jī)制未完全明確。有研究示， NEU過多的聚集在氣道與其凋亡延遲、功能降低以及氣道水合作用降低有關(guān)。目前，多數(shù)文獻(xiàn)是以哮喘總體或過敏性哮喘為研究對(duì)象，來探索NEU在哮喘發(fā)病中的作用，而單純分出NA為研究對(duì)象的文獻(xiàn)報(bào)道較少，甚至關(guān)于其動(dòng)物模型的復(fù)制與研究亦鮮有報(bào)道，相關(guān)臨床病例報(bào)道也不多，因此關(guān)于其發(fā)病機(jī)制及NEU在其中的作用尚不清楚。但是由于NA氣道炎癥類型是以NEU炎癥為主，故根據(jù)NEU在哮喘中的作用研究結(jié)果來推測，其發(fā)病的機(jī)制可能涉及免疫炎癥反應(yīng)、氣道高反應(yīng)性(AHR)、氣道重塑等。

2.1參與哮喘免疫炎癥反應(yīng)研究表明NEU可通過免疫炎癥機(jī)制參與哮喘發(fā)病機(jī)制，推測NA的發(fā)病機(jī)制亦涉及類似的過程。

2.1.1NA可能存在Th1/Th2/Th17/Treg免疫失衡目前明確Th1/Th2失衡所致的Th2優(yōu)勢是EA發(fā)病最重要的免疫學(xué)機(jī)制，而NA也可能存在相似機(jī)制。

IFN-γ是Th1免疫的代表因子。目前對(duì)NA和EA之間IFN-γ水平有無差別尚有爭議，但NA發(fā)病機(jī)制存在Th1細(xì)胞功能的異常是明確的[6-7]。

IL-4是Th2免疫的代表因子，而IL-13和IL-4生物學(xué)功能相似，存在相互促進(jìn)的作用。IL-4能夠通過Stat6磷酸化等途徑引起外周血NEU形態(tài)的改變、IL-8 mRNA表達(dá)及NEU趨化因子的表達(dá)[8]，而IL-13的分泌增加與中性粒細(xì)胞相關(guān)基因CD93等水平上調(diào)相關(guān)[9]，說明它們可能與中性粒細(xì)胞功能呈正相關(guān)。且有研究發(fā)現(xiàn)，哮喘患者其水平都高于對(duì)照組，而又有研究示EA與NA之間兩者水平無差異[6，10]。這些都說明NA可能亦存在TH2免疫的異常增強(qiáng)。

IL-6、IL-8作為Th2細(xì)胞、Th17 細(xì)胞分泌的炎癥細(xì)胞因子，具有募集、活化中性粒細(xì)胞的生物學(xué)功能，促進(jìn)炎癥反應(yīng)。其中IL-6對(duì)Th1細(xì)胞負(fù)性調(diào)控，促進(jìn)Th2、Th17細(xì)胞的分化；在哮喘患者病例對(duì)照研究中發(fā)現(xiàn)，NA組IL-6水平高于其他組[11]，且在小鼠哮喘模型中發(fā)現(xiàn)其參與了氣道NEU炎癥[12]。而IL-8能夠募集NEU，提高NEU在炎癥部位的結(jié)合能力、抑制NEU凋亡、使氣道的NEU增加，參與激素抵抗型NEU氣道炎癥[13]。這些都說明NA可能存在IL-6、IL-8高表達(dá)，即TH2、Th17細(xì)胞功能的異常。

