鼻黏膜上皮在慢性鼻竇炎鼻息肉發(fā)病中的作用研究進(jìn)展*

劉江怡 廖敏 李雙 毛弈友 陳卓 陳杰 楊玉成

慢性鼻-鼻竇炎（Chronic Rhinosinusitis，CRS）是一種氣道常見疾病，影響5%～10%的普通人群，臨床上分為不伴（CRS without nasal polyps,CRSsNP）或伴息肉（CRS with nasal polyps,CRSwNP）。CRS發(fā)病機(jī)制不清，Lam K等[1]總結(jié)了近20年來六個(gè)主要假說，包括強(qiáng)調(diào)環(huán)境因素的真菌假說、超抗原假說、生物膜假說和微生物群假說，以及二十碳烯酸假說和免疫屏障假說。這些假說都不能完全解釋CRS的發(fā)病原因，但表明CRS是個(gè)體宿主因素和外源因素之間相互作用致鼻黏膜功能失調(diào)的結(jié)果。免疫屏障假說是迄今為止對(duì)CRS病因和發(fā)病機(jī)制解釋最廣泛和最全面的假說，它與其他假說沒有明顯的理論沖突。其主要觀點(diǎn)認(rèn)為CRS中存在鼻黏膜機(jī)械性和免疫屏障缺陷，外源性微生物、過敏原、有害物等暴露增加，導(dǎo)致過度的細(xì)胞和適應(yīng)性免疫反應(yīng)，最終導(dǎo)致鼻黏膜慢性炎癥[2]。由此可以看出，鼻黏膜上皮在CRS發(fā)病中起重要作用。本文就鼻黏膜上皮在CRSwNP發(fā)病中的作用進(jìn)行綜述如下。

1 正常鼻黏膜上皮結(jié)構(gòu)與功能

鼻黏膜上皮是內(nèi)外環(huán)境之間的屏障，占鼻黏膜大部分的呼吸部為假?gòu)?fù)層柱狀纖毛上皮，由柱狀纖毛細(xì)胞、柱狀細(xì)胞、杯狀細(xì)胞和基底細(xì)胞組成。杯狀細(xì)胞分泌黏液蛋白，與水結(jié)合形成黏液，黏著灰塵和細(xì)菌，纖毛柱狀細(xì)胞表面密集的纖毛通過節(jié)律性的擺動(dòng)將含有灰塵、細(xì)菌的黏液排除[3]。呼吸上皮最基本的功能依賴于它在細(xì)胞之間形成緊密連接（Tight Junctions,TJs）的能力，在氣道腔和上皮下組織之間形成物理屏障。TJs是控制細(xì)胞間黏附和溶質(zhì)通過內(nèi)皮和上皮細(xì)胞膜的細(xì)胞旁轉(zhuǎn)運(yùn)的大分子組件，由跨膜蛋白（Claudins等）、胞漿附著蛋白（OZ-1等）與細(xì)胞骨架蛋白相連組成，通過封閉上皮細(xì)胞之間的間隙限制大分子的進(jìn)出，調(diào)節(jié)鼻黏膜上皮通透性[4]。

鼻黏膜上皮是鼻部抵御外界入侵的第一道防線，對(duì)保護(hù)黏膜內(nèi)部免受吸入病原體、過敏原和其他刺激物的損傷至關(guān)重要。作為重要的生理屏障，鼻黏膜上皮不僅物理性阻擋和清除隨空氣進(jìn)入呼吸道的顆粒、異物，還作為生物性免疫屏障產(chǎn)生一系列生物活性介質(zhì)參與免疫調(diào)節(jié)及炎癥反應(yīng)[5]。此外，黏蛋白網(wǎng)絡(luò)覆蓋在上皮區(qū)域形成水合保護(hù)屏障，起到過濾、調(diào)溫及濕潤(rùn)的作用。

