M2a巨噬細(xì)胞在過(guò)敏性哮喘發(fā)病機(jī)制中的研究進(jìn)展①

鄧 珊 孔曉丹 （大連醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院，大連 116023）

過(guò)敏性哮喘是一種常見(jiàn)的慢性氣道炎癥性疾病，主要由吸入性過(guò)敏原引起的一系列呼吸道癥狀，如氣道高反應(yīng)、黏液分泌增多和氣道阻塞等。世界衛(wèi)生組織數(shù)據(jù)顯示，全球約有3 億哮喘患者，每年約25 萬(wàn)人死于哮喘，且發(fā)病率仍呈上升趨勢(shì)，預(yù)計(jì)到2025年患病人數(shù)將達(dá)到4億［1］。哮喘已成為全球最普遍的慢性呼吸系統(tǒng)疾病，嚴(yán)重威脅公眾健康。

持久的氣道炎癥是過(guò)敏性哮喘的主要病理學(xué)改變。巨噬細(xì)胞是肺部最重要的免疫細(xì)胞（約占免疫細(xì)胞總數(shù)70%），是免疫應(yīng)答的主要效應(yīng)細(xì)胞，在變應(yīng)原誘發(fā)的哮喘氣道炎癥中發(fā)揮重要作用［2-3］。肺巨噬細(xì)胞起源尚不清楚，近年研究表明，這些巨噬細(xì)胞由外周血單核細(xì)胞分化或駐留巨噬細(xì)胞增殖形成［4］。巨噬細(xì)胞是一異質(zhì)性群體，具有促炎和抗炎雙重作用［5］。巨噬細(xì)胞極化在過(guò)敏性哮喘發(fā)病中起重要作用。

1 巨噬細(xì)胞分類(lèi)

機(jī)體接觸變應(yīng)原后，肺上皮細(xì)胞和天然免疫細(xì)胞活化產(chǎn)生多種細(xì)胞因子，這些細(xì)胞因子不僅將外周血單核細(xì)胞招募至肺組織，且促使巨噬細(xì)胞分化為經(jīng)典活化型巨噬細(xì)胞（classically activated macrophage，即M1型）和替代活化型巨噬細(xì)胞（alternatively activated macrophage，即M2 型），在哮喘中發(fā)揮不同作 用［6］。 M1 和 M2 型 巨 噬 細(xì) 胞平 衡狀 態(tài) 也 反 映Th1/Th2極化狀態(tài)［7］。ROBBE 等［8］發(fā)現(xiàn)，非過(guò)敏性哮喘中，M1 型巨噬細(xì)胞是主要的效應(yīng)性巨噬細(xì)胞，而M2 型巨噬細(xì)胞在過(guò)敏性哮喘中占主要地位。近年研究發(fā)現(xiàn)，M2 型巨噬細(xì)胞可進(jìn)一步分為M2a、M2b、M2c 和 M2d 4 個(gè)亞型［9］。M2a 由 IL-4 和 IL-13 誘導(dǎo)，分泌高水平的IL-13 和趨化因子，激活Th2 細(xì)胞，促進(jìn)肺部嗜酸性粒細(xì)胞浸潤(rùn)；M2b由IL-1受體配體、免疫復(fù)合物和LPS誘導(dǎo)；M2c由IL-10、TGF-β和糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)分化，分泌高水平的IL-10；而M2d 由TLR聯(lián)合腺苷A2A 受體配體或IL-6 誘導(dǎo)，高表達(dá)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子和 IL-10［10-12］。

