免疫炎癥在肺動脈高壓中的研究進展

繆美琪 馮曉嵐 尹小龍 戴海龍

肺高血壓(PH)是一類常見的肺血管疾病，其主要病理生理學(xué)特征是靜息狀態(tài)下肺動脈壓力升高，同時合并不同程度的右心功能衰竭。肺動脈高壓(PAH)是由于肺小動脈重塑導(dǎo)致肺血管阻力(PVR)和肺動脈壓力的升高[1]。PAH的發(fā)生發(fā)展過程與肺血管結(jié)構(gòu)和(或)功能異常密切相關(guān)，但PAH的發(fā)病機制尚未完全闡明。近年來越來越多的研究顯示,免疫炎癥在PAH的發(fā)生發(fā)展中起關(guān)鍵作用[2]。

一、免疫細胞

1.T淋巴細胞：T淋巴細胞(簡稱T細胞)在PAH的血管重塑中起十分關(guān)鍵的作用。相關(guān)研究結(jié)果指出，CD4+T細胞是一種炎性浸潤細胞，在PAH的肺血管重塑中起一定作用[3]。有研究發(fā)現(xiàn)PAH大鼠肺部CD4+T細胞數(shù)量升高的同時，CD8+T細胞數(shù)量下降[4]。調(diào)節(jié)性T細胞(Treg細胞)的主要功能包括誘導(dǎo)自我耐受和抑制自身免疫反應(yīng)。Wang等[5]研究結(jié)果顯示，通過增加Treg細胞可以有效地減輕左心室衰竭小鼠的肺部炎癥，減輕右心室肥厚和進一步的左心室功能障礙。與此同時，有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，在特發(fā)性PAH(IPAH)患者的肺動脈中輔助性T細胞(Th細胞)和細胞毒性T細胞募集，Treg細胞水平降低[6]。上述研究結(jié)果提示，在肺血管重構(gòu)中，Th細胞和細胞毒性T細胞促進炎癥，而Treg細胞能夠抑制炎癥，改善肺血管重構(gòu)。

2.B淋巴細胞：B淋巴細胞(簡稱B細胞)可以由CD4+細胞刺激分化而成，并被激活分泌多種自身抗體如抗核抗體(ANA)。CD19-hBTK轉(zhuǎn)基因小鼠中B細胞特異性布魯頓酪氨酸激酶(BTK)過表達可誘導(dǎo)ANA的產(chǎn)生[7]。Heukels等[7]研究發(fā)現(xiàn)，肺損傷與B細胞活化增強相結(jié)合足以誘發(fā)小鼠的PAH癥狀，同時在IPAH患者中，B細胞受體信號(BCR)傳導(dǎo)增加和循環(huán)Th17細胞極化增加，表明適應(yīng)性免疫激活可能有助于IPAH的血管重塑和疾病發(fā)生。

3.肥大細胞：肥大細胞(MCs)在骨髓生成，內(nèi)部充斥著富含肝素鈉和組胺的囊泡小體，常見于各組織中。Xu等[8]研究結(jié)果顯示，野百合堿(MCT)誘導(dǎo)的PAH雄性SD大鼠肺組織中存在MCs的過度浸潤和脫顆粒，提示MCs在肺血管重塑中具有關(guān)鍵作用。Liu等[9]的研究結(jié)果表明，MCs在急性缺氧的條件下能快速募集、誘導(dǎo)和分泌類胰蛋白酶、白細胞介素(IL)-6、組胺(His)、5-羥色胺(5-HT)及血管緊張素Ⅱ(AngⅡ)等細胞因子，從而進一步促進肺微血管收縮，參與肺血管重塑并增加肺動脈壓力，促進慢性PAH的形成。

4.巨噬細胞：對于PAH患者而言，巨噬細胞的募集能夠?qū)е路窝芾w維化，在疾病的發(fā)生發(fā)展過程中起十分關(guān)鍵的作用。有學(xué)者指出，降低巨噬細胞數(shù)量能夠有效控制PAH進展。Tian等[10]指出，巨噬細胞受刺激產(chǎn)生白三烯B4(LTB4)，進而損傷肺動脈內(nèi)皮細胞(PAECs)致其凋亡，導(dǎo)致PH，且LTB4的拮抗作用能夠在一定程度上減緩PH的發(fā)生。此外，巨噬細胞在炎癥環(huán)境下極化，不僅能夠誘導(dǎo)如腫瘤壞死因子(TNF)-α等促炎癥因子的分泌，還能夠在一定程度上分泌如血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)等生長因子，其與血管壁的相關(guān)受體相結(jié)合，誘導(dǎo)血管壁細胞的增殖，從而導(dǎo)致血管重構(gòu)，誘導(dǎo)PAH[11]。