2 CRSwNP與鼻黏膜上皮缺陷

免疫屏障假說認(rèn)為CRS中廣泛存在機(jī)械性和先天性免疫屏障缺陷。有研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)鼻內(nèi)鏡手術(shù)治療后，牙源性鼻竇炎（Odontogenic sinusitis,OS）比CRSwNP愈后更好[6]。原因在于OS最易感染的上頜竇黏膜在乳頭狀皺褶區(qū)覆蓋有完整的假?gòu)?fù)層柱狀纖毛上皮，其黏膜反應(yīng)為上皮屏障正常的防御反饋機(jī)制，具有健康上呼吸道黏膜的免疫功能。而在健康的下鼻甲感染金黃色葡萄球菌后，一些緊密連接蛋白（Claudins、ZO-3等）表達(dá)上調(diào)，但鼻息肉組織暴露于同種情況后緊密連接蛋白表達(dá)下降[7]，提示CRSwNP患者鼻黏膜上皮存在缺陷。

2.1 CRSwNP鼻黏膜上皮缺陷的表現(xiàn)

CRS鼻黏膜中抗菌酶（溶菌酶和乳鐵蛋白）、防御分子等由上皮分泌的天然抗菌物質(zhì)減少，存在缺陷的抗菌狀態(tài)，這是CRS“免疫屏障假說”的基礎(chǔ)[8]。TJs改變是鼻黏膜上皮屏障功能破壞的共同特征。CRSwNP患者鼻黏膜上皮TJs減少，鼻息肉組織閉塞素和ZO-1表達(dá)均降低，形成多孔允許更多物質(zhì)通過[9]。TJs是促進(jìn)炎癥相關(guān)組織損傷的啟動(dòng)、增強(qiáng)以及消退的關(guān)鍵，它的異常促進(jìn)了炎癥的持續(xù)。

此外，CRSwNP鼻黏膜上皮細(xì)胞還存在天然免疫功能降低，包含纖毛清除率的改變、苦味受體（Bitter taste receptors,T2Rs）、Toll樣受體（Toll-like receptor,TLR）以及一些可以直接殺傷病原體的多肽分子的表達(dá)變化等[10]，當(dāng)受到常見病原體感染時(shí)更容易導(dǎo)致炎癥和息肉的發(fā)生。CRSwNP患者鼻黏膜上皮纖毛的擺動(dòng)頻率的明顯降低導(dǎo)致纖毛清潔能力變差，入侵的細(xì)菌、病毒等病原體更容易入侵上皮，造成上皮損傷[11]。

2.2 CRSwNP鼻黏膜上皮缺陷的形成

過敏原（如花粉）、細(xì)菌、病毒或宿主遺傳缺陷（如纖毛功能不良）等都可能導(dǎo)致鼻竇上皮屏障的破壞[12]。鏈格孢菌和金黃色葡萄球菌等產(chǎn)毒菌株促進(jìn)免疫屏障和機(jī)械屏障的破壞，導(dǎo)致細(xì)菌入侵和細(xì)胞間緊密連接蛋白的降解[2]。近年Valera等[13]發(fā)現(xiàn)金黃色葡萄球菌感染CRSwNP患者上皮細(xì)胞后，通過激活Rho相關(guān)螺旋激酶，導(dǎo)致鼻黏膜修復(fù)延遲、板足突減少和遷移行為減少，傷口愈合延遲。Pfeffer等[14]推測(cè)鼻黏膜上皮屏障中蛋白酶與蛋白酶抑制劑的失衡可能導(dǎo)致CRSwNP中嗜酸性炎癥的發(fā)生和維持。變應(yīng)原衍生的蛋白酶通過直接作用于連接蛋白，結(jié)合細(xì)胞表面蛋白酶激活受體和依賴TLR-4的上皮細(xì)胞激活反應(yīng)三個(gè)主要途徑，啟動(dòng)并維持Th2型黏膜病變的炎癥反應(yīng)[15]。此外，基質(zhì)金屬蛋白酶（Matrix metalloproteinases，MMP）可降解細(xì)胞外基質(zhì)，有助于炎癥細(xì)胞的遷移，在CRSwNP中導(dǎo)致過度炎癥和水腫[16]。炎癥細(xì)胞局部聚集活化，部分脫顆粒釋放毒性較強(qiáng)的堿性蛋白作用造成上皮損傷和脫落[17]。CRSwNP鼻黏膜上皮缺陷的形成為病菌定植、生物膜形成和炎癥持續(xù)提供了一個(gè)“有利”的微環(huán)境。

