中性粒細(xì)胞在慢性鼻竇炎發(fā)病機(jī)制中的研究進(jìn)展

張晏林，樊建剛,2△

(1.遵義醫(yī)科大學(xué),貴州 遵義 563000; 2.四川省醫(yī)學(xué)科學(xué)院·四川省人民醫(yī)院耳鼻咽喉頭頸外科,四川 成都 610041)

鼻竇炎的定義為與鼻阻、鼻腔充血、流涕、面部疼痛以及嗅覺減退等癥狀相關(guān)的鼻腔和鼻竇的炎癥，如果炎癥和癥狀持續(xù)超過12周，則稱為慢性鼻竇炎(chronic rhinosinusitis, CRS)；CRS是一種由上皮細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞、中性粒細(xì)胞等多種結(jié)構(gòu)細(xì)胞和免疫細(xì)胞等參與調(diào)節(jié)的鼻竇黏膜的炎癥性疾病，產(chǎn)生包括細(xì)胞因子、趨化因子和免疫球蛋白在內(nèi)的炎癥介質(zhì)[1]。CRS不僅在西方國家是上呼吸道最常見的疾病之一，在亞洲也越來越普遍。亞洲CRS患者病理類型以Th1/Th17介導(dǎo)的中性粒細(xì)胞浸潤為主[2]。中性粒細(xì)胞增多影響CRS患者的治療效果?？赡軐?dǎo)致對糖皮質(zhì)激素治療反應(yīng)不良[3]。一項(xiàng)前瞻性研究顯示，在接受指南推薦、糖皮質(zhì)激素和內(nèi)鏡手術(shù)治療的患者中，除了嗜酸性炎癥外，顯著的中性粒細(xì)胞炎癥也與難治性CRS有關(guān)[4]。由此可見中性粒細(xì)胞在CRS病理生理過程中具有重要作用，故本文就目前中性粒細(xì)胞在CRS發(fā)病機(jī)制中的作用做一綜述。

1 中性粒細(xì)胞的起源、活化和死亡

中性粒細(xì)胞是血液循環(huán)中數(shù)量最多的白細(xì)胞，在先天免疫系統(tǒng)反應(yīng)中起關(guān)鍵作用，同時(shí)也是參與炎癥反應(yīng)的終末分化吞噬細(xì)胞的同質(zhì)群體。它的產(chǎn)生來自位于骨髓靜脈竇的造血索，粒細(xì)胞集落刺激因子是主要調(diào)節(jié)因子[5]。最初的中性粒細(xì)胞招募級聯(lián)是通過內(nèi)皮細(xì)胞表面的改變而啟動的，炎癥介質(zhì)(如細(xì)胞因子、白三烯和組胺)是由組織內(nèi)的白細(xì)胞在遇到病原體時(shí)釋放；此外，內(nèi)皮細(xì)胞也可以通過檢測病原體的模式識別受體直接激活[6]。ELR-CXC趨化因子(即在氨基末端CXC基序之前含有谷氨酸-亮氨酸-精氨酸基序的CXC趨化因子)在中性粒細(xì)胞活化中具有重要但非唯一的作用，趨化因子通過CXCR2發(fā)出信號，激活中性粒細(xì)胞，促進(jìn)它們與內(nèi)皮細(xì)胞的粘附[7],而后中性粒細(xì)胞開始延伸假足穿過內(nèi)皮細(xì)胞表面并開始運(yùn)動。在某些條件下，一些成熟的中性粒細(xì)胞可能會在骨髓外增殖，在組織中長期存活。更長的壽命可能允許中性粒細(xì)胞在組織中進(jìn)行更復(fù)雜的活動，例如有助于炎癥的解決或形成適應(yīng)性免疫反應(yīng)，但可能導(dǎo)致正常細(xì)胞損傷。在生理?xiàng)l件下，中性粒細(xì)胞主要從肝、脾和骨髓的循環(huán)中清除。中性粒細(xì)胞也可以在脈管系統(tǒng)中死亡，并被固定在肝脈管中的庫普弗細(xì)胞(肝臟常駐巨噬細(xì)胞)清除；庫普弗細(xì)胞或樹突狀細(xì)胞對凋亡中性粒細(xì)胞的清除主要受白介素-23(IL-23)-IL-17-粒細(xì)胞集落刺激因子細(xì)胞因子軸的調(diào)節(jié)[8]。