IL-17家族能誘導(dǎo)Th2型細(xì)胞因子、中性粒細(xì)胞動(dòng)員因子、黏附分子等表達(dá)，促進(jìn)NEU的聚集，參與氣道中性粒細(xì)胞炎癥,且與激素不敏感有關(guān)。在過敏原致敏的小鼠模型、NA小鼠模型和哮喘患者中都發(fā)現(xiàn)了IL-17的此種作用，且用其單克隆抗體中和IL-17，能夠引起IL-13等Th2型細(xì)胞因子水平的降低，減輕AHR。由此推測Th17細(xì)胞/IL-17參與了NA的發(fā)生、發(fā)展。Treg細(xì)胞在維持機(jī)體免疫功能，形成外周免疫耐受中起重要作用。諸多研究發(fā)現(xiàn),哮喘患者Treg細(xì)胞數(shù)減少、功能低下。雖然目前還少見特異針對(duì)NA的Treg細(xì)胞變化的文獻(xiàn)報(bào)道，但有研究示Treg細(xì)胞此種變化只存在于中、重度哮喘[14]，而這兩類哮喘的氣道炎癥主要為中性粒細(xì)胞炎癥。且目前認(rèn)識(shí)到Treg細(xì)胞又可通過負(fù)反饋調(diào)節(jié)Th1、Th2、Th17細(xì)胞功能，故推測NA的發(fā)病機(jī)制涉及Treg細(xì)胞失衡。

2.1.2蛋白及蛋白酶的失衡中性粒細(xì)胞彈性蛋白酶(NE)是NEU含有的彈性蛋白酶，在氣道具有強(qiáng)大的促分泌作用， 其存在于NEU嗜天青顆粒中，能分解彈性蛋白等,損傷血管內(nèi)皮細(xì)胞等作用加重組織損害。目前尚少見對(duì)NA患者痰中NE的研究報(bào)道，但目前已經(jīng)證實(shí)，慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者痰上清液中NE水平高于健康人，與FEV1占預(yù)計(jì)值%、FEV1/FVC呈負(fù)相關(guān)；而NA與COPD具有相似的氣道炎癥，故推測NA亦有此表現(xiàn)。

髓過氧化物酶(MPO)存在于NEU的嗜苯胺藍(lán)顆粒中，是其功能標(biāo)志和激活標(biāo)志。目前尚少NA中MPO的文獻(xiàn)報(bào)道，但諸多以哮喘總體或過敏性哮喘為研究對(duì)象的研究示，哮喘患者血清MPO水平都高于對(duì)照組，且重度組MPO升高最明顯[15]，這提示MPO可能參與了NA的發(fā)生、發(fā)展?；|(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)是一個(gè)含有超過20種不同蛋白酶的家庭，具有不同降解細(xì)胞外基質(zhì)(ECM) 的能力，其與哮喘患者的中性粒細(xì)胞相關(guān)聯(lián)[16-17]，提示其可能參與了NA的發(fā)生、發(fā)展。

2.2 NEU可能直接導(dǎo)致哮喘的AHR在小鼠NA模型中給予NEU抗體干預(yù)后，小鼠的AHR減輕[18]；哮喘患者NEU可通過與IL-9R的相互作用，參與AHR的形成[19]。

2.3NEU在氣道重塑方面起重要作用有文獻(xiàn)稱哮喘患者氣道組織中氣道重塑相關(guān)的因子 TGF-β陽性細(xì)胞和NEU數(shù)正相關(guān)，NEU可以分泌更多的TGF-β、產(chǎn)生蛋白溶解活性在氣道重塑中發(fā)揮作用。

3NA的臨床特征

在臨床診療過程中，如果哮喘患者具備以下某些特征，應(yīng)警惕存在NA。

3.1存在NA的危險(xiǎn)因素的患者NA的危險(xiǎn)因素很多，包括肥胖、性別、吸煙(包括已經(jīng)戒煙的患者)、老齡、職業(yè)及環(huán)境污染等，引起NEU聚集，使氣道NEU升高。

3.2重度哮喘、速發(fā)性致死性哮喘、激素不敏感哮喘等文獻(xiàn)報(bào)道，激素不敏感哮喘、重度哮喘和速發(fā)性致死性哮喘患者的肺泡灌洗液和誘導(dǎo)痰中NEU數(shù)都高于其他哮喘組，且其氣道周圍有大量的NEU聚集。