3 鼻黏膜上皮在鼻息肉形成中的作用

鼻息肉是鼻腔鼻竇黏膜的長(zhǎng)期炎性反應(yīng)引起組織水腫的結(jié)果，主要由來源于中鼻道、鼻道竇口復(fù)合體和篩竇處高度水腫的鼻黏膜從中鼻道、竇口向鼻腔贅生而形成，表現(xiàn)出膠原減少和組織水腫的重塑模式。

3.1 鼻黏膜上皮組織重塑與鼻息肉

鼻息肉的形成與鼻黏膜上皮組織重塑（或重構(gòu)）密切相關(guān)，參與重塑過程的細(xì)胞因子繁多，主要包括轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β1（Transforming growth factorbeta 1,TGF-β1），血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（Vascular endothelial growth factor,VEGF），乏氧誘導(dǎo)因子1α（Hypoxia inducible factor-1α,HIF-1α）等。作為一種抑制炎癥、啟動(dòng)修復(fù)過程和纖維化形成的細(xì)胞因子，TGF-β1信號(hào)在 CRSsNP中表達(dá)增高而在CRSwNP中減少，促進(jìn)了CRSwNP不同于其他CRS亞型纖維化而表現(xiàn)為水腫的重塑模式[18，19]。中鼻道是鼻息肉發(fā)生的常見部位，早期CRSwNP患者中鼻道微環(huán)境存在缺氧的變化[10]。缺氧刺激由HIF-1α介導(dǎo)的促使上皮細(xì)胞向間充質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化的過程，激活成纖維細(xì)胞分泌相關(guān)的基質(zhì)成分，導(dǎo)致上皮組織中基質(zhì)膠原和纖維蛋白沉積以及組織重塑[20]。有研究發(fā)現(xiàn)鼻息肉上皮細(xì)胞中VEGF基因表達(dá)上調(diào)[21]，VEGF在缺氧的強(qiáng)烈誘發(fā)使血管通透性增加，血漿滲出增多，局部組織水腫加重，擠壓造成上皮破裂，可能最終導(dǎo)致鼻息肉形成。

3.2 上皮細(xì)胞因子與鼻息肉

較多研究發(fā)現(xiàn)鼻息肉與花生四烯酸15脂氧合酶（Arachidonate 15-lipoxygenase，ALOX15）、人類淋巴細(xì)胞抗原、白介素（Interleukin，IL）、胸腺基質(zhì)淋巴細(xì)胞生成素（Thymic stromal lymphopoietin，TSLP）等基因突變相關(guān)[22]。鼻黏膜上皮細(xì)胞在各種刺激和細(xì)胞損傷反應(yīng)中產(chǎn)生和釋放細(xì)胞因子IL-25、IL-33和TSLP，它們可影響先天性和適應(yīng)性Ⅱ型免疫，并導(dǎo)致上氣道重塑和病理改變，在CRSwNP中促炎癥刺激下而表達(dá)上調(diào)[5]。如TSLP可作用于Ⅱ型固有淋巴細(xì)胞，釋放Ⅱ型細(xì)胞因子IL-5和IL-13，導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄激活因子3（Transcription activator 3,STAT3）磷酸化，激活樹突狀細(xì)胞介導(dǎo)Th2免疫為主的反應(yīng)[23]。此外，還有研究發(fā)現(xiàn)抗氧化蛋白自然殺傷細(xì)胞促進(jìn)因子B（Natural killer cell enhancing factor B,NKEFB）在CRSsNP患者中表達(dá)較高，而在鼻息肉組織中表達(dá)較低[24]，提示鼻黏膜可能存在抗氧化應(yīng)激能力的減弱或先天缺陷，氧自由基清除減少導(dǎo)致慢性炎癥遷延不愈以及鼻息肉的形成。鼻黏膜的持續(xù)炎癥，可激活嗜酸性粒細(xì)胞、單核-巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞釋放更多炎癥因子和趨化因子，從而刺激鼻息肉上皮細(xì)胞不斷增生使鼻息肉發(fā)生發(fā)展。