2 M2a巨噬細(xì)胞在哮喘中的作用

IL-4是影響巨噬細(xì)胞活化和哮喘發(fā)病的主要細(xì)胞因子，因此，M2a巨噬細(xì)胞在哮喘中的作用備受關(guān)注。但目前M2a的作用仍存有爭(zhēng)議，因此，闡明M2a細(xì)胞特異性蛋白在哮喘發(fā)病機(jī)制中的作用有助于理解IL-4 誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞在過(guò)敏性哮喘中的作用。本文通過(guò)闡述不同人M2a 巨噬細(xì)胞標(biāo)志物（包括表面標(biāo)志物、酶、趨化因子和細(xì)胞因子）在過(guò)敏性哮喘發(fā)病機(jī)制中的作用，探討M2a 巨噬細(xì)胞在哮喘發(fā)病中的不同功能（保護(hù)性和致病性作用）。

2.1 表面標(biāo)志物

2.1.1 甘露糖C型受體1（mannose receptor C type 1，MRC1） MRC1 又稱(chēng)為CD206，是巨噬細(xì)胞和樹(shù)突狀細(xì)胞表達(dá)的模式識(shí)別受體，是C 型凝集素受體家族成員。巨噬細(xì)胞通過(guò)MRC1 識(shí)別微生物的末端糖，如N-乙酰-D-氨基葡萄糖、L-巖藻糖和D-甘露糖，對(duì)細(xì)菌、真菌、寄生蟲(chóng)、病毒和過(guò)敏原進(jìn)行吞噬［13］。MRC1 是人和小鼠 M2 型巨噬細(xì)胞的重要標(biāo)志物［14］。過(guò)敏性哮喘小鼠模型中，敲除MRC1 的小鼠巨噬細(xì)胞對(duì)過(guò)敏原的攝取和清除能力下降，并伴有支氣管周?chē)装Y及嗜酸性粒細(xì)胞浸潤(rùn)，IL-4、IL-13和過(guò)敏原特異性IgE水平顯著升高。因此，MRC1作為一種天然防御機(jī)制，在清除過(guò)敏原及抑制變應(yīng)原誘發(fā)的肺部炎癥反應(yīng)中發(fā)揮關(guān)鍵作用，該作用可能通過(guò) miR-511-3p 介導(dǎo)［15］。miR-511-3p 是 miR-511 的活性鏈，是一種由人和小鼠甘露糖受體基因編碼的內(nèi)含子miRNA。巨噬細(xì)胞內(nèi)，miR-511-3p 與MRC1共同轉(zhuǎn)錄，參與調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞活化［16］。

2.1.2 巨噬細(xì)胞半乳糖型C 型凝集素受體（macrophage galactose type C-type lectin receptors，MGL/CD301） MGL/CD301 是識(shí)別末端半乳糖抗原的模式識(shí)別受體。多種誘發(fā)哮喘發(fā)作的強(qiáng)效變應(yīng)原均有半乳糖末端，如蟑螂和貓的變應(yīng)原。MGL 在人（hMGL）和小鼠巨噬細(xì)胞（mMGL）上均有表達(dá)，但小鼠 有 1 型 和 2 型（mMGL1 和 mMGL2），hMGL 與mMGL1 同源性為 60%［17］。IL-4 可上調(diào)其表達(dá)，因此被認(rèn)為是 M2a 細(xì)胞標(biāo)志物之一［18］。目前 MGL 在過(guò)敏性哮喘中的作用尚不清楚。因此，需進(jìn)一步研究闡明MGL在變應(yīng)原誘發(fā)的免疫應(yīng)答中的作用。

2.1.3 CD163 CD163 是清道夫受體超家族重要成員，是一種跨膜蛋白，僅表達(dá)于巨噬細(xì)胞/單核細(xì)胞系表面，被認(rèn)為是M2 型巨噬細(xì)胞標(biāo)志物［19］。研究發(fā)現(xiàn)，重癥哮喘患者肺組織中CD163+巨噬細(xì)胞顯著高于正常人群。與卵清蛋白致敏的野生型小鼠相比，CD163敲除小鼠氣道炎癥和高反應(yīng)性減輕，支氣管灌洗液中嗜酸性粒細(xì)胞數(shù)量、IL-5 和IFN-γ 水平下降［20］。但也有研究報(bào)道，CD163 敲除小鼠的嗜酸性氣道炎癥加重而非減輕［21］。因此，CD163 在哮喘中的作用及臨床意義有待進(jìn)一步研究。