2 中性粒細(xì)胞在CRS中的致病機(jī)制

2.1 中性粒細(xì)胞在CRS中的炎癥機(jī)制CRS中炎癥內(nèi)型分為1型(T1)、2型(T2)、3型(T3)，同時(shí)存在具有多種炎癥內(nèi)型的患者亞群，其特征是T1、T2和/或T3標(biāo)志物同時(shí)升高。T1與IFN-g信號和由T細(xì)胞(TH1和CD81)、抗原呈遞細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞控制的病毒感染相關(guān)。T2伴有明顯的嗜酸性粒細(xì)胞增多，并存在高水平的T2細(xì)胞因子，如IL-5和IL-13，也是美國和歐洲最為常見的炎癥內(nèi)型。T3由中性粒細(xì)胞、TH17細(xì)胞等控制，與中性粒細(xì)胞炎癥密切相關(guān)，研究發(fā)現(xiàn)T3 慢性鼻竇炎不伴鼻息肉患者(CRSsNP)中大量中性粒細(xì)胞趨化因子、激活因子和受體升高，這表明中性粒細(xì)胞不僅在體內(nèi)積累，而且在T3 CRSsNP中高度激活。與T2相反，此炎癥內(nèi)型中CRSsNP發(fā)生率顯著高于慢性鼻竇炎伴鼻息肉(CRSwNP)，T3與細(xì)菌感染的相關(guān)性最強(qiáng)，提示此類患者可能對抗生素治療敏感[9,10]。

2.2 中性粒細(xì)胞破壞鼻黏膜上皮細(xì)胞屏障上皮屏障功能的喪失在CRS的發(fā)病機(jī)制中起著極其重要的作用，其缺失的緊密連接允許過敏原、細(xì)菌、細(xì)菌源抗原和其他病原體相關(guān)分子模式進(jìn)入竇間質(zhì)組織。上皮屏障主要由緊密連接蛋白(occludin和claudin-1)、閉鎖小帶蛋白-1、連接黏附分子A以及上皮細(xì)胞鈣黏蛋白(epitheli-cadherin,E-cadherin)5種蛋白組成。上皮屏障功能障礙啟動并促進(jìn)CRS的炎癥和免疫反應(yīng)。屏障功能的喪失使上皮下成分更容易受到抗原暴露，并引發(fā)免疫反應(yīng)[11]。Pothoven等[12]發(fā)現(xiàn)中性粒細(xì)胞可能通過產(chǎn)生抑瘤素來破壞鼻息肉上皮屏障，證明了中性粒細(xì)胞是CRSwNP中抑瘤素的主要來源，由粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子促進(jìn)中性粒細(xì)胞抑瘤素產(chǎn)生，而不是IL-25、IL-33或胸腺基質(zhì)淋巴生成素。

2.3 中性粒細(xì)胞在CRS中的招募在CRS中，鼻腔上皮細(xì)胞是中性粒細(xì)胞趨化因子的重要來源，在柴油尾氣顆粒、細(xì)菌或炎癥刺激下鼻腔上皮細(xì)胞分泌CXCL8。此外，成纖維細(xì)胞、中性粒細(xì)胞和肥大細(xì)胞也可在不同誘因刺激下在鼻腔組織中產(chǎn)生CXCL1、CXCL2和CXCL8[13]。Kim等[14]發(fā)現(xiàn)韓國CRSsNP患者鉤狀突起黏膜樣品中CXCL1、CXCL2和CXCL8的表達(dá)高于對照組。Tsai等[15]報(bào)道了與對照組相比，CXCL1和CXCL8在CRSsNP黏膜中高表達(dá)。這些研究共同揭示了CXCL家族成員在CRS中招募中性粒細(xì)胞的關(guān)鍵作用。

