人中性粒細(xì)胞防御素1-3 在相關(guān)疾病中的研究進(jìn)展

劉小勇（通信作者），覃鳳嫻，韋維，韋鴻健，巢薇

1 廣西柳州市柳鐵中心醫(yī)院檢驗(yàn)科 （廣西 柳州 545007）；2 廣西醫(yī)科大學(xué)第四附屬醫(yī)院醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)科 （廣西 柳州 545005）

防御素是一族富含精氨酸殘基的陽(yáng)離子短肽，具有高效廣譜的抗菌活性，可有效抵擋多種病原微生物的入侵[1]。目前已發(fā)現(xiàn)的人類(lèi)防御素大致分為3種：α-防御素、β-防御素、θ-防御素。人中性粒細(xì)胞多肽（human neutrophil peptides，HNP）即人中性粒細(xì)胞防御素，是α-防御素的一員。HNP又包含多個(gè)亞型，如HNP1-3，是HNP 中的3種亞型。鑒于這3種亞型的氨基酸序列差別極?。▋HN 端的第一個(gè)氨基酸不同），研究者通常將這3者合稱(chēng)為“HNP1-3”。HNP1-3主要儲(chǔ)存于中性粒細(xì)胞顆粒內(nèi)，一般處于低水平狀態(tài)[2]。當(dāng)有病原體入侵，中性粒細(xì)胞受活化后釋放大量的HNP1-3，并進(jìn)一步介導(dǎo)機(jī)體炎癥反應(yīng)，發(fā)揮殺傷病毒[3]、真菌[4]、細(xì)菌[5]等功效，從而保護(hù)機(jī)體免受侵害。因此，HNP1-3被視為機(jī)體炎癥的生物指標(biāo)之一。HNP1-3還可誘導(dǎo)并刺激免疫細(xì)胞，在機(jī)體的免疫調(diào)節(jié)中扮演重要角色[6]。然而高水平的HNP1-3具有細(xì)胞毒性，可能損傷機(jī)體組織，導(dǎo)致病情加劇。近期多項(xiàng)研究顯示，HNP1-3與多種炎癥性疾病進(jìn)展密切相關(guān)，是評(píng)估病情嚴(yán)重程度的指標(biāo)，下面就HNP1-3在相關(guān)疾病中的研究進(jìn)展進(jìn)行闡述。

1 HNP1-3 與呼吸系統(tǒng)疾病

HNP1-3是呼吸道抵御病原微生物入侵的重要分子基礎(chǔ)，其參與肺部炎癥疾病的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程，與呼吸系統(tǒng)疾病的進(jìn)展預(yù)后等密切相關(guān)[7]。

1.1 HNP1-3與慢性阻塞性肺疾病

慢性阻塞性肺疾?。╟hronic obstructive pulmoriary disease，COPD）是老年人群發(fā)病率較高的一種慢性疾病，某些因素刺激可引起急性發(fā)作，導(dǎo)致病情迅速惡化，進(jìn)入慢阻肺急性加重期（acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease，AECOPD），嚴(yán)重威脅患者的生命?？煽康牟∏樵u(píng)估指標(biāo)有助于醫(yī)師及時(shí)處理AECOPD 患者，從而極大地降低患者的病死率。病原體入侵呼吸道是AECOPD 的主要誘因，入侵的病原體刺激中性粒細(xì)胞，釋放大量HNP1-3，使機(jī)體的HNP1-3水平明顯升高。既往研究表明，機(jī)體HNP1-3水平與COPD 患者的疾病程度成正相關(guān)[8]。郜長(zhǎng)江等[9]的研究發(fā)現(xiàn)，與健康志愿者比較，AECOPD 患者的HNP1-3水平明顯上升，該水平與COPD 穩(wěn)定組水平比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。該項(xiàng)研究還發(fā)現(xiàn)，血清中的HNP1-3水平隨患者病情的加重呈持續(xù)升高趨勢(shì)；與此同時(shí)，患者的肺功能呈下降趨勢(shì)，病情進(jìn)一步加劇。因此，HNP1-3在A(yíng)ECOPD 患者的病情評(píng)估中具有重要參考價(jià)值，HNP1-3的含量監(jiān)測(cè)可有效反映COPD 患者病情的變化，有助于醫(yī)師及早診斷與治療，降低患者的病死率。

