咳嗽變異性哮喘兒童支氣管肺泡灌洗液細胞學分析與支氣管激發(fā)試驗關系的研究進展

楊雙源 綜述，羅 健 審校

(重慶醫(yī)科大學附屬兒童醫(yī)院呼吸中心/兒童發(fā)育疾病研究教育部重點實驗室/國家兒童健康與疾病臨床研究中心/兒童發(fā)育重大疾病國家國際科技合作基地/兒科學重慶市重點實驗室，重慶400014)

咳嗽變異性哮喘(CVA)是我國兒童慢性咳嗽最常見的病因之一[1]，以咳嗽為唯一或主要表現(xiàn)，通常以干咳為主，病程大于4周，具有氣道高反應[2]。CVA氣道中浸潤炎癥細胞等都有不同水平的升高或降低，兩者之間相互作用，構(gòu)成一個免疫調(diào)節(jié)網(wǎng)絡，形成氣道慢性炎癥，對氣道高反應性(AHR)的形成、嚴重程度及變化等進行調(diào)節(jié)，導致反復咳嗽、喘息。CVA的發(fā)病機制現(xiàn)尚不明確，除常見的嗜酸性粒細胞性氣道炎癥以外可能還有不同的發(fā)病機制，患者氣道炎癥及氣道反應性持續(xù)存在，為診斷治療帶來挑戰(zhàn)。

1 CVA氣道浸潤炎癥細胞特點

健康人氣道中也有大量免疫細胞及免疫介質(zhì)的浸潤，互相調(diào)節(jié)并維持氣道正常的形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能，兒童支氣管肺泡灌洗液細胞學分析中，中性粒細胞≤3%，嗜酸性粒細胞≤1%，淋巴細胞為10%～15%，巨噬細胞在85%以上，其余還有部分受損脫落的上皮細胞[3]。

CVA主要由嗜酸性粒細胞、中性粒細胞、肥大細胞、T淋巴細胞及其分泌的炎癥因子等共同作用。SIMPSON等[4]首次根據(jù)痰中嗜酸性粒細胞和中性粒細胞的比例，將哮喘患者的氣道炎癥分為中性粒細胞型哮喘、嗜酸性粒細胞型哮喘、混合粒細胞型哮喘和貧粒細胞型哮喘4種亞型。大部分CVA患者呈現(xiàn)與典型哮喘類似的慢性氣道炎癥特點，氣道中嗜酸性粒細胞及肥大細胞明顯增加，氣道中也可以檢測到中性粒細胞，部分患者氣道中性粒細胞增多與典型哮喘嚴重程度及哮喘惡化有關[5]。研究表明，在成人CVA及典型哮喘患者中混合粒細胞型哮喘較多，但CVA患者中嗜酸性粒細胞型哮喘、混合粒細胞型哮喘占比小于典型哮喘患者[6]。

2 CVA氣道浸潤炎癥細胞與氣道反應性的關系

2.1嗜酸性粒細胞 目前在哮喘中，AHR的主要機制是由Th2淋巴細胞介導的Th2型炎癥，主要介導特異性或非特異性嗜酸性粒細胞型氣道炎癥，表現(xiàn)為Th1、Th2細胞失衡。Th2細胞被激活分泌白細胞介素-4(IL-4)、IL-5、IL-13、粒-巨噬細胞集落刺激因子(GM-CSF)等。IL-4促進Th2細胞分化。IL-5和GM-CSF等調(diào)節(jié)嗜酸性粒細胞的增殖、分化、成熟、遷移，并抑制嗜酸性粒細胞凋亡[7]。IL-13誘導B細胞和內(nèi)皮細胞增殖，B細胞產(chǎn)生大量IgE[8]，介導AHR、杯狀細胞化生和氣道重塑。IL-1α也可以促進嗜酸性粒細胞、中性粒細胞的募集，促進IL-5增加，加重AHR[9]。Th1細胞分泌的IL-2、IL-3、γ-干擾素(IFN-γ)、腫瘤壞死因子β(TNF-β)等抑制AHR，Th1細胞與Th2細胞之間相互抑制調(diào)節(jié)氣道反應性。另外有學者認為，IL-4、IL-5及IL-13可以由2型先天淋巴細胞(ILC2)產(chǎn)生，而氣道上皮細胞產(chǎn)生的IL-25、IL-33促進ILC2增殖，可能對類固醇激素產(chǎn)生抵抗[10]。

