免疫細(xì)胞在肺動脈高壓發(fā)病機(jī)制中的研究進(jìn)展

樊勇、郝燕捷綜述，張卓莉?qū)徯?/p>

肺動脈高壓（PH）是一類臨床上嚴(yán)重的心肺血管疾病，主要以進(jìn)行性肺動脈壓力升高、肺血管阻力增大最終導(dǎo)致右心衰竭和死亡為臨床特點(diǎn)，病情進(jìn)展快，預(yù)后很差。動脈性肺動脈高壓（PAH）屬于PH的第一大類，是臨床研究和藥物研發(fā)關(guān)注最多的一類PH[1，2]。盡管如此，目前最大規(guī)模的美國REVEAL研究[3]顯示：PAH患者1年、3年和5年的總體生存率分別僅為85%、68%和57%，情況仍然不容樂觀。近年來，PH領(lǐng)域研究的迅速進(jìn)展以及臨床“靶向”治療的應(yīng)用，PH患者的臨床癥狀和生活質(zhì)量得以明顯改善，生存時(shí)間得以延長。然而，值得注意的是，目前這些治療并沒有能夠真正改善或者逆轉(zhuǎn)PH的肺血管重塑，因此患者的長期預(yù)后依然很差[4]。

PH發(fā)病機(jī)制非常復(fù)雜，與基因易感性、血管活性物質(zhì)失衡、免疫炎癥反應(yīng)、能量代謝異常等有關(guān)。Tuder等[5]于1994年首次報(bào)道PH患者病變肺血管周圍出現(xiàn)大量T、B淋巴細(xì)胞，巨噬細(xì)胞，肥大細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞（DC）浸潤以及補(bǔ)體、免疫球蛋白的沉積。之后，科學(xué)家不斷挖掘并發(fā)現(xiàn)：（1）結(jié)締組織病或者感染（如人類免疫缺陷病毒、寄生蟲等）相關(guān)的PH發(fā)病率明顯高于正常人；（2）病變血管周圍大量免疫細(xì)胞及免疫介質(zhì)浸潤；（3）循環(huán)血液中明顯升高的自身抗體；（4）循環(huán)血液中明顯升高的細(xì)胞因子、趨化因子和生長因子等；（5）激素、免疫抑制劑或某些針對細(xì)胞因子的生物制劑能夠有效治療[6-8]，因此提出了免疫紊亂與炎癥在PH發(fā)生、發(fā)展過程中發(fā)揮重要作用，同時(shí)免疫活性細(xì)胞作為免疫炎癥反應(yīng)中的關(guān)鍵角色，得到了廣泛關(guān)注和研究。本文就近年來免疫細(xì)胞異常在PH發(fā)病機(jī)制中的研究進(jìn)行綜述。

1　T淋巴細(xì)胞

T淋巴細(xì)胞是適應(yīng)性免疫反應(yīng)中的重要成分，按照功能和表面標(biāo)志可以分為：輔助性T細(xì)胞（Th細(xì)胞）、細(xì)胞毒性T細(xì)胞（Tc細(xì)胞）以及調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（Treg細(xì)胞）；CD4+Th細(xì)胞可進(jìn)一步大致分為Th1、Th2、Th17細(xì)胞等。有研究發(fā)現(xiàn)，特發(fā)性肺動脈高壓（IPAH）患者受累肺動脈的局部出現(xiàn)明顯增多的Th細(xì)胞和Tc細(xì)胞浸潤，而Treg細(xì)胞數(shù)量減少[9]。Th1/Th17細(xì)胞可以通過大量分泌促炎因子：白細(xì)胞介素（IL）-1、2、6、17、21以及腫瘤壞死因子α（TNF-α）、干擾素-γ（IFN-γ）等加重PH血管局部炎癥并參與肺血管重塑，導(dǎo)致PH形成；Th2細(xì)胞常被認(rèn)為是拮抗Th1/Th17反應(yīng)的效應(yīng)T細(xì)胞，但有文獻(xiàn)報(bào)道IL-4/13活化的Th2免疫反應(yīng)可以導(dǎo)致嚴(yán)重的肺動脈肌化與重塑，清除CD4+T細(xì)胞或使用IL-4 KO小鼠（Th2反應(yīng)無應(yīng)答小鼠）均可對PH產(chǎn)生保護(hù)作用[10]，提示Th2細(xì)胞也可能在PH發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮重要作用。

