過敏性支氣管哮喘(簡稱哮喘)是一種慢性氣道炎癥性疾病，與氣道高反應(yīng)性(AHR)有關(guān)，可以導(dǎo)致反復(fù)發(fā)作的喘息、呼吸困難、胸悶和咳嗽，尤其在夜間或早晨更為嚴(yán)重，這些發(fā)作通常與可變氣流阻塞肺部有關(guān)。目前全球哮喘患者約3億人，發(fā)病率為7％～10％，在全球范圍內(nèi)地區(qū)差異很大，發(fā)達(dá)國家和西方國家的發(fā)病率是發(fā)展中國家的20～60倍[1]。哮喘是一種涉及多種細(xì)胞的異質(zhì)性炎癥疾病，根據(jù)臨床癥狀的發(fā)病頻率、FEV1和呼氣峰值流量等分為急性發(fā)作期、慢性持續(xù)期和臨床緩解期。目前沒有很好的方法針對不同階段的哮喘對癥治療，因此，尋找不同階段哮喘的有效治療方法是未來研究的一個重要目標(biāo)。

　　人們最初認(rèn)為肥大細(xì)胞和嗜酸粒細(xì)胞在哮喘的氣道炎癥過程中起著重要作用，而后來研究表明輔助性T(Th)細(xì)胞才是這個過程的關(guān)鍵。“Th2哮喘假說”是基于IgE和嗜酸粒細(xì)胞在哮喘發(fā)病機制中的作用的假設(shè)，該假說認(rèn)為Th2細(xì)胞調(diào)節(jié)IgE的合成，以及嗜酸粒細(xì)胞的數(shù)量和活性在該機制中起關(guān)鍵作用。另外，有人認(rèn)為對Thl反應(yīng)的免疫偏差可以保護(hù)機體免受哮喘，因為Thl細(xì)胞可以抑制Th2細(xì)胞的功能[2]。然而，誘導(dǎo)痰或者支氣管肺泡灌洗技術(shù)表明很多嚴(yán)重的哮喘患者存在一種明顯不同于“Th2哮喘假說”的病理機制[3]，在這些患者中，由Thl和Thl7細(xì)胞誘導(dǎo)的中性粒細(xì)胞比嗜酸粒細(xì)胞更占優(yōu)勢。因此，各種T細(xì)胞亞型之間的相對平衡在過敏性哮喘中起著重要作用。

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　　內(nèi)毒素脂多糖(LPS)是過敏性哮喘的一個危險因素

　　內(nèi)毒素LPS是革蘭陰性菌細(xì)胞壁的組成部分，雖然人類接觸內(nèi)毒素是不可避免的，但是氣道接觸內(nèi)毒素是高度可變的，這與室內(nèi)顆粒和空氣污染程度相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)內(nèi)毒素暴露與哮喘的增加率和嚴(yán)重程度呈正相關(guān)，且中性粒細(xì)胞哮喘患者氣道內(nèi)更易于細(xì)菌增殖，因而會產(chǎn)生更高水平的內(nèi)毒素[4]。許多研究顯示灰塵內(nèi)LPS的濃度而不是灰塵本身與肺功能的降低量呈正相關(guān)[I]。

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　　通過吸入含有LPS的過敏原建立過敏性哮喘模型

　　在小鼠氣道中單獨應(yīng)用過敏原不會引起過敏性哮喘，而加入LPS的過敏原則可以引起過敏性哮喘反應(yīng)。Eisenbarth等利用不加LPS、加入小劑量(100ng／mouse)及大劑量(100ug／mouse)LPS的卵清蛋白(OVA)鼻內(nèi)滴注小鼠3次，結(jié)果顯示不加LPS的OVA不能誘導(dǎo)小鼠肺部炎癥反應(yīng)．加入小劑量LPS的OVA誘導(dǎo)典型的Th2細(xì)胞反應(yīng)，包括BALF和肺組織中嗜酸粒細(xì)胞的增加，黏液的產(chǎn)生，血清中OVA特異性IgE和IgGl的升高以及引流淋巴結(jié)(DLN)中Th2細(xì)胞因子的產(chǎn)生；加入大劑量LPS的0VA誘導(dǎo)很強的Thl炎癥反應(yīng)，包括中性粒細(xì)胞的增加，血清中IgG2a的增加和DLN中Thl細(xì)胞因子的產(chǎn)生但是沒有黏液的產(chǎn)生。這項研究為炎癥產(chǎn)生依賴LPS提供了實驗證據(jù)。