3.3運(yùn)動(dòng)性哮喘文獻(xiàn)報(bào)道，運(yùn)動(dòng)性哮喘患者的NEU趨化因子水平高于對(duì)照組[20]，且其動(dòng)物模型的肺泡灌洗中NEU數(shù)也是升高的[21]。

3.4藥物性哮喘對(duì)藥物性哮喘的病例對(duì)照研究中發(fā)現(xiàn)，其呼出氣體中NEU分泌的炎癥介質(zhì)，以及氣道NEU數(shù)都高于其他組，說明藥物性哮喘氣道亦存在NEU炎癥。

3.5胃食管反流病胃食道反流病患者和小鼠模型的研究發(fā)現(xiàn)：NEU趨化因子、IL-8等炎癥趨化因子升高，引起NEU浸潤。說明胃食管反流病相關(guān)哮喘可能表現(xiàn)為NA，應(yīng)給予警惕。

3.6NA的癥狀和體征NA除了具有哮喘常見的癥狀和體征，還具有自身的特點(diǎn)：依據(jù)全球哮喘防治指南(GINA)治療，其臨床癥狀不能完全控制、吸入支氣管舒張藥后肺功能變化不如EA明顯、可表現(xiàn)為急性發(fā)作期哮喘、重度哮喘、緩解期哮喘、激素抵抗型哮喘等；而EA則主要表現(xiàn)為輕、中度哮喘和過敏性哮喘，可能還合并其他部位的過敏性疾病。

3.7肺功能特點(diǎn)NA同樣存在AHR，發(fā)作時(shí)其通氣功能檢測呈阻塞性通氣功能改變。有文獻(xiàn)報(bào)道， EA和NA在FEV1/預(yù)計(jì)值、FEV1/FVC和AHR并無差別[22]；但是痰液里NEU%與FEV1/FVC%、FEV1值呈負(fù)相關(guān)；NEU數(shù)越高,FEV1越低，而與EOS無關(guān)[23-24]。雖說目前對(duì)NA與EA患者肺功能有無區(qū)別還有爭議，但多數(shù)研究認(rèn)為兩者是有區(qū)別的，即NA患者存在不完全可逆的氣流受限，類似COPD的特征。

4NA與EA、PA、MA的區(qū)別

它們屬于哮喘的不同亞型，在病因、發(fā)病機(jī)制、病理、臨床表現(xiàn)、輔助檢查和治療等有相似點(diǎn)，但由于他們擁有不同的氣道炎癥類型，故他們之間亦存在差別。NA的氣道炎癥以NEU炎癥為主，而EA則主要是EOS炎癥，PA則是前兩種氣道炎癥均不存在，而MA則兩種炎癥均存在。

它們都受遺傳因素和環(huán)境因素的雙重影響,有各自的遺傳基因突變。如幾丁質(zhì)酶3樣1(CHI3L1)與EA相關(guān)；IL-6和MPO與NA相關(guān)，某些基因的表達(dá)如IL-1β等在不同亞型是有區(qū)別的。某些環(huán)境因素如長期接觸職業(yè)粉塵等易發(fā)展為NA，而對(duì)年輕(20～40歲)、過敏體質(zhì)患者則易發(fā)展為EA?？梢娝麄兊倪z傳因素和環(huán)境因素是有差別的。

發(fā)病機(jī)制上雖然它們都涉及了免疫炎癥、AHR等，但具體炎癥類型和炎癥因子是不同的，如多數(shù)學(xué)者認(rèn)為EA主要涉及Th1/Th2失衡而NA主要涉及Th17細(xì)胞，且抗炎相關(guān)因子如半乳糖凝集素3的水平在它們之間亦是不同的；甚至有研究示哮喘表型可以轉(zhuǎn)換。它們?cè)诎l(fā)病機(jī)制上有何異同點(diǎn)有待進(jìn)一步研究。它們之間癥狀體征相似，只是嚴(yán)重程度不同，但也有研究稱它們?cè)诎Y狀上無明顯差異。