1.2 HNP1-3與肺結(jié)核

HNP1-3具有廣譜抗菌性，可殺傷多種病原體，包括結(jié)核桿菌。研究顯示，當(dāng)結(jié)核桿菌入侵肺部時(shí)，機(jī)體呈現(xiàn)HNP1-3高表達(dá)狀態(tài)。異常表達(dá)的HNP1-3與肺結(jié)核的發(fā)生、發(fā)展及病情轉(zhuǎn)歸密切相關(guān)[10-11]。有學(xué)者對(duì)不同時(shí)期（活動(dòng)期及靜止期）肺結(jié)核患者的HNP1-3水平進(jìn)行檢測(cè)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，無(wú)論是靜止期還是活動(dòng)期，肺結(jié)核患者的HNP1-3水平均顯著高于健康志愿者，且活動(dòng)期的HNP1-3水平與靜止期水平比較，亦存在顯著性差異[12]。羅槑等[13]進(jìn)一步對(duì)不同病情程度的肺結(jié)核患者進(jìn)行HNP1-3水平監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，重癥組肺結(jié)核患者的HNP1-3水平明顯高于輕癥組，且合并糖尿病的肺結(jié)核患者HNP1-3水平明顯高于無(wú)合并癥病患。邱學(xué)斌等[14]在不同治療類(lèi)型肺結(jié)核患者的研究中發(fā)現(xiàn)，初治肺結(jié)核患者經(jīng)治療后，原本高水平的HNP1-3水平可下降到正常值左右，而經(jīng)多次治療的患者HNP1-3水平治療前后均明顯低于健康志愿者，其機(jī)制可能與長(zhǎng)期使用的抗結(jié)核藥物對(duì)中性粒細(xì)胞的殺傷作用相關(guān)。朱黎明等[15]進(jìn)一步在耐多藥肺結(jié)核患者的研究中發(fā)現(xiàn)，與非耐藥者及健康志愿者相比，耐藥患者血漿中的HNP1- 3水平明顯降低，這表明HNP1-3水平的下降可能因?yàn)槠鋮⑴c了機(jī)體的治療耐藥。以上研究表明，HNP1-3是結(jié)核患者病情評(píng)估及預(yù)后判斷的良好輔助指標(biāo)。

1.3 HNP1-3與支氣管擴(kuò)張

支氣管擴(kuò)張癥（簡(jiǎn)稱(chēng)支擴(kuò)）常伴有大量中性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞等炎癥細(xì)胞的浸潤(rùn)，伴隨著大量炎癥介質(zhì)（如HNP1-3）的釋放。既往研究表明，與健康人群相比，支擴(kuò)患者血漿中的HNP1-3水平顯著升高；并且急性加重期患者血漿中的HNP1-3水平明顯高于穩(wěn)定期患者[16]。其機(jī)制可能與HNP1-3的細(xì)胞毒性有關(guān)。組織間隙內(nèi)大量HNP1-3的浸潤(rùn)可使呼吸道的上皮細(xì)胞受損，受損的上皮細(xì)胞應(yīng)激合成更多介質(zhì)，加劇了中性粒細(xì)胞主導(dǎo)的炎癥反應(yīng)，從而導(dǎo)致氣管組織損傷加劇。以上表明HNP1-3可促進(jìn)支擴(kuò)的疾病進(jìn)程，通過(guò)抗體或拮抗劑干預(yù)HNP1-3水平有可能減弱中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)導(dǎo)致的呼吸道損傷, 為支擴(kuò)的防治提供新思路。

1.4 HNP1-3與支氣管哮喘

支氣管哮喘（簡(jiǎn)稱(chēng)哮喘）的發(fā)生、發(fā)展與炎癥細(xì)胞、炎癥介質(zhì)息息相關(guān)。近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)，哮喘患者支氣管內(nèi)炎性細(xì)胞的浸潤(rùn)以中性粒細(xì)胞為主。中性粒細(xì)胞活化釋放的HNP1-3是機(jī)體應(yīng)激狀態(tài)的重要指標(biāo)，尤其在在呼吸道系統(tǒng)疾病中，具有較高的反應(yīng)價(jià)值。研究顯示，HNP1-3促進(jìn)了支氣管哮喘的急性發(fā)作?；舡偡襕17]對(duì)急性發(fā)作期哮喘患者外周血血漿和痰上清液中的HNP1-3水平進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與健康人群相比，中度及重度組哮喘患者血漿中的HNP1-3水平顯著升高；經(jīng)過(guò)治療后，臨床緩解期的哮喘患者HNP1-3水平較急性發(fā)作期明顯降低。另外，不同病情程度的哮喘患者外周血中性粒細(xì)胞HNP1-3的mRNA 水平亦呈現(xiàn)同樣表達(dá)趨勢(shì)。以上研究表明，HNP1-3的表達(dá)與哮喘患者的病情成正相關(guān)，可作為評(píng)估急性發(fā)作期病情嚴(yán)重程度的指標(biāo)之一，有助于疾病的及時(shí)診斷和治療。