　　Kim等[7]同樣證明了不同劑量的LPS導(dǎo)致不同類型的哮喘。該研究小組發(fā)現(xiàn)，含有小劑量(100ng／mouse)LPS的OVA導(dǎo)致Th2細(xì)胞反應(yīng)，伴隨嗜酸粒細(xì)胞的增高和過敏源特異性IgE的產(chǎn)生，而含有大劑量(10bLg／mouse)LPS的OVA導(dǎo)致了Thl細(xì)胞反應(yīng)，伴隨肺泡灌洗液中中性粒細(xì)胞的增加。更重要的是，在含LPS的0VA刺激下，AHR對乙酰甲膽堿的反應(yīng)大大增強，而乙酰甲膽堿是過敏性哮喘表型的一個重要組成部分。近年來，研究又發(fā)現(xiàn)含高劑量LPS的OVA可導(dǎo)致Thl7細(xì)胞的高表達(dá)和中性粒細(xì)胞炎癥，而在1L一17缺乏小鼠中這種現(xiàn)象被破壞[8]。因此，高劑量LPS所導(dǎo)致的中性粒細(xì)胞炎癥實際上是Thl和Thl7炎癥的混合物。

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　　Th細(xì)胞亞型在過敏性哮喘免疫發(fā)病機制中的作用

　　動物模型為研究過敏性哮喘的發(fā)病機制提供了基礎(chǔ)，是藥物治療臨床前實驗的關(guān)鍵，動物模型研究表明過敏性哮喘反應(yīng)了固有性和適應(yīng)性免疫系統(tǒng)的相互作用。適應(yīng)性免疫反應(yīng)起始于原始型T細(xì)胞，而原始型T細(xì)胞通過各種途徑分化為不同的調(diào)節(jié)免疫與炎癥反應(yīng)的Th細(xì)胞。不同亞型的Th細(xì)胞如Thl、Thl7和Th2由他們所分泌的細(xì)胞因子而命名。Thl和Thl7分別由IL-12和IL一6促進(jìn)產(chǎn)生，而Th2是在IL一4存在的條件下產(chǎn)生的(圖1)。

　　長久以來，人們認(rèn)為氣道中的嗜酸粒細(xì)胞與過敏性哮喘有關(guān)，Th2細(xì)胞因子如IL一4、IL5和IL一13參與了嗜酸粒細(xì)胞炎癥凹]。盡管許多細(xì)胞因子可以促使B細(xì)胞產(chǎn)生抗體，但只有IL一4和IL一13才能使抗體同型轉(zhuǎn)換成IgE。

　　Thl細(xì)胞因子r干擾素(IFN一r)在哮喘患者的血清、肺組織和誘導(dǎo)痰中高表達(dá)。誘導(dǎo)痰中IFN一7的表達(dá)水平在重度患者比輕中度患者中高，并與痰中中性粒細(xì)胞的數(shù)量有關(guān)。轉(zhuǎn)基因小鼠實驗證明了氣道中IFN一7的高表達(dá)可導(dǎo)致肺部中性粒細(xì)胞炎癥、肺氣腫和AHR，且IFN一7可以抑制過敏源誘導(dǎo)的嗜酸粒細(xì)胞募集到小鼠肺組織中。轉(zhuǎn)化生長因子8。(TGF。)是嗜酸粒細(xì)胞炎癥和組織重建如氣道纖維化發(fā)展過程中的重要調(diào)節(jié)因子，研究表明在IFN一7缺乏的小鼠中，過敏源刺激使TGF-fl。和嗜酸粒細(xì)胞炎癥水平增高[7]。而且，Wenzel等發(fā)現(xiàn)重度嗜酸粒細(xì)胞哮喘患者比非嗜酸粒細(xì)胞哮喘患者有更厚的基底膜和更多數(shù)量的TGF—B。產(chǎn)生細(xì)胞。這些研究表明IFN7是重度非嗜酸粒細(xì)胞型哮喘發(fā)展過程中的重要調(diào)節(jié)因子。