氣道炎癥類型不同，因此對(duì)激素治療的反應(yīng)有所不同。如NA吸入激素治療前后FEV1無明顯變化、甚至吸入支氣管舒張藥后FEV1較低及小氣道阻塞率更高，這顯然與EA對(duì)激素敏感的特征不同,而PA、MA的反應(yīng)則介于EA與NA之間。因此有學(xué)者認(rèn)為，NA對(duì)激素是耐藥或者不敏感的，由此導(dǎo)致其治療效果不如EA。

5NA的治療

GINA仍是NA的治療指南。治療的目標(biāo)是長期控制癥狀、預(yù)防未來風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生，即在使用最小有效劑量藥物治療或不用藥物的基礎(chǔ)上，能使患者與健康人一樣生活、學(xué)習(xí)和工作。主要包括確定并減少危險(xiǎn)因素接觸和藥物治療等。部分患者能找到引起哮喘發(fā)作的變應(yīng)原或者其他非特異刺激因素，脫離并長期避免這些危險(xiǎn)因素是防治哮喘最有效的方法。目前，臨床用于治療NA的藥物主要包括糖皮質(zhì)激素、β2受體激動(dòng)劑、白三烯調(diào)節(jié)劑等。但部分NA對(duì)這些藥物不敏感，有待新型藥物的出現(xiàn)，如中性粒細(xì)胞的靶向治療、5-脂肪氧合酶激活蛋白(FLAP)拮抗劑、IL-17A的單克隆抗體、磷酸二酯酶抑制劑、大環(huán)內(nèi)酯類抗生素、CXCR2 拮抗劑、髓過氧化物酶和彈性蛋白酶、IL-6受體等小分子拮抗劑等單獨(dú)或者聯(lián)合使用都不同程度的對(duì)NA有治療作用，然而這些新穎的治療方法是否對(duì)NA患者安全且有效，有待深入研究。

參考文獻(xiàn)

[1]Douwes J,Gibson P,Pekkanen J,et al.Non-eosinophilic asthma:importance and possible mechanisms[J].Thorax,2002,57(7):643-648.

[2]Davies AR,Hancox RJ.Induced sputum in asthma:diagnostic and therapeutic implications[J].Curr Opin Pulm Med,2013,19(1):60-65.

[3]Simpson JL,Grissell TV,Douwes J,et al.Innate immune activation in neutrophilic asthma and bronchiectasis[J].Thorax,2007,62(3):211-218.

[4]Schleich FN,Manise M,Sele J,et al.Distribution of sputum cellular phenotype in a large asthma cohort:predicting factors for eosinophilic vs neutrophilic inflammation[Z].2013:11.

[5]王長征．支氣管哮喘表型[J]．內(nèi)科理論與實(shí)踐，2011，6(2)：102-105．

[6]Manise M,Holtappels G,Van Crombruggen K,et al.Sputum IgE and cytokines in asthma:relationship with sputum cellular profile[J].PLoS One,2013,8(3):e58388.

[7]Li JJ,Wang W,Baines KJ,et al.IL-27/IFN-γ induce MyD88-dependent steroid-resistant airway hyperresponsiveness by inhibiting glucocorticoid signaling in macrophages[J].J Immunol,2010,185(7):4401-4409.

[8]Lavoie-Lamoureux A,Moran K,Beauchamp G,et al.IL-4 activates equine neutrophils and induces a mixed inflammatory cytokine expression profile with enhanced neutrophil chemotactic mediator release ex vivo[J].Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol,2010,299(4):L472-L482.

[9]Raedler D,Ballenberger N,Klucker E,et al.Identification of novel immune phenotypes for allergic and nonallergic childhood asthma[J].J Allergy Clin Immunol，2015,135(1):81-91.

