肺間質(zhì)細(xì)胞在肺炎支原體肺炎中的作用及中醫(yī)藥干預(yù)研究進(jìn)展*

李艷嬌 ，李煥敏 ，李新民 △

（1.天津中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院、國家中醫(yī)針灸臨床醫(yī)學(xué)研究中心，天津 300380；2.天津中醫(yī)藥大學(xué)，天津 300160）

肺由氣管和血管兩大系統(tǒng)構(gòu)成它的主要功能單位。在這些上皮層和內(nèi)皮層之間有彈性基質(zhì)、淋巴管、平滑肌、駐留和遷移的白細(xì)胞以及不典型的間充質(zhì)細(xì)胞[1]。這些位于肺間質(zhì)的細(xì)胞是抵御病原體入侵和肺損傷的有力屏障。肺炎支原體是兒童和成人呼吸道感染的主要病原體之一，肺炎支原體肺炎（MPP）在5歲以下的兒童中多發(fā)[2]。間質(zhì)性炎癥是MPP主要的病理變化之一，特別是在嬰幼兒，影像學(xué)常表現(xiàn)為類病毒性肺炎的間質(zhì)性改變[3]，病理組織切片可見肺間質(zhì)增寬、水腫，炎性細(xì)胞浸潤以及成纖維細(xì)胞肥大增生等現(xiàn)象。肺間質(zhì)細(xì)胞在應(yīng)對病原菌入侵和肺損傷時(shí)，首先是血小板溢出血管，堵住傷口。然后駐留組織的巨噬細(xì)胞活化，吞噬病原體，釋放細(xì)胞因子，招募白細(xì)胞，啟動免疫應(yīng)答。最后，成纖維細(xì)胞活化分泌細(xì)胞外基質(zhì)，修復(fù)組織損傷。該過程中還有肺間充質(zhì)細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞等細(xì)胞的參與。本文主要介紹參與肺間質(zhì)炎癥的主要細(xì)胞在MPP中的研究進(jìn)展以及中醫(yī)藥干預(yù)治療的現(xiàn)狀。

1 血小板——組織損傷的第一反應(yīng)者

血小板是由巨核細(xì)胞（MKs）衍生的含有殘核的小細(xì)胞。在感染和炎癥的刺激下，MKs可以與Toll樣受體（TLRs）結(jié)合[4]，呈現(xiàn)獨(dú)特的破裂形態(tài)[5]，不僅能直接快速調(diào)節(jié)血小板的產(chǎn)生，而且能通過OVA-MHC I復(fù)合物預(yù)先啟動血小板[6]，加速血小板對組織血管損傷的快速識別。血管損傷后細(xì)胞外基質(zhì)一旦暴露，血小板便迅速與之結(jié)合并被激活，暴露豐富的磷脂酰絲氨酸表面，啟動凝血過程。目前，除了止血功能，血小板在病原體清除、炎癥反應(yīng)及免疫應(yīng)答等生理病理過程中的關(guān)鍵作用也已經(jīng)成為共識[7]。

病原體侵入機(jī)體的最直接的途徑就是損傷組織或?qū)愇飵胙?。血小板是最先到達(dá)損傷部位的細(xì)胞，中性粒細(xì)胞和單核細(xì)胞都是通過血小板P-選擇素“滾動”并被招募到病變部位的[8]，并通過血小板介導(dǎo)的白細(xì)胞整合素ERK1/2MAPK依賴的構(gòu)象變化，外滲到血管周圍組織[9]。血小板不僅可以定位、附著在循環(huán)中細(xì)菌病變部位[10]，分泌多種細(xì)胞因子直接殺傷微生物[11]，還可以觸發(fā)炎癥反應(yīng)，與免疫系統(tǒng)廣泛合作，作為止血、炎癥、免疫3大系統(tǒng)的共同介質(zhì)參與組織修復(fù)。一方面血小板分泌TNF-α、TGF-β、血小板因子4等刺激中性粒細(xì)胞釋放活性氧，表達(dá)NETs[12]，另一方面輔助巨噬細(xì)胞內(nèi)化病原體[13]，并與細(xì)胞毒性T細(xì)胞協(xié)作[14]，識別并清除病原體。血小板也能夠引發(fā)對病原體的過度反應(yīng)，從而導(dǎo)致全身休克和血小板減少[15]，有研究表明，在急性肺損傷中，抑制血小板-中性粒細(xì)胞聚集可改善氣體交換，降低血管通透性，延長患者生存期[16]?？梢?，血小板在炎癥反應(yīng)中起著雙刃劍的作用，血小板的功能狀態(tài)以及疾病的走向受到微環(huán)境的嚴(yán)格調(diào)控。