　　Thl7細(xì)胞作為一種新的CD4+T細(xì)胞亞型，需要在TGF-13和IL6共同存在下被分化。Thl7細(xì)胞主要產(chǎn)生IL一17，其次是IL一22和IL一21，再次是少量的IFN一7，但并不產(chǎn)生IL一4。IL一17在發(fā)炎的肺部被檢測到，它也許有助于小鼠氣道炎癥的發(fā)展，然而，IL17的出現(xiàn)降卻低了嗜酸粒細(xì)胞的數(shù)量。Thl7細(xì)胞的過繼轉(zhuǎn)移可誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞的表達(dá)，且對甾類激素的治療產(chǎn)生抗性，表明IL一17也許可以募集中性粒細(xì)胞并在甾類激素抵抗中性粒細(xì)胞型哮喘中起著重要作用。另外，研究表明IL一17干擾上皮細(xì)胞產(chǎn)生嗜酸粒細(xì)胞活化趨化因子，而該因子在嗜酸粒細(xì)胞的募集和活化過程中起著重要作用。因此，IL一17也許在肺部的嗜酸粒細(xì)胞一中性粒細(xì)胞平衡中起著重要的調(diào)節(jié)作用。

　　3．1Th2細(xì)胞分化的免疫機制

　　眾所周知，通過信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活子6(STAT6)信號通路的IL一4是Th2細(xì)胞分化的重要調(diào)節(jié)劑，應(yīng)用小劑量LPS(100ng／mouse)可以提高II。一4的表達(dá)并誘導(dǎo)過敏源特異性的Th2細(xì)胞反應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)若小鼠中缺乏STAT6，則小劑量LPS誘導(dǎo)的Th2細(xì)胞反應(yīng)被破壞[7]，表明在T細(xì)胞分化過程中，STAT6信號通路是Th2細(xì)胞發(fā)生發(fā)展的重要因素。Eisenbarth等[6]發(fā)現(xiàn)TNF-a和吸人性過敏源共同導(dǎo)致了Th2細(xì)胞反應(yīng)，在過敏源致敏過程中，小劑量LPS可以誘導(dǎo)Th2細(xì)胞反應(yīng)并使TNF-a表達(dá)量升高。若小鼠缺乏TNFR一1，過敏源特異性小劑量LPS增強的Th2型炎癥反應(yīng)以及AHR將被破壞。這些結(jié)果表明小劑量LPS誘導(dǎo)的TNF—a主要通過IL一4和sTAT6信號通路調(diào)節(jié)Th2細(xì)胞反應(yīng)的發(fā)生發(fā)展。

　　3．2Thl細(xì)胞分化的免疫機制

　　固有性免疫反應(yīng)產(chǎn)生的IL一12是Thl細(xì)胞發(fā)生發(fā)展過程中的重要調(diào)節(jié)因子。LPS劑量依賴性過敏源可以增強IL-12的表達(dá)，且IL-12主要通過STAT4信號通路誘導(dǎo)Thl細(xì)胞分化。在STAT4缺乏小鼠中，含有高劑量LPS(10ttg／mouse)的OVA誘導(dǎo)產(chǎn)生的AHR和中性粒細(xì)胞型炎癥將會被抑制，Thl細(xì)胞的肺浸潤功能也被完全破壞。Thl細(xì)胞分化依賴于在高劑量LPS存在下產(chǎn)生的IL-12，然后通過STAT4信號通路產(chǎn)生IFN一7?？扇苄远垠wIFN一7，是Ⅱ型干擾素的唯一成員，在固有免疫和適應(yīng)性免疫反應(yīng)中起著非常重要的角色。IFN一7作為固有免疫反應(yīng)的一部分主要由自然殺傷(NK)細(xì)胞和NKT細(xì)胞產(chǎn)生，而在適應(yīng)性免疫反應(yīng)中則由Thl細(xì)胞和細(xì)胞毒型T效應(yīng)細(xì)胞產(chǎn)生。IFN一7通過上調(diào)轉(zhuǎn)錄因子T—bet的表達(dá)促進(jìn)Thl細(xì)胞分化，T—bet可以抑制Th2細(xì)胞的分化。這些結(jié)果表明高劑量LPS誘導(dǎo)產(chǎn)生的IFN一7可以上調(diào)IL一12的表達(dá)，而STAT4信號通路通過正反饋回路調(diào)節(jié)IL一12和IFN一7。

