陈晓丽 综述,邓静敏审核

(广西医科大学第一附属医院呼吸内科，南宁 530021)



中性粒细胞哮喘的研究进展*

陈晓丽 综述,邓静敏△审核

(广西医科大学第一附属医院呼吸内科，南宁 530021)

[关键词]中性粒细胞；支气管哮喘；研究进展

支气管哮喘(简称哮喘)是由多种细胞和细胞组分参与的气道慢性炎症性疾病，发病机制未完全明确。根据诱导痰炎症细胞的类型分为嗜酸粒细胞哮喘(eosinophilic asthma,EA)、中性粒细胞哮喘(neutrophilic asthma,NA)、寡细胞哮喘(paucigranulocytic asthma，PA)和混合细胞哮喘(eosinophilic and neutrophilic asthma,MA)。既往认为，痰嗜酸性粒细胞(eosinophils，EOS)增多是哮喘气道炎症的特征之一，但近年发现部分患者未升高，且50%以上的哮喘存在以中性粒细胞(neutrophil,NEU)浸润为主的气道炎症，甚至在哮喘恶化和持续期，升高的也是NEU[1-2]。近年发现，NEU可能与重症哮喘及激素疗效差的哮喘等密切相关，已成为学术界关注的焦点。现将有关NA的研究进展综述如下。

1NA的定义

迄今为止，NA并没有统一的定义，通常是指患者痰液内嗜中性粒细胞计数异常的哮喘。国内外文献主要依据患者痰液内的嗜中性粒细胞计数持续(至少有2次)占有核非鳞状细胞的百分比大于61%～76%，或大于 500×104/mL(即大于 90%百分位数法)的哮喘[3-5]。痰液细胞计数一般首选支气管黏膜或支气管肺泡灌洗(BAL)计数方法，但由于此类方法患者痛苦大，还难以广泛开展。所以，有人已尝试基于患者血液内嗜中性粒细胞计数或血液白细胞分类计数中所派生出的变量，来定义嗜中性粒细胞性哮喘。然而，这些变量指标，都不能很好地确定患者痰液内的嗜中性粒细胞有无增多。近年来多数研究者应用诱导痰细胞学检查来反应气道炎症，但其可能受种族、过敏原暴露、吸烟等环境因素的影响，而且目前尚少见大样本的数据。因此，健康人的诱导痰细胞正常参考值仍不完全统一。

2NA的发病机制

NA的一个特征为痰液内NEU升高，说明NEU在哮喘发病中起关键作用，重要性并不亚于EOS，但其具体机制未完全明确。有研究示， NEU过多的聚集在气道与其凋亡延迟、功能降低以及气道水合作用降低有关。目前，多数文献是以哮喘总体或过敏性哮喘为研究对象，来探索NEU在哮喘发病中的作用，而单纯分出NA为研究对象的文献报道较少，甚至关于其动物模型的复制与研究亦鲜有报道，相关临床病例报道也不多，因此关于其发病机制及NEU在其中的作用尚不清楚。但是由于NA气道炎症类型是以NEU炎症为主，故根据NEU在哮喘中的作用研究结果来推测，其发病的机制可能涉及免疫炎症反应、气道高反应性(AHR)、气道重塑等。

2.1参与哮喘免疫炎症反应研究表明NEU可通过免疫炎症机制参与哮喘发病机制，推测NA的发病机制亦涉及类似的过程。

2.1.1NA可能存在Th1/Th2/Th17/Treg免疫失衡目前明确Th1/Th2失衡所致的Th2优势是EA发病最重要的免疫学机制，而NA也可能存在相似机制。

IFN-γ是Th1免疫的代表因子。目前对NA和EA之间IFN-γ水平有无差别尚有争议，但NA发病机制存在Th1细胞功能的异常是明确的[6-7]。

IL-4是Th2免疫的代表因子，而IL-13和IL-4生物学功能相似，存在相互促进的作用。IL-4能够通过Stat6磷酸化等途径引起外周血NEU形态的改变、IL-8 mRNA表达及NEU趋化因子的表达[8]，而IL-13的分泌增加与中性粒细胞相关基因CD93等水平上调相关[9]，说明它们可能与中性粒细胞功能呈正相关。且有研究发现，哮喘患者其水平都高于对照组，而又有研究示EA与NA之间两者水平无差异[6，10]。这些都说明NA可能亦存在TH2免疫的异常增强。