肺炎支原體患兒存在不同程度的凝血功能紊亂及內(nèi)皮細(xì)胞損傷，有臨床資料顯示肺炎支原體肺炎組患兒相比健康組患兒D-D、Fbg上調(diào)，PT、APTT下調(diào)，ET-1、CEC計(jì)數(shù)明顯升高[17-18]，提示肺血管內(nèi)皮細(xì)胞受損，血小板-免疫細(xì)胞聚集體（PLA）被激活，在TNF-α、IL-8等炎癥因子的參與下，血液呈現(xiàn)高凝狀態(tài)。篩選PLA的水平被認(rèn)為是是血小板活化的敏感標(biāo)志物和開發(fā)新的治療措施的靶點(diǎn)，但該研究尚在起步階段，有待進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

2 巨噬細(xì)胞——抵抗肺炎支原體感染的主力軍

巨噬細(xì)胞作為一種經(jīng)典的最早出現(xiàn)的固有免疫細(xì)胞類群，通過吞噬和抗原提呈作用構(gòu)成了人體復(fù)雜免疫系統(tǒng)的基石，尤其是組織駐留型巨噬細(xì)胞在器官發(fā)生和免疫穩(wěn)態(tài)中的重要作用更是不容忽視。由于肺臟特殊的生理結(jié)構(gòu)，巨噬細(xì)胞在功能和定位上可以分為兩種，一種是高度暴露于外來刺激的肺泡巨噬細(xì)胞，這種細(xì)胞群對來自微生物或損傷的信號的敏感性很低，而且反應(yīng)時(shí)不產(chǎn)生高水平的促炎和促纖維化細(xì)胞因子[19]，不能作為哨兵部署。相比之下，另外一種肺部巨噬細(xì)胞具有更高的免疫警覺性及反應(yīng)能力，這部分巨噬細(xì)胞定位在內(nèi)皮層和上皮層之下，能夠更好的應(yīng)對肺泡血管屏障的損傷、病原體的入侵。巨噬細(xì)胞起源于血管中的單核細(xì)胞，而可塑性是單核吞噬細(xì)胞系統(tǒng)的標(biāo)志。定植在肺部的巨噬細(xì)胞可以是固定不動的，也可以通過變形蟲樣的運(yùn)動方式移動，其不同的狀態(tài)是由所處的微環(huán)境決定的[20]。微環(huán)境信號通過調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞受體表達(dá)和偶聯(lián)來調(diào)節(jié)和塑造趨化因子的作用。當(dāng)周圍存在大量的促炎因子IFN-γ、LPS時(shí)，巨噬細(xì)胞多極化成M1型，表達(dá)并分泌趨化因子CCL2、CCL3、CXCL10，M1 型巨噬細(xì)胞多具有促炎、殺菌和吞噬功能；當(dāng)環(huán)境中細(xì)胞因子以IL-4、TLRs、IL-10為主時(shí)，巨噬細(xì)胞可分別極化成M2a、M2b、M2c。M2型巨噬細(xì)胞（主要是M2a）多表達(dá)CCL17、CCL22等趨化因子，參與組織修復(fù)和重塑、寄生蟲的殺滅和包封、基質(zhì)沉積和重塑以及腫瘤血管生成和免疫逃逸[21-23]。