2.2 酶 谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶2（transglutaminase 2，TGM2）廣泛存在于人體中，可催化蛋白分子間交聯(lián)、蛋白和氨基酸間連接以及蛋白分子內(nèi)谷氨酰胺殘基水解，改善各種蛋白功能。TGM2 還參與細(xì)胞黏附、遷移和細(xì)胞外基質(zhì)調(diào)節(jié)，在巨噬細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中合成，然后運(yùn)輸至細(xì)胞表面與乙酰肝素蛋白聚糖結(jié)合。

TGM2 被認(rèn)為是IL-4 誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞新標(biāo)志物［22］。過(guò)敏性哮喘中，TGM2 通過(guò)上調(diào)肥大細(xì)胞CD40L表達(dá)促使B細(xì)胞生成IgE，并誘導(dǎo)氣道炎癥和氣道重塑相關(guān)信號(hào)分子表達(dá)［23］。TGM2 敲除小鼠中，氣道炎癥和高反應(yīng)性減輕，嗜酸性粒細(xì)胞減少，Th2 及其主要細(xì)胞因子（IL-4 和IL-13）、IL-33 與特異性IgE 受抑制。此外，TGM2抑制劑處理的過(guò)敏性哮喘小鼠模型中也觀察到同樣結(jié)果［24］。以上研究證實(shí)TGM2在過(guò)敏性哮喘中具有致病作用。

2.3 趨化因子CCL17 和CCL22 CCL17 稱(chēng)為胸腺活化調(diào)節(jié)趨化因子；CCL22 稱(chēng)為巨噬細(xì)胞來(lái)源的趨化因子，CCL17 和 CCL22 是 CCR4 的配體，而 CCR4高表達(dá)于Th2 細(xì)胞。CCL17 和CCL22 被認(rèn)為是人和鼠的M2a 巨噬細(xì)胞標(biāo)志物［25］。過(guò)敏性哮喘中，當(dāng)暴露于過(guò)敏原后，CCL17 和 CCL22 與 CCR4 表達(dá)均上調(diào)，以募集更多的 Th2 細(xì)胞［26］。CCL17 和 CCL22 可誘導(dǎo)天然T 細(xì)胞向Th2 細(xì)胞分化，提示CCL17 和CCL22 在過(guò)敏性哮喘中的致病作用［27］。此外，阻斷CCR4 可降低氣道高反應(yīng)性，抑制嗜酸性粒細(xì)胞和Th2 細(xì)胞聚集，提示CCL17 和CCL22 可能成為哮喘治療的有效靶點(diǎn)［28］。

2.4 細(xì)胞因子

2.4.1 IL-10 IL-10 是一種主要由巨噬細(xì)胞分泌的具有強(qiáng)效免疫抑制作用的細(xì)胞因子，可抑制巨噬細(xì)胞MHCⅡ類(lèi)分子、CD80 和CD86 表達(dá)。因此，M1型巨噬細(xì)胞功能被抑制，如遞呈抗原和分泌促炎細(xì)胞因子（IL-12、IL-1β 和 TNF-α），進(jìn)而抑制Th1 細(xì)胞活性。