2 HNP1-3 與消化系統(tǒng)疾病

2.1 HNP1-3與結(jié)腸炎

潰瘍性結(jié)腸炎（ulcerative colitis, UC）是一種腸道炎癥性疾病，致病原因之一是腸道免疫功能紊亂。HNP1-3作為一種抗菌肽，在腸道的免疫系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用。鄒開(kāi)芳和張細(xì)元[18]的研究發(fā)現(xiàn)，與健康對(duì)照者相比，UC 患者的HNP1-3水平顯著升高，且與UC 病變范圍、病情程度成正相關(guān)，這可能與HNP1-3的細(xì)胞毒性導(dǎo)致腸道組織損傷有關(guān)。常東等[19]在濕熱型潰瘍性結(jié)腸炎患者的研究中也發(fā)現(xiàn)，HNP1-3的表達(dá)水平隨病變程度的加劇而升高；而經(jīng)治療后，HNP1-3的表達(dá)水平則顯著下降。同樣，徐曉燕[20]的研究表明，活動(dòng)期的UC 患者經(jīng)藥物治療達(dá)到緩解期后，其HNP1-3水平亦明顯下降，顯著低于急性活動(dòng)期。以上表明，HNP1-3參與了UC 的進(jìn)程，其水平監(jiān)測(cè)不僅可以反映疾病的炎癥程度, 還可用于病情的評(píng)估，是一個(gè)良好的疾病療效觀(guān)察指標(biāo)。

2.2 HNP1-3與結(jié)直腸癌

UC 的持續(xù)長(zhǎng)期進(jìn)展容易誘發(fā)癌變，導(dǎo)致結(jié)直腸癌的發(fā)生。HNP1-3除了參與UC 的發(fā)生、發(fā)展外，也參與了結(jié)直腸癌的進(jìn)展。研究顯示，HNP1-3在正常細(xì)胞外表達(dá)甚少，而在結(jié)直腸腫瘤細(xì)胞外的表達(dá)顯著增多[21]。Albrethsen 等[22]發(fā)現(xiàn)，與健康人群相比，大腸癌患者腫瘤組織及血清中HNP1-3的表達(dá)水平顯著升高，且與腫瘤的Duck 分期成正相關(guān)。值得強(qiáng)調(diào)的是，HNP1-3的表達(dá)在結(jié)腸癌早期就體現(xiàn)出上升趨勢(shì)，提示HNP1-3可能在腫瘤的早期診斷中具有指導(dǎo)意義。王妍華等[23]通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)結(jié)直腸癌患者的研究也發(fā)現(xiàn)，HNP1-3的表達(dá)水平在疾病早期就有所提升，并隨著Dukes 分期的遞增而升高；此外，發(fā)生淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的結(jié)直腸癌患者的HNP1-3的表達(dá)水平要遠(yuǎn)高于未發(fā)生轉(zhuǎn)移者。以上表明，HNP1-3的水平監(jiān)測(cè)不僅有助于結(jié)直腸癌的早期診斷，還可用于疾病的預(yù)后評(píng)估，有望成為一種新型結(jié)直腸腫瘤標(biāo)志物。

3 HNP1-3 與血液系統(tǒng)疾病

血栓性血小板減少性紫癜（thrombotic thrombocytopenicpurpura，TTP）是由于機(jī)體內(nèi)血漿ADAMTS13活性低下導(dǎo)致的一種嚴(yán)重彌散性血栓性微血管病。然而單純的ADAMTS13缺乏通常不足以引發(fā)急性TTP，感染或全身性炎癥可能先于疾病的急性爆發(fā)，例如中心導(dǎo)管感染、全身炎癥和懷孕被認(rèn)為是TTP 的潛在誘發(fā)因素，但其潛在機(jī)制尚不明確。近期有研究認(rèn)為，中性粒細(xì)胞釋放的HNP1-3可能與急性TTP 的發(fā)病相關(guān)，特別是在循環(huán)中ADAMTS13活性嚴(yán)重低下的患者。研究發(fā)現(xiàn)，急性TTP 患者血漿中的HNP1-3水平明顯高于對(duì)照者，且與終末器官損傷相關(guān)指標(biāo)，如血清乳酸脫氫酶、血肌酐、乳酸脫氫酶等成正相關(guān)[24]。Staley 等[25]亦發(fā)現(xiàn)急性TTP 患者血漿中的HNP1-3水平與健康對(duì)照組相比顯著升高，且與血清肌鈣蛋白和乳酸脫氫酶水平成正相關(guān)。以上表明，血漿HNP1-3水平升高也可能是器官損傷的標(biāo)志，可用于TTP患者疾病嚴(yán)重程度的評(píng)估及預(yù)后判斷。那么，HNP1-3如何參與TTP 的進(jìn)展？由于A(yíng)DAMTS13活性低下可引發(fā)血管性血友病因子（von Willebrand factor，vWF）的降解障礙，導(dǎo)致大量血小板及中性粒細(xì)胞聚集到血管損傷處，聚集的中性粒細(xì)胞被激活并釋放大量HNP1-3。HNP1-3是高度陽(yáng)離子的疏水性多肽，可與多種血漿蛋白和細(xì)胞成分結(jié)合，從而進(jìn)一步抑制ADAMTS13對(duì)vWF 蛋白的降解，加劇病情[26]。另外，在系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者血漿中也發(fā)現(xiàn)異常升高的HNP1-3[27]，提示HNP1-3可能對(duì)其他血栓性疾病的發(fā)病機(jī)制也產(chǎn)生巨大影響。