3.3 上皮組織水腫與鼻息肉

組織間液水腫是鼻息肉形成過程中重要的病理機(jī)制，多種因素均可導(dǎo)致鼻黏膜上皮細(xì)胞Na+和Cl－通道的異常以及Na+回吸收增多引起水腫。上皮細(xì)胞鈉通道（Epithelial sodium channel,ENaC）是貫穿于細(xì)胞膜兩側(cè)的大分子物質(zhì)，其啟閉直接影響細(xì)胞膜兩側(cè)的鈉離子度。CRSwNP的黏膜上皮細(xì)胞中ENaC異常，Na+內(nèi)流和水吸收的增加導(dǎo)致氣道表面容積減少，促進(jìn)由黏液纖毛清除受損和黏膜水腫所致的阻塞[25]。Na+回吸收增多的同時(shí)攜帶的水分子經(jīng)過水通道蛋白(Aquaporins,AQPs)進(jìn)入組織間液。有研究發(fā)現(xiàn)與CRSsNP以及正常人相比，鼻息肉組織中AQP-5表達(dá)明顯增高[26]。此外，腭、肺及鼻咽上皮克隆蛋白（palate,lung,and nasal epithelium clone,PLUNC）作為鼻黏膜上皮細(xì)胞外鈉通道活化抑制劑在CRSwNP中表達(dá)降低，導(dǎo)致鈉通道過度表達(dá)和水分子跨上皮轉(zhuǎn)運(yùn)增多，引起水腫[27]。

4 針對(duì)鼻黏膜上皮的治療展望

鼻黏膜上皮在CRSwNP發(fā)病中起重要作用，目前以鼻黏膜上皮為靶點(diǎn)的治療研究還較少，且無有效藥物應(yīng)用于臨床，這可能是未來進(jìn)一步研究的方向。缺氧和炎癥刺激使得VEGF表達(dá)上調(diào)加速早期息肉的形成，局部調(diào)節(jié)VEGF的表達(dá)可作為治療CRSwNP的策略之一；HIF-1α在鼻息肉組織重塑中起重要作用，抗HIF-1α治療可能會(huì)成為治療鼻息肉的方法之一；IL-25、IL-33和TSLP作為上皮分泌的，促進(jìn)上呼吸道Ⅱ型炎癥的細(xì)胞因子，也可作為CRSwNP的治療靶點(diǎn)；靶向上調(diào)內(nèi)源性蛋白酶抑制劑如人半胱氨酸蛋白酶抑制劑能有效抑制TJs的斷裂，恢復(fù)CRS鼻黏膜上皮蛋白酶和蛋白酶抑制劑的平衡，可能是CRSwNP治療策略之一[28]。

非藥理學(xué)方法在黏膜上建立一個(gè)機(jī)械屏障，以減少過敏原、刺激物、病原體及其毒力因子和觸發(fā)因子與黏膜之間的接觸，有助于預(yù)防或逆轉(zhuǎn)由多種因素引起的黏膜破壞，在改善腸道屏障功能中已有應(yīng)用[29]，對(duì)治療鼻腔疾病還需進(jìn)一步探索?？傊?，針對(duì)鼻黏膜上皮進(jìn)一步探索CRSwNP的發(fā)病機(jī)制及其預(yù)防和治療新方法必將成為新方向之一。