李爱琴 张震 徐雅楠 朱金源，4 张旭

宁夏医科大学总医院，1医学研究院，2日间病房，3老年与特需医学科，4重症医学科 （银川 750004）

急性呼吸窘迫综合征（acute respimtory distress syndrome，ARDS）主要是由于各种肺内外损伤因素所导致的急性弥漫性炎症性肺损伤，进行性呼吸窘迫和难以纠正的低氧血症为其主要临床特征［1］。ARDS的诊断标准较为复杂，诊断标准可参考2023年最新发布的《中国成人急性呼吸窘迫综合征（ARDS）诊断与非机械通气治疗指南（2023）》［2］。新近研究［3-4］表明，ARDS是急性肺损伤的严重阶段，起病急且病死率高，全球范围病死率为30%～40%。目前ARDS尚无有效的治疗手段，严重危害人类生命健康，对其发病机制的深入研究将为ARDS的防治提供更多的思路和潜在靶点。肺纤维化是ARDS发生发展的重要病理过程之一，是导致ARDS患者死亡的重要原因［5］。ARDS中肺纤维化的严重程度和持续时间与机体免疫细胞相互作用维持的动态平衡密切相关，尤其是巨噬细胞和成纤维细胞的相互作用［6］。本文旨在综述巨噬细胞和成纤维细胞在ARDS肺纤维化过程中相互作用的机制，为ARDS的诊断和治疗提供新的方法和思路。

1 ARDS肺纤维化可能的发病机制

ARDS的病理生理过程包括渗出期、增殖期和纤维化期三个阶段，不同阶段可能相互叠加。ARDS渗出期是对急性肺损伤的初始反应，可引起肺毛细血管内皮细胞-肺泡上皮细胞屏障破坏，肺泡和肺间质聚集大量的水肿液，其中富含免疫细胞；ARDS增殖期通过吸收渗出液及重建肺泡屏障来修复组织损伤；ARDS纤维化期表现为胶原蛋白沉积增加和肺纤维化形成［7］。既往研究［8］表明，ARDS肺纤维化是修复组织损伤的过程，但其具体机制尚不完全清楚，其可能涉及炎症反应的过度激活，促纤维化生长因子、趋化因子、血管抑制剂和促凝介质的过度分泌，金属基质蛋白失调和肺泡液体清除能力的下降等多种机制。值得注意的是，ARDS肺纤维化是由多种免疫细胞参与并维持稳态的复杂过程，巨噬细胞和成纤维细胞在其中发挥重要的调控作用，巨噬细胞可以通过细胞极化和诱导细胞因子分泌参与肺成纤维细胞的活化［9-10］。而肺成纤维细胞的异常激活和分化是肺纤维化反应的驱动因素［11］。因此，巨噬细胞和成纤维细胞的相互作用对ARDS肺纤维化的调控作用具有重要意义，其相互作用的动态平衡可以影响ARDS肺纤维化的进展和转归。

2 ARDS肺纤维化中巨噬细胞对成纤维细胞的调节

2.1 巨噬细胞提供成纤维细胞生存所需的血小板衍生生长因子（PDGF）配体在急性肺损伤的早期阶段，即可发现巨噬细胞分泌的血小板衍生生长因子的（PDGF）水平升高，PDGF可促进损伤区域成纤维细胞的活化、聚集和增殖，进而加速细胞外基质合成及肺纤维化形成［12］。既往研究［13］发现，巨噬细胞可以高表达PDGF，PDGF家族成员是成纤维细胞生存和增殖的关键生长因子，而PDGF的受体PDGFRA和PDGFRB仅在成纤维细胞上表达。有研究［14］表明，碳纳米管（CNT）可诱发肺纤维化，CNT通过促使巨噬细胞分泌PDGF间接激活成纤维细胞，其可能的机制是CNT可通过炎症小体激活、NF-κB和氧化应激等途径促进巨噬细胞中IL-1β的释放，IL-1β进一步诱导巨噬细胞分泌PDGF，从而促进肺纤维化形成。IVEY等［15］研究发现，使用PDGFRAflox标记的等位基因，由他莫昔芬介导PDGFRA缺失后，心脏中由Tcf21mcrem和Gli1creERT2标记的成纤维细胞减少了50%，表明体内成纤维细胞需要这种受体；突变小鼠和体外研究同时发现，PDGFRA可以通过PI3K信号激活ATF3蛋白促使成纤维细胞存活，PI3K/ATF3可促进巨噬细胞的炎症反应和吞噬功能，促进成纤维细胞增殖及胶原蛋白等基质分子合成。以上结果表明，巨噬细胞分泌的PDGF可促进成纤维细胞的活化、聚集和增殖，从而调控肺纤维化的形成。