Lee YC等通過臨床數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，MPP感染過程中巨噬細(xì)胞相關(guān)趨化因子有獨(dú)特的變化。肺炎支原體肺炎患者經(jīng)過常規(guī)抗生素和（或）糖皮質(zhì)激素治療后，血漿M1相關(guān)趨化因子降低，M2相關(guān)趨化因子升高[24]。這表明在MPP感染的急性期，由于M1型巨噬細(xì)胞強(qiáng)大的細(xì)胞毒效應(yīng)，可以有效抵抗胞內(nèi)病原菌肺炎支原體的感染，M1相關(guān)趨化因子與M2相關(guān)趨化因子相比表達(dá)水平更突出。然而炎癥常表現(xiàn)為巨噬細(xì)胞的動態(tài)變化，活化的M1細(xì)胞參與初始炎癥，M2細(xì)胞與慢性炎癥的消退有關(guān)。M1/M2巨噬細(xì)胞平衡極化決定了炎癥或損傷器官的命運(yùn)[25]。Lee YC進(jìn)一步將患者分為難治性肺炎支原體肺炎（RMPP）組和非難治性肺炎支原體肺炎（NRMPP）組，比較治療前后的趨化因子變化，發(fā)現(xiàn)NRMPP組遵循M1向M2相關(guān)趨化因子轉(zhuǎn)移的模式，而在RMPP組不存在這種現(xiàn)象[24]，可能是在RMPP組中M1/M2巨噬細(xì)胞平衡極化被打破，以促炎功能為主的M1型巨噬細(xì)胞始終占主導(dǎo)地位，進(jìn)而造成了嚴(yán)重的肺組織的破壞。

由此可見，巨噬細(xì)胞在MPP的發(fā)病機(jī)制及疾病恢復(fù)中扮演著重要的角色。隨著實(shí)驗(yàn)室技術(shù)的發(fā)展，這些角色的具體表現(xiàn)不斷被揭示。有研究表明，肺炎支原體肺炎可以通過巨噬細(xì)胞的TLR2、TLR4和自噬誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)[26]。NLRP3表達(dá)缺失的小鼠在急性感染時(shí)不能在氣道產(chǎn)生IL-1β，導(dǎo)致巨噬細(xì)胞細(xì)胞活化不足，進(jìn)而延遲病原體的清除[27]。肺炎支原體可激活MyD88-NFκB信號通路，增強(qiáng)巨噬細(xì)胞的吞噬作用[28]。巨噬細(xì)胞可經(jīng)由熱休克蛋白1啟動對肺炎支原體感染的防御過程[29]。巨噬細(xì)胞激活TLR2產(chǎn)生的二十烷類化合物，可以被肺表面活性物質(zhì)棕櫚酰油酰磷脂酰甘油所抑制，進(jìn)而減輕炎癥進(jìn)程[30]。

巨噬細(xì)胞存在于所有組織中，因此是治療各種疾病的一個(gè)極具吸引力的治療靶點(diǎn)。巨噬細(xì)胞在體內(nèi)和體外向理想表型的可控激活將為一些炎癥性和增殖性疾病提供有效的治療方法[31]。如在肺部感染后期，巨噬細(xì)胞向M2型極化過多，會分泌大量膠原蛋白來促進(jìn)組織修復(fù)，造成肺間質(zhì)膠原沉積，嚴(yán)重時(shí)形成肺纖維化[32]，治療肺纖維化的前景藥物可以把促進(jìn)M2型巨噬細(xì)胞重新編程為M1型巨噬細(xì)胞為治療靶點(diǎn)。目前該類藥物在哮喘相關(guān)的肺纖維化中的研究工作正在逐步開展[33]。