　　3．3Thl7細(xì)胞分化的免疫機制

　　Thl7細(xì)胞在過敏性哮喘中發(fā)病機制中的作用近年來廣泛研究，IL一6、IL一1G和II，一23等通過STAT3一RORTt信號通路誘導(dǎo)IL一17的表達(dá)。過敏性哮喘小鼠模型表明高劑量LPS(10ug／mouse)可以增強IL一6的表達(dá)，而小劑量LPS(100ng／mouse)卻不能增強IL一6的表達(dá)，然而，在IL6缺乏小鼠中，高劑量LPS誘導(dǎo)的Thl7細(xì)胞反應(yīng)則被阻止，表明IL一6是Thl7細(xì)胞分化過程中的重要調(diào)節(jié)劑。血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)最初由于其產(chǎn)生組織水腫而被命名為血管滲透因子，研究發(fā)現(xiàn)哮喘患者的組織和生物學(xué)樣本中VEGF表達(dá)量升高。肺特異性VEGF轉(zhuǎn)基因?qū)嶒烇@示氣道高水平VEGF誘導(dǎo)肺部炎癥并增強T細(xì)胞啟動。在過敏性哮喘小鼠模型中，暴露于高劑量I．PS(10ug／mouse)中的氣道可以上調(diào)VEGF的表達(dá)，此外，用VEGFRl抑制劑處理小鼠后，T細(xì)胞啟動將會被阻止，如樹突狀細(xì)胞(DC)共刺激分子的過表達(dá)、DC向DLN區(qū)域的遷移以及DLN中原始T細(xì)胞的增殖等。然而，VEGFR-2抑制劑則阻止IL一6的表達(dá)以及隨后的過敏源特異性Thl7細(xì)胞反應(yīng)[2324]。這些研究表明LPS誘導(dǎo)的VEGF在T細(xì)胞啟動和Thl7細(xì)胞分化過程中起著重要作用，并且T細(xì)胞啟動依賴于VEGFRl信號途徑，而隨后的Thl7細(xì)胞分化則依賴于VEGFR2信號途徑。

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　　結(jié)語

　　室內(nèi)生物污染物可以誘導(dǎo)免疫功能障礙和炎癥反應(yīng)，并導(dǎo)致炎癥性肺部疾病，如哮喘和COPD。最新的一項調(diào)查顯示LPS暴露率是哮喘發(fā)病率增加的重要危險因子。更好的治療方法來自于對哮喘發(fā)病機制的更多了解，輕中度哮喘也許和嗜酸粒細(xì)胞型炎癥有關(guān)，而重度哮喘也許和中性粒細(xì)胞型炎癥有關(guān)。就發(fā)病機制而言，嗜酸粒細(xì)胞型哮喘表現(xiàn)了Th2細(xì)胞因子依賴型炎癥，而中性粒細(xì)胞型哮喘是IFN一7和IL一17依賴型炎癥?；谶^敏性哮喘不同的免疫和炎癥類型，抗炎癥治療策略也是不同的：輕中度嗜酸粒細(xì)胞型哮喘患者常常對吸入性類皮質(zhì)甾酮療法反應(yīng)強烈，而中性粒細(xì)胞型哮喘(重度哮喘)患者則反應(yīng)較差。未來針對中性粒細(xì)胞型哮喘患者的治療方法也許在于抑制患者對皮質(zhì)醇的抵抗，因而抑制Thl和Thl7細(xì)胞反應(yīng)也許是一種有效的免疫治療策略。