Treg細(xì)胞是機(jī)體維持免疫耐受和穩(wěn)態(tài)的重要T細(xì)胞亞群，主要在胸腺中發(fā)育成熟。Treg細(xì)胞的數(shù)量和功能減低與很多自身免疫性疾?。ㄈ缦到y(tǒng)性紅斑狼瘡、系統(tǒng)性硬化、干燥綜合征、橋本氏甲狀腺炎等）的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。Huertas等[11]發(fā)現(xiàn)，IPAH和系統(tǒng)性硬化相關(guān)PAH患者外周血Treg的數(shù)量盡管與正常人相似，但功能低下。然而也有研究發(fā)現(xiàn)，PAH患者外周血中Treg數(shù)量增加[12，13]。分析不同結(jié)果的原因可能與患者異質(zhì)性以及Treg細(xì)胞的表面標(biāo)記物選擇有關(guān)。另外，科學(xué)家們在先天無胸腺大鼠（T細(xì)胞缺陷）中發(fā)現(xiàn)肺損傷局部出現(xiàn)大量巨噬細(xì)胞、肥大細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞的浸潤，隨后迅速發(fā)生類似PH樣的病理改變；回輸Treg細(xì)胞至大鼠體內(nèi)進(jìn)行免疫重建，可抑制肺動脈壁的炎癥反應(yīng)和內(nèi)皮細(xì)胞的凋亡，從而阻斷PH的發(fā)生[14]，提示Treg細(xì)胞在抑制PH發(fā)生、發(fā)展過程可能扮演重要角色。

2　B淋巴細(xì)胞

B淋巴細(xì)胞來源于骨髓多能干細(xì)胞，通過分泌抗體、細(xì)胞因子，提呈抗原，提供協(xié)同刺激信號等方式在體液免疫應(yīng)答過程中發(fā)揮重要功能。PH病變肺血管周圍可見B淋巴細(xì)胞浸潤和異位淋巴組織（三級淋巴組織）生成[15]，以及免疫球蛋白和補(bǔ)體分子的沉積。此外，PH患者血液中出現(xiàn)明顯增多的自身抗體，包括抗內(nèi)皮細(xì)胞抗體、抗成纖維細(xì)胞抗體、抗核糖核蛋白抗體和抗拓?fù)洚悩?gòu)酶I抗體等，這些抗體可以與血管內(nèi)皮細(xì)胞結(jié)合并誘導(dǎo)其損傷凋亡，誘發(fā)炎癥反應(yīng)，促進(jìn)血管平滑肌細(xì)胞的增殖，從而導(dǎo)致PH的形成。靶向針對B淋巴細(xì)胞的抗CD20單抗可以有效降低PH患者循環(huán)血液中抗體和炎性因子釋放從而達(dá)到治療PH作用，目前CD20單抗用于治療系統(tǒng)性硬化相關(guān)PAH的2期臨床試驗(yàn)正在進(jìn)行中[ClinicalTrials.govID:NCT01086540]，我們也期待令人鼓舞的結(jié)果。

3　DC

DC是機(jī)體最有效的抗原遞呈細(xì)胞，能夠刺激初始T細(xì)胞活化和增殖參與激活免疫反應(yīng)和維持免疫耐受，在機(jī)體免疫系統(tǒng)中處于關(guān)鍵地位。成熟DC高表達(dá)MHC-II分子和共刺激分子，可以有效識別并提呈抗原，激活效應(yīng)T細(xì)胞，發(fā)揮清除抗原的作用；而不成熟DC具有很弱的抗原提呈作用，可有效維持外周免疫耐受，阻礙機(jī)體對病原體的清除及對異常增殖細(xì)胞的殺傷。Perros等[16]在IPAH患者和動物模型的肺動脈標(biāo)本“叢狀病變”病理染色中發(fā)現(xiàn)大量未成熟DC，并且其數(shù)量與疾病嚴(yán)重程度呈正相關(guān)。相應(yīng)地，Wang等[17]在接下來的研究中發(fā)現(xiàn)，IPAH患者外周血中的成熟髓系DC數(shù)量減少，并伴有功能缺陷。因此有學(xué)者認(rèn)為，DC可能參與PH發(fā)病機(jī)制，需進(jìn)一步探討其功能及亞型轉(zhuǎn)換的調(diào)節(jié)機(jī)制[18]。