IL-17A通過促進(jìn)中性粒細(xì)胞相關(guān)趨化因子(如CXCL1和CXCL8)的產(chǎn)生參與黏膜中性粒細(xì)胞的募集和保留[16]。相關(guān)研究表明亞洲CRSsNP或CRSwNP患者的IL-17A水平較對照組升高[2,9]。IL-36γ主要由鼻上皮細(xì)胞產(chǎn)生，可誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞趨化因子CXCL1、CXCL2和CXCL8的產(chǎn)生，而IL-17A可促進(jìn)IL-36γ的產(chǎn)生；IL-17A還可顯著上調(diào)血清淀粉樣蛋白A的產(chǎn)生，進(jìn)而促進(jìn)CRSwNP中的中性粒細(xì)胞向上皮細(xì)胞趨化[14，17]。

2.4 中性粒細(xì)胞在CRS炎癥和組織重塑中的作用CRSsNP、嗜酸性和非嗜酸性CRSwNP表現(xiàn)出不同的組織重塑模式。CRSsNP表現(xiàn)為高度纖維化，CRSwNP則表現(xiàn)為組織水腫。然而，與嗜酸性CRSwNP相比，非嗜酸性CRSwNP水腫更少，纖維化更嚴(yán)重。CRS中轉(zhuǎn)化生長因子-β2陽性細(xì)胞的數(shù)量與肌成纖維細(xì)胞的數(shù)量和纖維連接蛋白的表達(dá)水平呈正相關(guān)，而中性粒細(xì)胞是CRS中轉(zhuǎn)化生長因子-β2的主要來源[18]。因此，中性粒細(xì)胞可能通過產(chǎn)生轉(zhuǎn)化生長因子-β2促進(jìn)CRS的組織纖維化，尤其是在CRSsNP和非嗜酸性CRSwNP中。

干擾素γ (IFN-γ)作為經(jīng)典的Th1細(xì)胞因子之一，不僅在先天免疫對抗病原體中發(fā)揮重要作用，而且在調(diào)節(jié)白細(xì)胞趨化、成熟和分化的適應(yīng)性免疫中也發(fā)揮重要作用。據(jù)報(bào)道，亞洲國家CRS患者的IFN-γ水平較高[19]。最近研究發(fā)現(xiàn)，IFN-γ除在T細(xì)胞、NK細(xì)胞和B細(xì)胞表達(dá)外，在CRSsNP和CRSwNP中也可表達(dá)，其中，中性粒細(xì)胞是CRS中表達(dá)IFN-γ的主要免疫細(xì)胞類型，表明中性粒細(xì)胞在CRS的炎癥過程中發(fā)揮重要作用。

Wang等最近的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，無論是CRSsNP還是CRSwNP，在組織中性粒細(xì)胞上均高表達(dá)IL-36受體，而這種受體在血液中性粒細(xì)胞上無法檢測到。IL-36-γ屬于新近發(fā)現(xiàn)的IL-36細(xì)胞因子家族，被歸為IL-1家族。IL-36-γ結(jié)合由IL-36受體和輔受體IL-1R輔助蛋白組成的特異性IL-36受體復(fù)合物，可導(dǎo)致核因子kappa B激活，隨后產(chǎn)生IL-6和CXCL8[20]。

與M1/ M2巨噬細(xì)胞的分類類似，現(xiàn)在也提出了N1和N2中性粒細(xì)胞的概念。N1中性粒細(xì)胞表達(dá)IL-1β和IL-12炎癥表型，N2中性粒細(xì)胞表達(dá)巨噬細(xì)胞甘露糖受體、精氨酸酶1、幾丁質(zhì)酶樣3、IL-10和轉(zhuǎn)化生長因子-β并與組織修復(fù)相關(guān)[21]。Pothoven等[12]發(fā)現(xiàn)粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子和卵泡他汀樣1能夠誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞從N1表現(xiàn)型向N2表現(xiàn)型轉(zhuǎn)移。目前N1/N2分類缺乏實(shí)質(zhì)證據(jù)，還需要進(jìn)一步研究確認(rèn)。