2.2 巨噬细胞可分泌生长因子β（TGF⁃β）促进成纤维细胞的聚集和增殖TGF-β是启动和调节纤维化的关键因子，活化的巨噬细胞可通过分泌TGF-β调节成纤维细胞。研究［16］表明，TGF-β可以促进成纤维细胞募集、成纤维细胞外基质沉积来促进纤维化。研究显示，巨噬细胞分泌的TGF-β可通过Smad3信号通路直接刺激胶原的合成，驱动上皮细胞凋亡、上皮-间质转化（EMT）、成纤维细胞增殖和胶原沉积，进而启动肺纤维化并促进肺纤维化进展［17-18］。FRANGOGIANNIS［19］研究发现，在成纤维细胞中TGF-β通过TGF-β1/ALK5通路激活Smad3后，诱导活化的成纤维细胞可以表达许多促纤维化因子，包括alpha平滑肌肌动蛋白（αSMA）、Ⅰ型胶原蛋白、软骨寡聚基质蛋白（Comp）、骨膜蛋白和结缔组织生长因子（CTGF），进一步促进肺纤维化的进展。另一项研究［20］发现，微囊藻毒素LR可以减弱巨噬细胞向M2型的极化，从而抑制上皮细胞和成纤维细胞中EMT信号传导，M2型巨噬细胞的减少可以进一步减少TGF-β1表达，有效改善肺纤维化的进展。由此可知，在ARDS肺纤维化过程中，巨噬细胞分泌TGF-β调节肺纤维化是其重要机制，巨噬细胞和TGF-β可能成为改善肺纤维化发生和发展的潜在靶点。

2.3 ARDS中巨噬细胞调控成纤维细胞的其他机制在巨噬细胞通过TGF-β调控成纤维细胞的过程中，另外两个需要注意的关键分子是双调蛋白（AREG）和表皮生长因子受体（EGFR），它们可由活化的巨噬细胞和成纤维细胞产生，发挥动态平衡作用［21-22］。在TGF-β1促进肺纤维化模型中，沉默AREG或药物抑制EGFR可显著减少成纤维细胞增殖，缓解肺纤维化［23］。MINUTTI等［22］发现巨噬细胞分泌的AREG通过整合素αV的表达促进TGF-β的激活，从而促进成活化的纤维细胞增殖。另一项研究发现，巨噬细胞来源的GPNMB在转运过程中可以被成纤维细胞外基质捕获，进而通过CD44/Serpinb2通路激活成纤维细胞，导致肺纤维化进展［24］。综上所述，活化的巨噬细胞可以产生成纤维细胞增殖所需的细胞因子（如PDGF、TGF-β、AREG和EGFR），进而促进成纤维细胞的活化和增殖，最终导致肺纤维化的发生和进展。笔者推测，通过对以上靶点的深入研究能够为肺纤维化的临床防治提供依据。

3 ARDS肺纤维化中成纤维细胞对巨噬细胞调节

3.1 成纤维细胞可分泌集落刺激因子1（CSF1）促进巨噬细胞生存、分化和增殖巨噬细胞-成纤维细胞的相互作用是动态平衡的，当平衡被破坏，肺纤维化就会向进展或转归发展。巨噬细胞在通过各种机制调控成纤维的增殖和分化的同时，也受到成纤维细胞的作用，成纤维细胞可分泌巨噬细胞增殖、分化所必需的集落刺激因子CSF1，CSF1受体（CSF1R）主要由巨噬细胞及相关亚群表达。BELLOMO等［25］使用Wt1cre，Csf1fl/fl小鼠模型研究发现，当红髓成纤维细胞中缺失CSF1，脾脏红髓中巨噬细胞和腹腔中巨噬细胞分布显著减少，表明巨噬细胞在体内的存活需要依赖成纤维细胞。同样，MEZIANI等［26］利用16-Gy胸部照射C57BL/6小鼠构建肺纤维化模型来研究肺部巨噬细胞在肺纤维化中的作用，结果显示小鼠肺纤维化模型中分离的巨噬细胞可以被体外成纤维细胞诱导活化，活化的巨噬细胞表达大量的CSF1R，又促使体外成纤维细胞大量表达CSF1和CCL2，CSF1的表达会持续向受体酪氨酸激酶CSF1R下游发出信号，并通过CSF1-CSF1R信号轴传递信号［6］。此外，ORDENTLICH［27］研究表明，通过阻断CSF1R信号传导会抑制成纤维细胞表达的CSF1介导的巨噬细胞活性，并降低致病性单核细胞来源的巨噬细胞前体的循环水平，为纤维化疾病的治疗提供靶点。由此可知，肺纤维化中成纤维细胞对巨噬细胞的增殖促进作用主要是为了满足自身的增殖需求，如果阻断巨噬细胞的定向分化和表达就可以阻止成纤维细胞的活化，最终缓解肺纤维化的发展。