IL-10 是人和小鼠M2a 巨噬細(xì)胞的重要標(biāo)志物之一［29］。過(guò)敏性哮喘患者中，血清IL-10 水平升高，而支氣管肺泡灌洗液IL-10 水平降低，可能體現(xiàn)了IL-10與其受體的結(jié)合，由于哮喘患者支氣管肺泡灌洗液細(xì)胞中IL-10 mRNA 表達(dá)升高［30］。IL-10可抑制Th2 細(xì)胞因子生成，該抑制作用是通過(guò)誘導(dǎo)Th2 細(xì)胞死亡的顆粒酶B 介導(dǎo)的，也可通過(guò)抑制變應(yīng)原提呈功能和樹(shù)突狀細(xì)胞向局部淋巴結(jié)遷移實(shí)現(xiàn)。此外，哮喘患者血清中高水平IL-10 與哮喘發(fā)作風(fēng)險(xiǎn)降低相關(guān)［31］。類(lèi)固醇激素通過(guò)促進(jìn)IL-10 分泌發(fā)揮其抗炎作用；而特異性免疫治療通過(guò)IL-10 和調(diào)節(jié)性T細(xì)胞抑制氣道高反應(yīng)和氣道炎癥［32］。提示IL-10在過(guò)敏性哮喘中發(fā)揮保護(hù)作用。但也有研究者持不同觀點(diǎn)，其發(fā)現(xiàn)IL-10 治療后可加重變應(yīng)原誘發(fā)的氣道高反應(yīng)性，同時(shí)抑制嗜酸性粒細(xì)胞聚集，這是一種矛盾的現(xiàn)象，因?yàn)槭人嵝粤＜?xì)胞在氣道高反應(yīng)中有重要作用。因此，IL-10與氣道高反應(yīng)的關(guān)系以及IL-10 對(duì)平滑肌細(xì)胞的作用有待進(jìn)一步研究證實(shí)。此外，研究發(fā)現(xiàn)，過(guò)敏性哮喘中IL-10 可通過(guò)IL-13/STAT6 信號(hào)通路或TGF-β 生成誘導(dǎo)氣道纖維化和增加黏液分泌［33］?？梢?jiàn)IL-10 在哮喘的關(guān)鍵特征（氣道高反應(yīng)、氣道炎癥和重塑）中具有多效性作用。因此，需進(jìn)一步研究其下游細(xì)胞因子的影響及其可能的相互作用，從而更好地闡明IL-10 在過(guò)敏性哮喘中的作用。

2.4.2 TGF-β1 TGF-β1是TGF-β家族成員，TGF-β家族包括 3 種蛋白：TGF-β1、TGF-β2 和 TGF-β3。TGF-β1 主要由免疫細(xì)胞如巨噬細(xì)胞、調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞和嗜酸性粒細(xì)胞等生成。TGF-β1 受體分為T(mén)GF-β R Ⅰ 和 TGF-β R Ⅱ 。 TGF-β1 與 其 受 體 結(jié) 合 促 使SMAD2 和SMAD3 轉(zhuǎn)錄因子磷酸化，這兩種轉(zhuǎn)錄因子被轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞核并與靶基因啟動(dòng)子結(jié)合。此外，TGF-β1 調(diào)控調(diào)節(jié)性 T 細(xì)胞和 Th17 細(xì)胞分化，活化B 細(xì)胞分泌IgA，促進(jìn)膠原合成和血管生成，對(duì)組織修復(fù)和纖維化疾病均有促進(jìn)作用［34］。

TGF-β1 可抑制M1 型極化，被認(rèn)為是人類(lèi)和小鼠M2a 細(xì)胞的標(biāo)志物［25］。過(guò)敏性哮喘中，氣道TGF-β1 表達(dá)增加與哮喘嚴(yán)重程度相關(guān)。TGF-β1 對(duì)過(guò)敏性哮喘患者Th2細(xì)胞和嗜酸性粒細(xì)胞的影響尚不清楚。研究顯示，TGF-β1 中和抗體降低Th2 反應(yīng)與嗜酸性粒細(xì)胞浸潤(rùn)，而另有研究未發(fā)現(xiàn)TGF-β1與Th2 介導(dǎo)的嗜酸性粒細(xì)胞炎癥反應(yīng)的相關(guān)性。TGF-β1 的主要作用是誘導(dǎo)纖維化和氣道重塑。TGF-β1 被認(rèn)為是上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）的強(qiáng)誘導(dǎo)劑，通過(guò)SMAD3信號(hào)通路磷酸化促使來(lái)自支氣管上皮細(xì)胞的肌成纖維細(xì)胞生成［35］。肌成纖維細(xì)胞表達(dá)α-SMA，調(diào)節(jié)成纖維細(xì)胞收縮功能，促進(jìn)Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ型膠原蛋白生成。此外，TGF-β1 可促進(jìn)氣道平滑肌細(xì)胞收縮、遷移和增殖［35］。TGF-β1在氣道重塑和肺纖維化中的重要作用使其有望成為哮喘的治療靶點(diǎn)。