3 嗜中性CRS的精準(zhǔn)治療

CRS中的嗜酸性炎癥是一種相對成熟的內(nèi)型，以異常的2型反應(yīng)為主。除了糖皮質(zhì)激素治療，許多生物療法已被證實(shí)有效。相反，CRS中的中性粒細(xì)胞炎癥仍然很不明確。糖皮質(zhì)激素是CRS治療的主要手段;然而，在Liao等的聚類研究中，提示中性粒細(xì)胞炎癥對皮質(zhì)類固醇治療反應(yīng)不佳[4]。研究發(fā)現(xiàn)口服強(qiáng)的松可以抑制2型細(xì)胞因子表達(dá)和嗜酸性炎癥，而在中國CRSwNP患者中，口服強(qiáng)的松不能抑制17型細(xì)胞因子表達(dá)和嗜中性炎癥。這提示CRSwNP中中性粒細(xì)胞增多與中國患者對口服皮質(zhì)類固醇治療的不良反應(yīng)有關(guān)[3]。相關(guān)文獻(xiàn)表明糖皮質(zhì)激素除了抑制嗜酸性粒細(xì)胞外，還可防止中性粒細(xì)胞凋亡，促進(jìn)中性粒細(xì)胞炎癥反應(yīng)[22]。

多項(xiàng)研究表明，生物膜與CRS相關(guān)，并可能與更嚴(yán)重的頑固性鼻竇疾病有關(guān),抗生物膜療法可能以類似于抗生素和益生菌的方式糾正“菌群失調(diào)(CRS患者和非CRS患者的微生物組不同)”，從而治療CRS[23]。阻斷中性粒細(xì)胞的轉(zhuǎn)運(yùn)或激活也可能是治療CRS中性粒細(xì)胞炎癥的一種策略，特別是CRSsNP和非嗜酸性CRSwNP。抑制中性粒細(xì)胞募集的策略可能包括阻斷趨化因子受體(CXCR1和CXCR2拮抗劑)和抑制IL-36γ、IL-17A和白三烯B4。研究表明IL-17也可能直接激活并可能招募中性粒細(xì)胞進(jìn)入氣道，并且這種反應(yīng)不會被地塞米松減弱[24]。此外，IL-17通過減少中性粒細(xì)胞的凋亡來提高這些細(xì)胞的活力。這些結(jié)果表明，靶向或阻斷IL-17或其受體亞單位的治療策略可能有利于中性粒細(xì)胞哮喘的治療。一些臨床試驗(yàn)評估了CXCR1和CXCR2拮抗劑和抑制劑對中性粒細(xì)胞炎癥的影響，并報(bào)告了有希望的結(jié)果。例如，CXCR2拮抗劑(MK 7123)使用于COPD患者可降低中性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)，降低血漿和痰液中的基質(zhì)金屬蛋白酶9和髓過氧化物酶水平，緩解疾病癥狀；雙CXCR1/CXCR2拮抗劑SCH527123已被證明可有效降低輕度特應(yīng)性哮喘患者循環(huán)和氣道中的中性粒細(xì)胞水平[25]；抗IL-17A生物制劑(Brodalumab、ixekizumab和secukinumab)已獲美國食品和藥物管理局批準(zhǔn)用于治療銀屑病(一種以中性粒細(xì)胞浸潤增強(qiáng)為特征的皮膚病)[26]；IL-6和IL-1β阻斷對關(guān)節(jié)炎和哮喘中性粒細(xì)胞炎癥的積極作用，突出了靶向治療以中性粒細(xì)胞炎癥為特征的CRS的可能性[27]；新近研究證明免疫球蛋白替代療法對其它治療不敏感的有效[28]。然而這些藥物治療CRSsNP和非嗜酸性CRSwNP的臨床療效仍有待進(jìn)一步研究。

4 總結(jié)

亞洲人群CRS主要發(fā)病機(jī)制為Th1/Th17混合介導(dǎo)的中性粒細(xì)胞浸潤，研究中性粒細(xì)胞與CRS的關(guān)系對亞洲人群CRS的診治大有裨益，盡管在世界范圍內(nèi)對中性粒細(xì)胞在CRS發(fā)病機(jī)制中作用的研究越來越多，包括研究不同細(xì)胞因子對中性粒細(xì)胞的作用，對中性粒細(xì)胞進(jìn)行N1、N2分型闡述中性粒細(xì)胞表達(dá)的炎癥表型，組織特異性中性粒細(xì)胞及其血液對應(yīng)物之間的差異，但對中性粒細(xì)胞介導(dǎo)的CRS精準(zhǔn)治療的研究仍道阻且長。