4　巨噬細(xì)胞

巨噬細(xì)胞是機(jī)體內(nèi)另一種非常重要的抗原遞呈細(xì)胞，其主要功能：一方面可以通過吞噬作用殺滅和清除進(jìn)入機(jī)體的病原菌，異物及細(xì)胞碎片；另一方面可通過加工和提呈抗原啟動免疫應(yīng)答發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用。既往多項(xiàng)研究顯示，巨噬細(xì)胞是浸潤在PH病變血管周圍最主要的炎癥細(xì)胞[5，9，19]，通過氯膦酸鹽脂質(zhì)體非特異性清除全身或者肺泡巨噬細(xì)胞可有效阻止PH的發(fā)生[20，21]。此外，Vergadi等[22]研究發(fā)現(xiàn)，巨噬細(xì)胞的早期肺組織浸潤以及替代活化型巨噬細(xì)胞（M2型）激活對于低氧誘導(dǎo)的PH小鼠的疾病進(jìn)展必不可少，提示巨噬細(xì)胞在PH發(fā)生發(fā)展過程中發(fā)揮極為重要作用。那么，巨噬細(xì)胞是如何具體參與PH致病的呢？Tian等[23]發(fā)現(xiàn)，PH患者及大鼠肺組織巨噬細(xì)胞可以分泌白三烯B4（LTB4），通過與相應(yīng)受體結(jié)合誘導(dǎo)肺動脈內(nèi)皮細(xì)胞凋亡和平滑肌細(xì)胞增生肥大，從而導(dǎo)致肺血管重塑出現(xiàn)PH，拮抗LBT4可有效阻止PH的發(fā)生。此外，局部炎癥微環(huán)境可以極化巨噬細(xì)胞，一方面促進(jìn)促炎因子IL-1β、IL-6、TNF-α等釋放，進(jìn)一步激活T淋巴細(xì)胞，加速炎癥反應(yīng)；另一方面，巨噬細(xì)胞可以釋放血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）和血小板衍生生長因子（PDGF）等生長因子，與相應(yīng)受體結(jié)合后作用于血管壁細(xì)胞，促進(jìn)增殖和遷移，誘導(dǎo)血管重塑并形成PH。

5　肥大細(xì)胞

肥大細(xì)胞是一類來源于CD34+骨髓造血干細(xì)胞的免疫細(xì)胞，廣泛存在于機(jī)體各個組織器官。肥大細(xì)胞中含有許多囊泡小體，細(xì)胞脫顆粒激活后可以分泌5羥色胺、IL-6、IL-13和肥大細(xì)胞類胰蛋白酶等介質(zhì)，參與舒縮血管、免疫炎癥反應(yīng)和血管重塑過程。既往多項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，在PH患者和動物模型中，肥大細(xì)胞數(shù)量和功能明顯升高，并伴有c-kit受體上調(diào)與激活；通過c-kit特異性抑制劑（PLX）和肥大細(xì)胞穩(wěn)定劑（CSS）進(jìn)行動物預(yù)防和治療實(shí)驗(yàn)，均可以減輕血液動力學(xué)改變和血管重塑，有效緩解PH疾病進(jìn)展[24-26]。Breitling等最新研究發(fā)現(xiàn)，肥大細(xì)胞—B細(xì)胞軸參與PH血管重塑過程。活化的肥大細(xì)胞可以產(chǎn)生大量IL-6，進(jìn)而一方面直接參與肺血管重塑過程，另一方面誘導(dǎo)CD48RA+B細(xì)胞的形成，參與免疫球蛋白和自身抗體的產(chǎn)生。阻斷IL-6或者抑制肥大細(xì)胞活化，可以顯著減少B淋巴細(xì)胞生成，緩解PH血管重塑和血流動力學(xué)；同樣地，在PH大鼠中抑制B淋巴細(xì)胞活性或者基因敲除B淋巴細(xì)胞也可達(dá)到明顯的治療效果，因此肥大細(xì)胞—IL-6—B淋巴細(xì)胞軸在PH發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮著重要角色。