[10]Vatrella A,Fabozzi I,Calabrese C,et al.Dupilumab:a novel treatment for asthma[J].J Asthma Allergy,2014,(7):123-130.

[11]Wood LG,Baines KJ,Fu J,et al.The neutrophilic inflammatory phenotype is associated with systemic inflammation in asthma[J].Chest,2012,142(1):86-93.

[12]Ano S,Morishima Y,Ishii Y,et al.Transcription factors GATA-3 and RORγt are important for determining the phenotype of allergic airway inflammation in a murine model of asthma[J].J Immunol,2013,190(3):1056-1065.

[13]Liu R,Bai J,Xu G,et al.Multi-allergen challenge stimulates steriod-resistant airway inflammation via NF-kappa B mediated IL-8 expression[J].Inflammation,2013,36(4):845-854.

[14]施宇衡，時(shí)國朝，萬歡英，等．支氣管哮喘患者外周血Th17、CD4+CD25+Treg細(xì)胞表達(dá)特征[J]．中國免疫學(xué)雜志，2010，26(8)：740-743．

[15]孫永昌．中性粒細(xì)胞在重癥支氣管哮喘患者氣道炎癥和氣道重塑中的可能作用[J]．中華結(jié)核和呼吸雜志，2004，27(12)：64-66．

[16]Cundall M,Sun Y,Miranda C,et al.Neutrophil-derived matrix metalloproteinase-9 is increased in severe asthma and poorly inhibited by glucocorticoids[J].J Allergy Clin Immunol,2003,112(6):1064-1071.

[17]Cataldo D,Munaut C,No?l A,et al.MMP-2 and MMP-9 linked gelatinolytic activity in the sputum from patients with asthma and chronic obstructive pulmonary disease[J].Int Arch Allergy Immunol,2000,123(3):259-267.

[18]Wilson RH,Whitehead GS,Nakano H,et al.Allergic sensitization through the airway primes Th17-dependent neutrophilia and airway hyperresponsiveness[J].Am J Respir Crit Care Med,2009,180(8):720-730.

[19]Abdelilah S,Latifa K,Esra N,et al.Functional expression of IL-9 receptor by human neutrophils from asthmatic donors:role in IL-8 release[J].J Immunol,2001,166(4):2768-2774.

[20]Lee TH,Assoufi BK,Cromwell O,et al.Exercise-induced asthma and the mast cell[J].Lancet,1983,2(8342):164-165.

[21]Lee TH,Brown MJ,Nagy L,et al.Exercise-induced release of histamine and neutrophil chemotactic factor in atopic asthmatics[J].J Allergy Clin Immunol,1982,70(2):73-81.

[22]Berry M,Morgan A,Shaw DE,et al.Pathological features and inhaled corticosteroid response of eosinophilic and non-eosinophilic asthma[J].Thorax,2007,62(12):1043-1049.

[23]Woodruff PG,Khashayar R,Lazarus SC,et al.Relationship between airway inflammation,hyperresponsiveness,and obstruction in asthma[J].J Allergy Clin Immunol,2001,108(5):753-758.

[24]季蓉，何權(quán)瀛．對(duì)中性粒細(xì)胞在哮喘發(fā)病機(jī)制中的新認(rèn)識(shí)[J]．國外醫(yī)學(xué)(呼吸系統(tǒng)分冊(cè))，2005，25(4)：314-316．

doi:·綜述·10.3969/j.issn.1671-8348.2016.17.039

*基金項(xiàng)目：廣西高?？茖W(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目 (YB2014068)。

作者簡介：陳曉麗(1985-)，醫(yī)師，碩士，主要從事支氣管哮喘研究工作?！魍ㄓ嵶髡?，Tel:(028)81642226;E-mail：ldyy666@163.com。

[中圖分類號(hào)]R562.2

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

[文章編號(hào)]1671-8348(2016)17-2411-03

(收稿日期：2015-12-21修回日期：2016-02-14)