5.其他細胞：PAH的發(fā)生發(fā)展中還伴隨中性粒細胞、自然殺傷細胞(NK細胞)及樹突狀細胞(DC細胞)等免疫細胞的參與。Wang等[12]發(fā)現(xiàn)髓樣DC細胞數(shù)量在IPAH患者外周血中減少，并伴有功能缺失。目前，已在PAH患者及多種嚙齒動物疾病模型中發(fā)現(xiàn)NK細胞數(shù)量減少及功能受損。R?tsep等[13]報告了NK細胞功能不全的小鼠模型(Nfil3-/-和Ncr1-Gfp)中PAH的發(fā)展，如右心室收縮壓(RVSP)增加和肺動脈肌化；同時表明，在NK細胞嚴(yán)重受損或丟失的情況下，血管異?？赡軙龇窝h(huán)并影響全身血管功能。這些發(fā)現(xiàn)強烈支持NK細胞在維持肺和全身血管穩(wěn)態(tài)中的作用，并表明NK細胞損傷是PAH發(fā)病機制的重要因素。髓過氧化物酶(MPO)是一種在中性粒細胞中大量表達的酶，可通過Rho激酶在體內(nèi)和體外促進肺血管收縮，Klinke等[14]在Mpo-/-小鼠肺中觀察到MPO大量增加，發(fā)現(xiàn)Mpo-/-小鼠可抵抗缺氧引起的PAH，而在SuHx大鼠模型中，PAH可被MPO抑制劑AZM198減弱。

二、炎癥因子

PAH患者血管周圍出現(xiàn)明顯的炎癥細胞浸潤，免疫細胞受到刺激后生成的炎癥因子能夠調(diào)節(jié)造血系統(tǒng)功能的信號蛋白，促進機體發(fā)生炎癥反應(yīng)，進而參與PAH進展。

1.IL-1β：IL-1可由平滑肌細胞(SMC)產(chǎn)生，分為α、β兩種。Voelkel等[15]提出，在MCT誘導(dǎo)的PAH大鼠肺中會生成過多的IL-1β，連續(xù)注射重組IL-1受體拮抗劑(anakinra)會極大程度地降低肺動脈壓，達到逆轉(zhuǎn)右心室肥大的效果。Trankle等[16]的實驗結(jié)果初步表明，在PAH和右心衰竭(簡稱右心衰)患者中使用anakinra阻斷IL-1安全且可行。將來需要進一步研究來驗證這些發(fā)現(xiàn)并探索這種策略的治療潛力。

2.IL-6：作為一類多效促炎細胞因子，PAH患者和PAH動物模型的肺與血清中IL-6水平會有所上升，且家族性肺動脈高壓(FPAH)和IPAH患者的預(yù)后與IL-6水平的升高存在密切聯(lián)系[17]。在缺氧誘導(dǎo)的PH模型中，IL-6 mRNA和蛋白表達水平升高，IL-6基因敲除小鼠的PAH和右心室肥厚得到改善[18]。盡管有大量數(shù)據(jù)證實肺血管疾病患者出現(xiàn)了IL-6水平升高，但IL-6參與PAH形成的機制尚不清楚。

3.TNF-α：TNF-α是重要的免疫調(diào)節(jié)因子，能夠促進肺動脈平滑肌細胞(PASMCs)的增殖水平，誘導(dǎo)血管重塑[18]。研究發(fā)現(xiàn)在左心疾病引起的PH早期，炎癥反應(yīng)參與肺血管重構(gòu)，肺靜脈發(fā)生炎癥的持續(xù)時間及相關(guān)因子的表達早于肺動脈和肺組織。肺靜脈機械牽張可能通過牽張激活離子通道(SAC)/有絲分裂原激活蛋白激酶 (MAPKs)通路的介導(dǎo)上調(diào)IL-6、TNF-α的表達[18]，這為未來的臨床治療提供了新的靶點。

4.巨噬細胞移動抑制因子(MIF)：作為一種多效性上游促炎介質(zhì)，MIF是PH治療的一個有前景的分子靶點，因為MIF有助于血管周圍炎癥和肺動脈重塑[19]。Lv等[20]的研究數(shù)據(jù)顯示，PAH患者的MIF水平升高，MIF水平與平均肺動脈壓力(mPAP)之間具有相關(guān)性。多聚二磷酸腺苷核糖(PAR)聚合酶(PARP)-1、PAR、凋亡誘導(dǎo)因子(AIF)及MIF水平升高可能與細胞增殖或凋亡有關(guān)；然而,當(dāng)這些因素共同作用時，可能會發(fā)生新型細胞死亡(parthanatos)。目前還缺乏關(guān)于PH中parthanatos的報道，但有各種跡象表明，parthanatos可能存在于PH的發(fā)生和發(fā)展過程中。

三、趨化因子

炎癥在PAH的發(fā)展中起核心作用，免疫細胞的募集和功能受趨化細胞因子(也被稱為趨化因子)的嚴(yán)格調(diào)控。PAH的發(fā)生和進展與肺血管系統(tǒng)中幾種趨化因子及趨化因子受體的表達失調(diào)有關(guān)。