3 成纖維細(xì)胞——組織修復(fù)的“雙面”手

成纖維細(xì)胞是人類肺中的主要結(jié)構(gòu)細(xì)胞，負(fù)責(zé)產(chǎn)生細(xì)胞外基質(zhì)成分，為正確的肺功能提供必要的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。駐留在肺部的成纖維細(xì)胞從不同的前體分化，并定位在上皮細(xì)胞下，或分散在上皮層和內(nèi)皮層之間的間質(zhì)中[34]。上皮下成纖維細(xì)胞可以協(xié)助上皮細(xì)胞保護(hù)氣道屏障，啟動免疫反應(yīng)，招募炎癥細(xì)胞；間質(zhì)和血管周圍的成纖維細(xì)胞主要參與形成和維持血管網(wǎng)絡(luò)，修復(fù)并維持肺的穩(wěn)態(tài)。當(dāng)維持或恢復(fù)組織的穩(wěn)態(tài)時(shí)，這些效應(yīng)是有益的，但當(dāng)延長、過度或復(fù)發(fā)時(shí)，這些效應(yīng)可能會變得病理性。當(dāng)肺部發(fā)生炎癥時(shí)，肺上皮細(xì)胞可以分泌 TGF-β、PGE2、Shh、WISP1 和 IL-1α 等細(xì)胞因子，這些細(xì)胞因子可以直接激活成纖維細(xì)胞，也可以先刺激肺部的哨兵M2型巨噬細(xì)胞，M2型巨噬細(xì)胞再旁分泌S100A4[35]，激活肺成纖維細(xì)胞，產(chǎn)生重復(fù)性的Ca2+振蕩[36]，在轉(zhuǎn)錄因子的調(diào)控下自生成轉(zhuǎn)化生長因子β，表達(dá)α-平滑肌肌動蛋白（α-SMA），分化為肌成纖維細(xì)胞[37]，持續(xù)的肌成纖維細(xì)胞活化可促使組織纖維化，造成肺部進(jìn)行性瘢痕引起肺功能下降。

通常位于粘膜下層的成纖維細(xì)胞不會與我們現(xiàn)在所知的駐留在氣道中的共生微生物直接相互作用。然而，在肺泡巨噬細(xì)胞和上皮細(xì)胞受損的情況下，例如，在導(dǎo)致肺炎的嚴(yán)重病毒感染期間，病原體可以侵入肺間質(zhì)。在這種情況下，成纖維細(xì)胞可能是病原體入侵的另一種免疫屏障，它不僅可以作為先天免疫的效應(yīng)器，也可以輔助巨噬細(xì)胞對病原體抗原的處理，呈遞給CD4+T細(xì)胞[38]，進(jìn)而啟動免疫應(yīng)答，抵御病原體入侵。但也有研究顯示，成纖維細(xì)胞與免疫球蛋白合作，可以促進(jìn)炎癥的進(jìn)展，甚至惡化肺炎的預(yù)后。Arakawa S等發(fā)現(xiàn)氣道粘膜分泌型IgA（sIgA）可以刺激成纖維細(xì)胞產(chǎn)生IL-6、IL-8、單核細(xì)胞趨化蛋白（MCP-1）和粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子（GMCSF），驅(qū)動炎癥進(jìn)展，但與轉(zhuǎn)化生長因子-β相比，sIgA還能促進(jìn)肺成纖維細(xì)胞產(chǎn)生α-SMA和I型膠原，促進(jìn)肺成纖維細(xì)胞的增殖和膠原凝膠的收縮[39]，影響肺炎的預(yù)后。

在MPP感染中，成纖維細(xì)胞除展現(xiàn)出在普通肺炎中的應(yīng)答能力外，還具有其獨(dú)特的生理病理表現(xiàn)。有人利用MP培養(yǎng)上清液刺激人成纖維細(xì)胞，檢測出大量活性氧的釋放。且刺激因子只持續(xù)5 min，在隨后的幾個(gè)小時(shí)，成纖維細(xì)胞的低水平化學(xué)發(fā)光不斷增強(qiáng)。但在更換培養(yǎng)液后，成纖維細(xì)胞卻呈現(xiàn)正常的增殖模式，說明MP培養(yǎng)液雖然對成纖維細(xì)胞具有很強(qiáng)的刺激作用，但造成的損傷不是致死性的，是可逆性的[40]。結(jié)合臨床資料顯示，持續(xù)的MPP感染和炎癥刺激能引起患兒發(fā)生肺纖維化的并發(fā)癥[3]。而將病理細(xì)胞推向健康狀態(tài)的新療法能使患者受益。未來的研究必將集中在表觀遺傳變化上，這些變化可以被修改以減少肌成纖維細(xì)胞的分化和過度激活的細(xì)胞存活途徑。TGF-β是病理性成纖維細(xì)胞持久性的驅(qū)動因素，利用抗體整合素αvβ6阻斷活性TGF-β的形成，可以靶向減少成纖維細(xì)胞的活化[41]，這種方法相對安全且容易實(shí)施。