3.2 成纤维细胞可产生巨噬细胞趋化因子2（CCL2）募集巨噬细胞活化的成纤维细胞还可以产生巨噬细胞趋化因子CCL2，从循环系统募集单核巨噬细胞到损伤部位，并诱导单核细胞分化为巨噬细胞，并极化成相应亚型，以实现将巨噬细胞募集到纤维化或损伤的区域，修复损伤组织的作用［28］。DENG等［29］通过体外培养原代人纤维化肺成纤维细胞和气管内滴注博来霉素诱导肺纤维化动物模型，发现肺成纤维细胞是肺纤维化中CCL2过度表达的主要来源，CCL2表达增加可能与肺成纤维细胞表现出促纤维化表型有关，深入研究发现可能的机制是肺损伤导致转录因子与CCL2启动子中的核因子（NF-kB）和激活蛋白-1（AP-1）的结合增加，从而导致肺纤维化中CCL2表达增加，CCL2进一步募集单核巨噬细胞到损伤区域促进肺纤维化。同样，GOLEC等［30］也发现当脂多糖（LPS）刺激体外培养的肺成纤维细胞时，肺成纤维细胞分泌的CCL2表达水平较未受刺激的肺成纤维细胞表达水平显著升高，CCL2可以募集循环系统中的单核-巨噬细胞，通过释放各种炎症因子和趋化因子，促进肺纤维化的发展。这些研究表明，成纤维细胞对巨噬细胞的募集和诱导分化作用可能成为研究肺纤维化发生机制的重要科学问题。

3.3 成纤维细胞可产生其他细胞因子促进巨噬细胞活化成纤维细胞也可通过自分泌TGF-β和IL-6协助激活巨噬细胞。DUFOUR等［31］研究发现TGF-β可与IL-17A协同作用，促进成纤维细胞产生IL-6和CCL2。成纤维细胞产生的CCL2可发挥巨噬细胞募集功能，而IL-6可导致成纤维细胞分泌TGF-β1和Smad3磷酸化，进而诱导纤维化的发生；在成纤维细胞中敲减IL-6可缓解纤维化的进展［32］。这表明成纤维细胞可以通过增加募集和活化途径的方式加大对巨噬细胞的募集和定向诱导，在肺纤维化的进展过程中，成纤维细胞劫持巨噬细胞作为自身增殖所需因子的来源，这些巨噬细胞在肺纤维化炎性环境中的作用机制需要进一步深入研究。

4 总结与展望

综上所述，肺纤维化是影响ARDS疾病进展的重要临床特征，而巨噬细胞-成纤维细胞的相互作用是决定肺纤维化发生和发展的重要因素。在ARDS肺纤维化过程中，巨噬细胞和成纤维细胞可通过分泌多种细胞因子、生长因子及炎症因子与其他细胞及因子形成相互交错的复杂调控网络，并以直接或间接的相互作用，进而影响ARDS肺纤维化的发生发展。目前ARDS肺纤维化的发病机制尚未完全阐明，但以上内容和综述表明，巨噬细胞-成纤维细胞在肺纤维化中的调控作用和机制，不同单细胞亚群的作用和机制都值得深入研究，这些研究可以加深对ARDS发病机制的理解，也将提供更多ARDS诊断和治疗的潜在靶点。这些潜在靶点将对未来开发安全有效、敏感性高、针对性强的抗纤维药物具有重要的临床价值。