气道上皮细胞对巨噬细胞表型和吞噬功能的影响及HIF-1α的作用*
2019-01-21陈兴无秦立龙孙珍贵臧蕾蕾王寒黎
陈兴无, 邢 敏, 秦立龙, 孙珍贵, 臧蕾蕾, 王寒黎
(皖南医学院第一附属医院呼吸内科, 安徽 芜湖 241001)
慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)的重要特征在于进行性气道炎症导致气流受限和肺功能持续减退,其临床过程中的关键事件是COPD急性加重(acute exacerbation of COPD,AECOPD),后者更进一步加速肺功能下降、损害健康状况并增加死亡风险,多由感染尤其是细菌感染触发。巨噬细胞的重要功能之一是吞噬病原体,研究证明COPD患者气道巨噬细胞吞噬能力减弱是细菌长期定植和AECOPD次数增多的核心[1]。巨噬细胞作用发挥与其表型密切相关,已确定2种类型巨噬细胞:干扰素γ(interferon-γ,IFN-γ)和肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)诱导的促炎或经典活化巨噬细胞(M1巨噬细胞),白细胞介素4(interleukin-4,IL-4)和IL-13诱导的抗炎或替代性活化巨噬细胞(M2巨噬细胞)。其中M1巨噬细胞表达高水平促炎细胞因子,在宿主防御细菌和病毒中发挥核心作用;M2巨噬细胞有助于炎症的消退和损伤修复。因此,这2种表型巨噬细胞的相对比例对COPD疾病发展具有重要影响。COPD气道中的复杂环境可以改变高度可塑的巨噬细胞表型。
气道感染与严重的局部低氧相关,后者是COPD气道炎症微环境的一种常见现象。COPD患者通气驱动减弱,气道阻塞,肺泡壁增厚,肺泡毛细血管被破坏,从而在肺内形成缺氧区域。此外,急性加重过程中气道的感染和炎症使得氧气被炎症细胞消耗,造成氧浓度低于1%(<8 mmHg)的低氧微环境。已知肿瘤组织低氧环境是肿瘤相关巨噬细胞(tumor-associated macrophages,TAMs)表型转换的最主要原因[2]。缺氧诱导因子1α(hypoxia-inducible factor-1α,HIF-1α)是低氧和炎症过程中激活的一个关键转录因子,对免疫和炎症反应调节发挥关键作用,影响巨噬细胞炎性因子基因表达、表型和功能状态。已报道COPD患者肺组织中支气管上皮和上皮下纤维化组织HIF-1α表达上调或下调[3]。在部分人群HIF-1α遗传多态性与COPD呈正相关。由于缺氧是COPD气道微环境的持续性特征,探讨低氧环境巨噬细胞表型转换和吞噬活性的调节至关重要。
气道上皮细胞是气道和外界环境接触的第一道屏障,其通过调节固有免疫在预防和控制气道感染发挥重要作用。……