1.CX3CL1/CX3CR1：Fractalkine(CX3CL1)是通常情況下存在于內(nèi)皮細胞中的一種免疫趨化因子。一般在神經(jīng)元、內(nèi)皮細胞及上皮細胞等其他非淋巴譜系中表達，并通過跨膜受體(CX3CR1)發(fā)揮介導(dǎo)白細胞募集的作用[21]。PAH的發(fā)生與CX3CL1在肺部的上調(diào)有關(guān)。目前已在PAH患者及MCT大鼠、HOX小鼠等不同的動物模型肺組織中觀察到了CX3CL1及CX3CR1水平增高的現(xiàn)象，而CX3CR1的缺失則阻止了肺小動脈重塑[22-23]。

2.CCL2/CCR2：CCL2、CCR2在人類PAH和幾種PAH嚙齒動物模型的肺中上調(diào)[21]。同樣，Amsellem等[23]發(fā)現(xiàn)CCR2缺陷小鼠在常氧條件下會產(chǎn)生自發(fā)性PAH，而在缺氧PH期間，由于激活的Notch信號傳導(dǎo)，CCL2、CCR2在肺組織表達增加，會加劇PAH的發(fā)生。然而，F(xiàn)lorentin等[24]發(fā)現(xiàn)CCR2缺陷小鼠與WT小鼠相比在缺氧環(huán)境下肺小動脈重構(gòu)減輕?？傊?，CCL/CCR2軸顯然參與了導(dǎo)致PAH的病理過程，希望以上研究結(jié)果矛盾的問題可在未來得到解決。

3.RANTES：RANTES(CCL-5)是T細胞和單核細胞的重要趨化因子，可促進循環(huán)白細胞與血管內(nèi)皮的緊密粘附。在PAH小鼠肺組織中，內(nèi)皮細胞是肺動脈壁內(nèi)CCL-5的主要來源。CCL-5可通過誘導(dǎo)內(nèi)皮素轉(zhuǎn)化酶-1和內(nèi)皮素-1系統(tǒng)在PAH中發(fā)揮間接作用。此外，Nie等[25]研究發(fā)現(xiàn)，CCL-5在SuHx大鼠誘導(dǎo)的PAH肺組織中表達增加，CCL-5缺乏可通過增強Cav-1依賴的BMPR2信號來逆轉(zhuǎn)PAH的肺動脈閉塞性改變，證明CCL-5對PAH的發(fā)病機制有一定貢獻。

4.CXCL8/CXCR1/CXCR2：CXCR1和CXCR2等趨化因子受體能夠結(jié)合主要由巨噬細胞等產(chǎn)生的CXCL8(IL-8)。Bryant等[26]研究發(fā)現(xiàn)使用拮抗劑SB225002來抑制CXCR2，通過減少G-MDSC向肺的募集可以緩解PH，且IPF-PAH患者會出現(xiàn)CXCL8與CXCL1同時上調(diào)。Tan等[27]的研究發(fā)現(xiàn)，與對PAH有抗性的蛋雞相比，肉雞會出現(xiàn)自發(fā)性PAH并伴有叢狀病變，其CXCL8的表達降低。

四、補體

補體系統(tǒng)是與各種促炎和自身免疫疾病有關(guān)的先天免疫的關(guān)鍵因素，還參與了凝血、血管生成、組織修復(fù)等非免疫過程，所有這些都與PAH的發(fā)病機制有關(guān)[28]。Frid等[28]發(fā)現(xiàn)，免疫球蛋白驅(qū)動的補體系統(tǒng)激活是實驗性缺氧性PH啟動過程中調(diào)節(jié)促炎/促增殖過程的關(guān)鍵病理生物學(xué)機制。此外，F(xiàn)rid等[28]在多種PH動物模型和PAH、IPAH患者肺組織中均觀察到C3d沉積，證明補體激活是PH/PAH的標(biāo)志物。Frid等[28]的實驗還表明PAH患者的生存預(yù)后可由“補體-PAH網(wǎng)絡(luò)”決定。補體信號傳導(dǎo)是否可以作為PAH的生物標(biāo)志物和治療靶點將是未來的研究方向。

五、免疫靶向治療的臨床研究

目前針對免疫的靶向治療也越來越多。系統(tǒng)性硬化癥相關(guān)肺動脈高壓(SSc-PAH)有很強的自身免疫成分，部分是由B細胞驅(qū)動的。正在進行的一項前瞻性、雙盲、安慰劑對照試驗采用抗CD20單克隆抗體利妥昔單抗(NCT01086540)研究SSc-PAH患者的B細胞耗竭[29]。Tocilizumab是一種安全有效的IL-6受體拮抗劑，主要用于類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎，并在硬皮病中也表現(xiàn)出療效，目前正在進行一項用于PAH患者通過靜脈注射tocilizumab評估治療PAH方法的安全性和潛在療效的研究[30]。

六、問題與展望

PAH是臨床上的一種難治性疾病，免疫炎癥及炎癥因子在PAH的形成和血管重構(gòu)中起關(guān)鍵作用。臨床靶向免疫炎癥治療可能在未來為PAH的治療提供一個新的方向，但目前仍有許多問題尚待解決。