6　NK細(xì)胞

NK細(xì)胞是一種具有強(qiáng)力溶解細(xì)胞能力的先天性淋巴樣細(xì)胞，可以識別并殺傷感染微生物的細(xì)胞或者癌變細(xì)胞，同時(shí)分泌一系列細(xì)胞因子，發(fā)揮調(diào)節(jié)免疫、抵御腫瘤和抗感染等作用。Ormiston等發(fā)現(xiàn)，PH患者和動物外周血中NK細(xì)胞數(shù)量明顯減少伴有功能缺陷，表現(xiàn)為細(xì)胞表面活化受體NKp46和殺傷細(xì)胞免疫球蛋白樣受體3DL1表達(dá)減少，細(xì)胞因子IFN-γ、巨噬細(xì)胞炎癥蛋白（MIP）-1β和基質(zhì)金屬蛋白酶9（MMP-9）的分泌降低。

7　其他免疫細(xì)胞

中性粒細(xì)胞在PH中的研究很少，近來有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，中性粒細(xì)胞彈性蛋白酶參與PH發(fā)病機(jī)制。中性粒細(xì)胞彈性蛋白酶在PH患者和多個動物模型肺血管平滑肌細(xì)胞中的表達(dá)明顯升高，并可通過水解細(xì)胞外基質(zhì)，一方面獲得具有生物活性的生長因子促進(jìn)血管壁細(xì)胞異常增殖；另一方面獲得具有趨化活性的彈力蛋白和纖維黏連蛋白從而募集免疫細(xì)胞形成局部免疫炎癥反應(yīng)；進(jìn)一步抑制中性粒細(xì)胞彈性蛋白酶活性可阻斷PH的形成或改善PH的嚴(yán)重程度，提示其在PH發(fā)病機(jī)制中的重要作用[27，28]。此外，還有研究者發(fā)現(xiàn)，PH患者外周血CD45+/CD33+/MHCII-/CD11b+的髓系抑制細(xì)胞（MDSC）顯著增多，其數(shù)量與平均肺動脈壓力升高相關(guān)，提示MDSC可能參與PH的血管重塑過程[29]，具體機(jī)制還有待更深入的研究。

8　展望

PH是多種原因?qū)е碌囊苑涡⊙苁婵s功能障礙和進(jìn)行性肺血管重塑為典型特征的一類危重疾病，紊亂的免疫炎癥反應(yīng)在其中發(fā)揮重要作用。機(jī)體內(nèi)各種免疫細(xì)胞在損傷、炎癥、異物等刺激的作用下激活固有和（或）適應(yīng)性免疫應(yīng)答，產(chǎn)生多種炎性介質(zhì)、細(xì)胞因子等，通過與血管內(nèi)皮細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞和成纖維細(xì)胞上相應(yīng)受體結(jié)合激活信號通路從而誘導(dǎo)血管重塑的形成，實(shí)驗(yàn)條件下干預(yù)多種免疫細(xì)胞功能可顯著影響PH的發(fā)生發(fā)展過程。然而，各種免疫細(xì)胞之間“cross-talk”較為復(fù)雜，在PH病生理過程中的具體作用機(jī)制仍不清楚。當(dāng)前針對PH的“靶向”治療對逆轉(zhuǎn)血管重塑作用都非常有限，而在腫瘤領(lǐng)域異軍突起的免疫細(xì)胞治療能否可以為PH的防治提供新的策略也值得探索與期待。

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