2.4.3 白細(xì)胞介素-1 受體拮抗劑（interleukin-1 receptor antagonist，IL-1RA） IL-1RA 是一種抗炎細(xì)胞因子，是IL-1 細(xì)胞因子家族成員，與IL-1β 有30%結(jié)構(gòu)同源性，與IL-1α同源性為19%。IL-1RA與IL-1結(jié)合的受體相同（Ⅰ型和Ⅱ型IL-1R），但I(xiàn)L-1RA 不激活下游信號(hào)通路。因此，IL-1RA 通過(guò)與IL-1 競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合受體抑制IL-1 作用。IL-1RA 是第一個(gè)檢測(cè)到的天然細(xì)胞因子抑制劑，有兩種結(jié)構(gòu)形式：分泌型和胞內(nèi)型，均由巨噬細(xì)胞產(chǎn)生［36］。

IL-1RA 是人和小鼠 M2a 細(xì)胞標(biāo)志物之一［37］。過(guò)敏性哮喘中，IL-1 通過(guò)表達(dá)VCAM-1 募集嗜酸性粒細(xì)胞；IL-1 激活 Th2 細(xì)胞生成 IL-4、IL-5 和 IL-13，加重氣道高反應(yīng)性；IL-1 刺激血小板源性生長(zhǎng)因子分泌，誘導(dǎo)成纖維細(xì)胞增殖及膠原合成，導(dǎo)致氣道重塑［30］。而IL-1RA則通過(guò)與IL-1R結(jié)合競(jìng)爭(zhēng)性抑制IL-1作用。這種抑制作用在過(guò)敏性哮喘小鼠模型中得到證實(shí)，注射IL-1RA 可減輕小鼠氣道炎癥反應(yīng)，降低氣道高反應(yīng)性［38］。此外，哮喘患者高水平的IL-1RA 與哮喘發(fā)作風(fēng)險(xiǎn)降低相關(guān)［31］。糖皮質(zhì)激素通過(guò)抑制IL-1 分泌和上調(diào)IL-1RA 表達(dá)發(fā)揮治療作用。提示IL-1RA 在哮喘中的保護(hù)作用及其作為哮喘治療候選藥物的可能性。

3 小結(jié)

綜上，M2 型巨噬細(xì)胞是過(guò)敏性哮喘的雙刃劍，既有保護(hù)作用也有致病作用。因此，如果僅以調(diào)控M2型巨噬細(xì)胞極化為治療靶點(diǎn)，無(wú)論是激活還是抑制，均不是治療哮喘的有效選擇。采用病毒載體或其他方法選擇性表達(dá)1 個(gè)或多個(gè)保護(hù)性分子，或選擇性抑制1 個(gè)或多個(gè)致病分子，可能是治療哮喘的最佳途徑。因此，未來(lái)研究應(yīng)關(guān)注選擇性增加保護(hù)性M2a 蛋白（如MRC1 和IL-1RA）表達(dá)，或選擇性抑制致病的 M2a 蛋白表達(dá)，如 TGM2、CCL17/CCL22 和TGF-β1，從而為過(guò)敏性哮喘治療提供新思路和靶點(diǎn)。