4 HNP1-3 與心血管系統(tǒng)疾病

HNP1-3不僅在感染性疾病中發(fā)揮重要作用，在無(wú)菌性炎癥性疾病中也發(fā)揮著重要的免疫調(diào)節(jié)作用[28-29]。冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟?。ê?jiǎn)稱(chēng)冠心病）的發(fā)病率持續(xù)升高，無(wú)菌性炎性反應(yīng)可促使冠心病的發(fā)生[30]。諸多文獻(xiàn)表明，HNP1-3對(duì)冠心病的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程產(chǎn)生重要影響。Quinn 等[31]2008年報(bào)道，冠心病患者外周血單核細(xì)胞中的HNP1-3水平明顯高于健康人群，該結(jié)論在2016年得到泰國(guó)學(xué)者[32]及Ungan 等[33]的印證。趙勁波等[34]進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，與輕度冠心病患者相比，重度冠心病患者血清中的HNP1-3水平顯著升高，且與C 反應(yīng)蛋白及Gensini 評(píng)分等呈顯著相關(guān)性。劉文武等[35]的研究也有類(lèi)似發(fā)現(xiàn)，冠心病患者血清中的HNP1-3水平與疾病病變程度成正相關(guān)。機(jī)體HNP1-3水平升高的原因可能在于，在動(dòng)脈粥樣硬化形成過(guò)程中，炎癥細(xì)胞吞噬脂質(zhì)，刺激炎癥細(xì)胞活化，導(dǎo)致其分泌的HNP1-3增多；另外，血管內(nèi)皮細(xì)胞的炎癥反應(yīng)也可能是血清HNP1-3水平升高的原因之一。以上表明，HNP1-3水平可用于評(píng)估冠心病患者的疾病嚴(yán)重程度，是評(píng)估患者預(yù)后的一個(gè)良好指標(biāo)。

5 HNP1-3 與腫瘤

HNP1-3具有多種生物學(xué)作用，包括抑制腫瘤細(xì)胞的作用[36]。近年來(lái)的研究表明，在多種腫瘤組織中均檢測(cè)到了HNP1-3的異常表達(dá)[37-41]。國(guó)內(nèi)學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，HNP1-3可在高分化乳腺癌組織中呈高表達(dá)，發(fā)揮抗癌作用；而在低分化組織中呈低表達(dá)，導(dǎo)致促癌效應(yīng)；高表達(dá)的HNP1-3還可抑制乳腺癌的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移[42]，這表明HNP1-3在瘤內(nèi)的高表達(dá)是乳腺癌預(yù)后的良好評(píng)估指標(biāo)之一。在腎癌的研究中，學(xué)者們亦有同樣發(fā)現(xiàn)：低水平的HNP1-3促進(jìn)腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)，而高水平的HNP1-3則加速腫瘤細(xì)胞凋亡[43]。上述研究結(jié)論與國(guó)外研究結(jié)果相似[44]?？傮w而言，目前更多的觀(guān)點(diǎn)支持高水平HNP1-3可發(fā)揮抑瘤作用，這可能歸因于HNP1-3的細(xì)胞毒性能誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡。一方面，HNP1-3的細(xì)胞毒性破壞了腫瘤細(xì)胞膜的完整性，導(dǎo)致細(xì)胞膜損傷，進(jìn)一步激發(fā)細(xì)胞線(xiàn)粒體凋亡途徑[45]。另一方面，HNP1-3刺激淋巴細(xì)胞分泌大量腫瘤壞死因子α，該因子與Fas 受體結(jié)合后將受體介導(dǎo)的凋亡途徑激活[46]，從而加速腫瘤細(xì)胞的凋亡。

6 小結(jié)

綜上所述，HNP1-3 在呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、血液系統(tǒng)及心血管系統(tǒng)等相關(guān)疾病的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮著舉足輕重的作用。HNP1-3 作為一種與多種疾病相關(guān)的多肽，越來(lái)越受到研究人員的關(guān)注。盡管HNP1-3對(duì)多種疾病的作用及其機(jī)制仍需進(jìn)一步的基礎(chǔ)和臨床研究進(jìn)行驗(yàn)證，但HNP1-3作為多種疾病治療的突破口，在疾病治療過(guò)程中具有廣闊的應(yīng)用前景。