4 中醫(yī)藥干預(yù)治療MPP的研究進(jìn)展

歷史上，傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)作為一門經(jīng)驗(yàn)性科學(xué)，為當(dāng)今的臨床實(shí)踐和基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。經(jīng)過兩千多年的發(fā)展，中醫(yī)藥已經(jīng)形成了從診斷到預(yù)后的全面而獨(dú)特的體系，在人類疾病的防治中發(fā)揮著重要作用。近代醫(yī)家及生物醫(yī)學(xué)工作者對中醫(yī)藥治療小兒MPP的療效機(jī)制研究方面做了大量的工作，現(xiàn)概述如下。

中藥復(fù)方與西藥常規(guī)療法比較在改善肺間質(zhì)炎癥和調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答等方面有獨(dú)特的優(yōu)勢。Xiao Z等發(fā)現(xiàn)無論是在臨床上還是在小鼠模型中，清肺通絡(luò)方較阿奇霉素，在血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）、血栓調(diào)節(jié)蛋白（TM）、IL-6和IL-10的表達(dá)水均明顯降低，表明清肺通絡(luò)方能明顯改善血管通透性，調(diào)節(jié)肺部微循環(huán)[42]。Yang A.J等電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，阿奇霉素聯(lián)合清肺合劑治療組肺毛細(xì)血管基底膜較阿奇霉素或清肺合劑治療組明顯變薄，MPP間質(zhì)性炎癥的標(biāo)志性炎癥分子IL-17水平明顯降低[43]。中成藥槐芪黃顆粒[44]和雙黃連口服液[45]可以通過調(diào)節(jié)血清IgA、IgG、IgM水平，平衡Th1/Th2細(xì)胞因子比例等方式，抑制MP感染造成的免疫損傷。

采用系統(tǒng)藥理學(xué)方法與文獻(xiàn)數(shù)據(jù)挖掘相結(jié)合的方法，分析中藥活性成分、藥物靶點(diǎn)和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑之間的相互關(guān)系，探討中草藥對MPP的療效機(jī)制，發(fā)現(xiàn)麻黃、苦杏仁、桔梗、甘草、黃芩等治小兒MPP的常用中草藥可能通過調(diào)節(jié)TNF、β-2AR和PTGS2影響上皮細(xì)胞凋亡和免疫應(yīng)答等過程[46]。治療小兒MPP常用中草藥的提取成分對血小板、巨噬細(xì)胞和成纖維細(xì)胞在肺間質(zhì)炎癥的作用研究也有一定的進(jìn)展。例如黃連提取成分小檗堿具有抑制凝血酶誘導(dǎo)的血小板聚集和減少致密顆粒中三磷酸腺苷（ATP）釋放的活性[47]，丹參提取物丹參酮IIA可以提高巨噬細(xì)胞的抗氧化功能[48]，還有研究表明，虎杖苷可以通過抑制MP感染后NLRP3炎癥小體和NF-κB通路，抑制炎癥反應(yīng)和肺纖維化的發(fā)展[49]。

5 小結(jié)

綜上所述，越來越多的學(xué)者已經(jīng)重視對小兒MPP肺間質(zhì)炎癥病變機(jī)制及中醫(yī)藥干預(yù)治療的研究，并取得了較好的進(jìn)展。但目前對MPP發(fā)病機(jī)制研究多集中在免疫損傷，故對參與肺間質(zhì)炎癥的巨噬細(xì)胞的報(bào)道較血小板和成纖維細(xì)胞更為深入，造成了人們對3種細(xì)胞在MP感染時(shí)的功能聯(lián)系的理解存在盲區(qū)，尚未全面呈現(xiàn)MP感染時(shí)肺間質(zhì)微環(huán)境的獨(dú)特變化。中醫(yī)藥干預(yù)治療MPP的療效確切，但機(jī)制研究多為面對點(diǎn)式，或點(diǎn)對面式，且實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)展緩慢，有待革新技術(shù)手段，改良研究方法，運(yùn)用更加嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維進(jìn)一步探討和驗(yàn)證中醫(yī)藥治療MPP的作用機(jī)制。