IL-6、IL-8作为Th2细胞、Th17 细胞分泌的炎症细胞因子，具有募集、活化中性粒细胞的生物学功能，促进炎症反应。其中IL-6对Th1细胞负性调控，促进Th2、Th17细胞的分化；在哮喘患者病例对照研究中发现，NA组IL-6水平高于其他组[11]，且在小鼠哮喘模型中发现其参与了气道NEU炎症[12]。而IL-8能够募集NEU，提高NEU在炎症部位的结合能力、抑制NEU凋亡、使气道的NEU增加，参与激素抵抗型NEU气道炎症[13]。这些都说明NA可能存在IL-6、IL-8高表达，即TH2、Th17细胞功能的异常。

IL-17家族能诱导Th2型细胞因子、中性粒细胞动员因子、黏附分子等表达，促进NEU的聚集，参与气道中性粒细胞炎症,且与激素不敏感有关。在过敏原致敏的小鼠模型、NA小鼠模型和哮喘患者中都发现了IL-17的此种作用，且用其单克隆抗体中和IL-17，能够引起IL-13等Th2型细胞因子水平的降低，减轻AHR。由此推测Th17细胞/IL-17参与了NA的发生、发展。Treg细胞在维持机体免疫功能，形成外周免疫耐受中起重要作用。诸多研究发现,哮喘患者Treg细胞数减少、功能低下。虽然目前还少见特异针对NA的Treg细胞变化的文献报道，但有研究示Treg细胞此种变化只存在于中、重度哮喘[14]，而这两类哮喘的气道炎症主要为中性粒细胞炎症。且目前认识到Treg细胞又可通过负反馈调节Th1、Th2、Th17细胞功能，故推测NA的发病机制涉及Treg细胞失衡。

2.1.2蛋白及蛋白酶的失衡中性粒细胞弹性蛋白酶(NE)是NEU含有的弹性蛋白酶，在气道具有强大的促分泌作用， 其存在于NEU嗜天青颗粒中，能分解弹性蛋白等,损伤血管内皮细胞等作用加重组织损害。目前尚少见对NA患者痰中NE的研究报道，但目前已经证实，慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者痰上清液中NE水平高于健康人，与FEV1占预计值%、FEV1/FVC呈负相关；而NA与COPD具有相似的气道炎症，故推测NA亦有此表现。

髓过氧化物酶(MPO)存在于NEU的嗜苯胺蓝颗粒中，是其功能标志和激活标志。目前尚少NA中MPO的文献报道，但诸多以哮喘总体或过敏性哮喘为研究对象的研究示，哮喘患者血清MPO水平都高于对照组，且重度组MPO升高最明显[15]，这提示MPO可能参与了NA的发生、发展。基质金属蛋白酶(MMPs)是一个含有超过20种不同蛋白酶的家庭，具有不同降解细胞外基质(ECM) 的能力，其与哮喘患者的中性粒细胞相关联[16-17]，提示其可能参与了NA的发生、发展。

2.2 NEU可能直接导致哮喘的AHR在小鼠NA模型中给予NEU抗体干预后，小鼠的AHR减轻[18]；哮喘患者NEU可通过与IL-9R的相互作用，参与AHR的形成[19]。

2.3NEU在气道重塑方面起重要作用有文献称哮喘患者气道组织中气道重塑相关的因子 TGF-β阳性细胞和NEU数正相关，NEU可以分泌更多的TGF-β、产生蛋白溶解活性在气道重塑中发挥作用。

3NA的临床特征

在临床诊疗过程中，如果哮喘患者具备以下某些特征，应警惕存在NA。

3.1存在NA的危险因素的患者NA的危险因素很多，包括肥胖、性别、吸烟(包括已经戒烟的患者)、老龄、职业及环境污染等，引起NEU聚集，使气道NEU升高。

3.2重度哮喘、速发性致死性哮喘、激素不敏感哮喘等文献报道，激素不敏感哮喘、重度哮喘和速发性致死性哮喘患者的肺泡灌洗液和诱导痰中NEU数都高于其他哮喘组，且其气道周围有大量的NEU聚集。

3.3运动性哮喘文献报道，运动性哮喘患者的NEU趋化因子水平高于对照组[20]，且其动物模型的肺泡灌洗中NEU数也是升高的[21]。

3.4药物性哮喘对药物性哮喘的病例对照研究中发现，其呼出气体中NEU分泌的炎症介质，以及气道NEU数都高于其他组，说明药物性哮喘气道亦存在NEU炎症。

3.5胃食管反流病胃食道反流病患者和小鼠模型的研究发现：NEU趋化因子、IL-8等炎症趋化因子升高，引起NEU浸润。说明胃食管反流病相关哮喘可能表现为NA，应给予警惕。