通過Th2細胞活化后的嗜酸性粒細胞可以釋放促炎介質(zhì)，如組胺、白三烯、細胞因子、有毒顆粒蛋白、氧自由基、Th2樣細胞因子和生長因子等，使氣道上皮細胞損傷，引發(fā)血管擴張、支氣管平滑肌收縮和黏液分泌增加，從而引發(fā)氣道狹窄、氣流受限，最終導致AHR，且嗜酸性粒細胞數(shù)目越多，在一定程度上氣道反應性越高?；罨蟮氖人嵝粤＜毎爱a(chǎn)生IL-3、IL-5、GM-CSF等的肥大細胞之間相互作用，相互調(diào)節(jié)，緊密聯(lián)系。肥大細胞通過分泌TNF誘導中性粒細胞快速聚集[11]，并促進T細胞活化，釋放組胺和其他血管活性介質(zhì)，引起支氣管收縮、水腫、黏液分泌。肥大細胞還可以釋放類胰蛋白酶、羧肽酶A3(CPA3)和糜蛋白酶等，促進氣道平滑肌增生，與AHR和哮喘嚴重程度有關[12]。

與CVA患者相比，哮喘患者存在更多的小氣道功能障礙，特別是嗜酸性氣道炎癥亞型患者，表現(xiàn)出更嚴重的AHR[13]。因此，CVA患者可能僅僅只表現(xiàn)為咳嗽。氣道嗜酸性粒細胞浸潤越多、氣道反應性越高，則越有可能發(fā)展為典型哮喘。但在非哮喘性嗜酸性粒細胞性支氣管炎(NAEB)氣道中盡管也有大量嗜酸性粒細胞浸潤，但卻無AHR。有學者認為，上述現(xiàn)象的原因在于NAEB嗜酸性粒細胞主要集中于中央氣道，肥大細胞主要存在于氣道黏膜上皮，而哮喘嗜酸性粒細胞主要集中在小氣道，肥大細胞浸潤平滑肌細胞而引起氣道更易收縮[14]，且與哮喘相比，NAEB患者氣道中白三烯和組胺等炎癥介質(zhì)水平較低。

2.2中性粒細胞 現(xiàn)在越來越多的學者提出非嗜酸性粒細胞性氣道炎癥，其中中性粒細胞起著重要作用，中性粒細胞在嗜酸性粒細胞的存在下可能被激活，兩者相互作用，參與CVA的氣道炎癥[15]，加重患兒的氣道反應性。有學者認為嗜酸性粒細胞與個體的過敏性致敏有關，而一些非過敏性刺激，與中性粒細胞氣道炎癥密切聯(lián)系，如吸煙可以增加IL-17A、IL-6、IL-8等在氣道黏膜中的表達[16]，其他還有劇烈運動、冷空氣等因素。

氣道高反應患者中性粒細胞性氣道炎癥由Th17介導，Th17細胞是IL-17A的主要來源，還可以分泌IL-21、IL-22、IL-26等，從而誘導氣道上皮細胞分泌IL-6、IL-8、IL-25、TNF-α、轉(zhuǎn)化生長因子 β(TGF-β)等。IL-17A是重癥哮喘的獨立危險因素[17]，IL-17A通過與IL-17受體IL-17RA作用，一方面驅(qū)使中性粒細胞進入肺部，形成中性粒性細胞氣道炎癥；另一方面促進氣道平滑肌產(chǎn)生收縮力，介導AHR[18]。IL-8是中性粒細胞性氣道炎癥的主要誘導物之一，可以受IL-4和IL-13抑制，而IL-4和IL-13在低劑量時可刺激上皮細胞產(chǎn)生IL-8，IL-8激活中性粒細胞，促進中性粒細胞的募集[19-21]，混合粒細胞型氣道炎癥中IL-8明顯升高[15]。來自于樹突狀細胞的IL-6和TGF-β可以促進Th17細胞分化，參與誘導中性粒細胞氣道炎癥[22-23]，另外，IL-6可以促進IL-4的產(chǎn)生促進Th2細胞分化和IL-13產(chǎn)生，提示Th2及Th17雙通路可能[17]，Th2和Th17細胞通路聯(lián)合表達可進一步增強AHR[24]，最終導致不良預后[25]。TNF-α主要由巨噬細胞和肥大細胞產(chǎn)生，導致氣道中性粒細胞增多，并可能對氣道平滑肌直接作用而產(chǎn)生AHR。CVA及哮喘患者氣道中IL-25也升高，重癥哮喘比輕中度哮喘及CVA患者增加更明顯[26]。

氣道激活后的中性粒細胞包含不同的亞群，至少有3個不同功能的亞群存在，其在氣道中浸潤并分泌炎癥介質(zhì)，并具有許多特殊的免疫調(diào)節(jié)特性，區(qū)別于血液中性粒細胞，與健康者相比，哮喘患者氣道中中性粒細胞在體外的遷移、吞噬等功能更強[27-28]。其中主要表達CD16和CD62L的中性粒細胞亞型可能與氣道高反應有關，通過分泌TNF-α而上調(diào)緩激肽受體2發(fā)揮作用，但具體機制尚不明確[29-30]。