3.6NA的症状和体征NA除了具有哮喘常见的症状和体征，还具有自身的特点：依据全球哮喘防治指南(GINA)治疗，其临床症状不能完全控制、吸入支气管舒张药后肺功能变化不如EA明显、可表现为急性发作期哮喘、重度哮喘、缓解期哮喘、激素抵抗型哮喘等；而EA则主要表现为轻、中度哮喘和过敏性哮喘，可能还合并其他部位的过敏性疾病。

3.7肺功能特点NA同样存在AHR，发作时其通气功能检测呈阻塞性通气功能改变。有文献报道， EA和NA在FEV1/预计值、FEV1/FVC和AHR并无差别[22]；但是痰液里NEU%与FEV1/FVC%、FEV1值呈负相关；NEU数越高,FEV1越低，而与EOS无关[23-24]。虽说目前对NA与EA患者肺功能有无区别还有争议，但多数研究认为两者是有区别的，即NA患者存在不完全可逆的气流受限，类似COPD的特征。

4NA与EA、PA、MA的区别

它们属于哮喘的不同亚型，在病因、发病机制、病理、临床表现、辅助检查和治疗等有相似点，但由于他们拥有不同的气道炎症类型，故他们之间亦存在差别。NA的气道炎症以NEU炎症为主，而EA则主要是EOS炎症，PA则是前两种气道炎症均不存在，而MA则两种炎症均存在。

它们都受遗传因素和环境因素的双重影响,有各自的遗传基因突变。如几丁质酶3样1(CHI3L1)与EA相关；IL-6和MPO与NA相关，某些基因的表达如IL-1β等在不同亚型是有区别的。某些环境因素如长期接触职业粉尘等易发展为NA，而对年轻(20～40岁)、过敏体质患者则易发展为EA。可见他们的遗传因素和环境因素是有差别的。

发病机制上虽然它们都涉及了免疫炎症、AHR等，但具体炎症类型和炎症因子是不同的，如多数学者认为EA主要涉及Th1/Th2失衡而NA主要涉及Th17细胞，且抗炎相关因子如半乳糖凝集素3的水平在它们之间亦是不同的；甚至有研究示哮喘表型可以转换。它们在发病机制上有何异同点有待进一步研究。它们之间症状体征相似，只是严重程度不同，但也有研究称它们在症状上无明显差异。

气道炎症类型不同，因此对激素治疗的反应有所不同。如NA吸入激素治疗前后FEV1无明显变化、甚至吸入支气管舒张药后FEV1较低及小气道阻塞率更高，这显然与EA对激素敏感的特征不同,而PA、MA的反应则介于EA与NA之间。因此有学者认为，NA对激素是耐药或者不敏感的，由此导致其治疗效果不如EA。

5NA的治疗

GINA仍是NA的治疗指南。治疗的目标是长期控制症状、预防未来风险的发生，即在使用最小有效剂量药物治疗或不用药物的基础上，能使患者与健康人一样生活、学习和工作。主要包括确定并减少危险因素接触和药物治疗等。部分患者能找到引起哮喘发作的变应原或者其他非特异刺激因素，脱离并长期避免这些危险因素是防治哮喘最有效的方法。目前，临床用于治疗NA的药物主要包括糖皮质激素、β2受体激动剂、白三烯调节剂等。但部分NA对这些药物不敏感，有待新型药物的出现，如中性粒细胞的靶向治疗、5-脂肪氧合酶激活蛋白(FLAP)拮抗剂、IL-17A的单克隆抗体、磷酸二酯酶抑制剂、大环内酯类抗生素、CXCR2 拮抗剂、髓过氧化物酶和弹性蛋白酶、IL-6受体等小分子拮抗剂等单独或者联合使用都不同程度的对NA有治疗作用，然而这些新颖的治疗方法是否对NA患者安全且有效，有待深入研究。

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doi:·综述·10.3969/j.issn.1671-8348.2016.17.039

*基金项目：广西高校科学技术研究项目 (YB2014068)。

作者简介：陈晓丽(1985-)，医师，硕士，主要从事支气管哮喘研究工作。△通讯作者，Tel:(028)81642226;E-mail：ldyy666@163.com。

[中图分类号]R562.2

[文献标识码]A

[文章编号]1671-8348(2016)17-2411-03

(收稿日期：2015-12-21修回日期：2016-02-14)