2.3其他浸潤細胞 吞噬細胞也是氣道炎癥浸潤細胞之一，在CVA及哮喘患者被激活釋放炎癥介質(zhì)參與炎癥反應，也參與愈合和修復過程。除炎癥細胞外，哮喘患者氣道上皮細胞部分脫落，氣道上皮細胞不僅僅是結(jié)構(gòu)細胞，在其余免疫細胞的調(diào)節(jié)下釋放炎癥介質(zhì)并破壞氣道完整性，直接造成氣道狹窄，并且上皮細胞也能釋放炎癥介質(zhì)，加重氣道反應性。

3 氣道高反應與支氣管激發(fā)試驗的關系

AHR是指氣道平滑肌對各種刺激因子出現(xiàn)過早或過強的收縮反應，引起氣道狹窄及氣流受限，氣道阻力增加，氣道反應性升高。氣道反應性與氣道多種炎癥細胞浸潤、炎癥因子釋放、氣道重塑等因素相關[31]?，F(xiàn)氣道反應性可以通過支氣管激發(fā)試驗進行定量評估[32]，是臨床中常用的檢測方法，根據(jù)刺激物作用機制，支氣管激發(fā)試驗分為直接及間接激發(fā)試驗。

直接刺激物通常包括乙酰膽堿、組胺等，直接作用于氣道平滑肌，引起氣道痙攣。乙酰膽堿激發(fā)試驗是評估CVA AHR最常用的方法，敏感性高，因此乙酰膽堿激發(fā)試驗陰性時診斷CVA的可能性小[33]。乙酰膽堿激發(fā)試驗主要反映氣道平滑肌功能，并不能反映氣道炎癥細胞浸潤類型[34]，其提示的AHR可能并不只是嗜酸性粒細胞浸潤的結(jié)果。使用乙酰膽堿也不能對哮喘患者類固醇激素治療的療效及預后進行準確的評估，可能會導致患者使用更高劑量的類固醇激素[35]。

間接刺激物包括冷空氣、運動、高滲鹽水、甘露醇等，導致平滑肌以外的嗜酸性粒細胞、上皮細胞等釋放炎癥介質(zhì)，導致平滑肌收縮和氣道狹窄，與直接刺激物相比，間接刺激物更能反映氣道反應性與氣道炎癥浸潤細胞之間的關系。與乙酰膽堿相比，應用甘露醇激發(fā)時，特異性更高[36]，敏感性較低。甘露醇激發(fā)試驗陽性提示嗜酸性氣道炎癥可能性大，陰性時嗜酸性氣道炎癥可能性小，甘露醇不僅可以反映氣道炎癥類型，測試為陰性時提示哮喘控制良好，還可反映炎癥控制程度，評估類固醇治療效果[37-38]。哮喘患者病情變化時是否使用激素，是否使用口服激素或激素加量，直接刺激評估病情可能存在誤差，間接刺激可能是監(jiān)測哮喘治療和控制的較好試驗[35]，但也仍需要更多的研究才能付諸日常實踐。

4 小 結(jié)

CVA是典型哮喘的前期過程，30%～40%的成人CVA患者可能會發(fā)展成典型哮喘[32]，兒童可能更高。CVA發(fā)病機制復雜，氣道炎癥細胞細胞學分析與氣道反應性之間的關系尚不明確，無論是哪一種類型氣道炎癥，不同的炎癥細胞都會分泌各種促炎介質(zhì)，同時導致上皮細胞損傷，釋放更多炎癥介質(zhì)，促進氣道平滑肌收縮引起氣道痙攣；另一方面使黏液分泌增加，促進氣道狹窄，加重氣流受限，引起氣道反應性增加。嗜酸性粒細胞型氣道炎癥通過類固醇激素、白三烯受體抑制劑或抗組胺藥等治療后AHR可明顯降低，混合粒細胞型氣道炎癥使用類固醇激素劑量明顯高于其他類型[39]。

支氣管肺泡灌洗液細胞學分析直觀體現(xiàn)氣道浸潤炎癥細胞特點，反映氣道炎癥類型，但并不適用于大部分患者，而支氣管激發(fā)試驗是一種無創(chuàng)、比較安全的檢測氣道反應性的方法，采用不同刺激物可以反映氣道炎癥類型，指導臨床診斷及治療，可以反映氣道炎癥程度，監(jiān)測氣道反應性變化及轉(zhuǎn)歸，但常用的乙酰膽堿激發(fā)試驗不能反映氣道炎癥類型，對于部分病程長、治療效果欠佳的患者，我們需要更多的研究對患者氣道炎癥浸潤細胞及氣道反應性進行綜合評估，并關注氣道反應性長期變化，尋找更方便、安全、更準確的輔助檢查輔助CVA診斷、治療及隨訪，改善預后，避免病情反復或惡化，減輕患者負擔。