細胞凋亡相關因子與咳嗽變異性哮喘關系的研究

張晶潔，徐榮謙，王俊宏，孫洮玉

(北京中醫藥大學東直門醫院，北京 100700)

咳嗽變異性哮喘(CVA)是支氣管哮喘的一種特殊類型，是慢性咳嗽的主要原因之一[1]。近年來，CVA的發病率逐年增多，成為兒童的多發病、常見病[2]。本病發病機制尚不十分清楚。可能與患兒的體質以及外界環境因素相關，同時有一定遺傳傾向，是一種受環境與遺傳因素雙重影響的疾病[3]。有研究[4]指出，CVA是一種由多種細胞，包括炎性細胞、氣道結構細胞和細胞組分參與的氣道慢性炎癥性疾病。在眾多炎性細胞中嗜酸性粒細胞是主要致炎細胞，氣道中嗜酸性粒細胞的減少有助于炎癥減輕與消退。嗜酸性粒細胞凋亡異常可能在維持慢性氣道炎癥中發揮著決定性作用。

1 細胞凋亡

細胞凋亡，1972年由Kerr[5]教授根據形態學特征首先提出。它參與體內細胞數量的調節，并清除體內無功能、對機體有害、突變的以及受到損傷后不能存活的細胞，在發育和機體的穩態調節中發揮重要作用。凋亡的通路分為外源性和內源性。前者研究熱點集中在Fas/FasL系統，它是介導細胞凋亡的主要形式。內源性凋亡通路中，Bcl-2基因家族是最受重視的凋亡調控家族。而激活Caspases家族是凋亡進行的必須途徑。2條通路的下游效應分子Caspase8和Caspase9分別再激活Caspase3。因此，Caspase3是整個凋亡級聯反應的一個關鍵調節點。

2 細胞凋亡與咳嗽變異性哮喘

CVA的病理改變是持續氣道嗜酸粒細胞炎癥反應與氣道高反應性[6]。外周血及氣道內嗜酸粒細胞增多，其原因可能是產生增多，也可能是凋亡減少。嗜酸粒細胞凋亡障礙導致其生存延長與哮喘的氣道炎癥相關[7]。嗜酸粒細胞凋亡的調控成為控制氣道炎癥反應的關鍵環節。研究[8]證明哮喘的氣道炎癥與細胞凋亡相關，嗜酸性粒細胞凋亡的減少是導致肺組織及氣道中嗜酸性粒細胞增多的重要原因。此外，有研究[9]結果表明哮喘患兒氣道慢性炎癥持續存在的原因可能是淋巴細胞凋亡下降所致。

3 細胞凋亡相關因子與咳嗽變異性哮喘

3.1 Fas-FasL Fas與其配體FasL結合誘導細胞發生凋亡，是細胞凋亡最主要的途徑之一[10]。它們的主要作用是參與外周T淋巴細胞克隆的清除和活化的T細胞的凋亡，具有免疫下調作用。Fas/FasL系統異常是急性肺損傷、急性呼吸窘迫綜合征(ARDS)和哮喘等肺部炎癥的重要發病機制。在哮喘大鼠淋巴液、血液、BALF中均存在明顯的淋巴細胞早期凋亡障礙和Fas/FasL表達降低[11]。

3.1.1 Fas Fas屬腫瘤壞死因子(TNFR)受體和神經生長因子受體(NGFR)超家族成員。又稱為死亡蛋白。研究[12]發現T細胞Fas表達缺陷，是導致哮喘炎癥的持續存在和產生一系列的哮喘癥狀(如黏液栓形成、氣道高反應性等)的重要因素之一。在氣道炎癥時大量淋巴細胞表面的Fas表達上調并且經過Fas/FasL途徑誘發凋亡[13]。Yousefi等[14]研究指出Fas抗原是誘導嗜酸細胞凋亡的主要因素，Fas表達與激活的降低是導致嗜酸細胞凋亡減少的重要原因。Fas不僅可以阻斷凋亡拮抗信號的傳遞，還可以啟動嗜酸細胞的主動凋亡。缺乏Fas介導的嗜酸性粒細胞死亡可能是哮喘時慢性氣道炎癥的重要因素[15]。

3.1.2 FasL FasL為Fas的天然配體。屬于腫瘤壞死因子相關的Ⅱ型跨膜蛋白。Fasl表達比較局限，主要表達活性T細胞、NK細胞以及IAK細胞等免疫細胞的細胞膜上。研究[16]指出哮喘氣道內炎癥的消除需要Fas及FasL介導的細胞凋亡清除無用的炎性細胞來實現。

3.2 Bcl-2基因家族 Bcl-2基因家族按功能分為抑制和促進凋亡基因。二者的比例決定細胞是否發生凋亡。Bax增高促進細胞凋亡，Bcl-2增高抑制細胞凋亡，Bcl-2/Bax比率的高低與細胞是否凋亡有關[17]。

3.2.1 Bcl-2 Bcl-2過度表達可以抑制細胞死亡，阻礙或延遲正常細胞的分化。主要是對抗引起線粒體破裂的離子失衡，阻斷細胞色素C的釋放，也可直接抑制Caspase的活化，從而抑制細胞凋亡。哮喘氣道重塑過程中，由于氣道炎癥導致氣道上皮損傷，機體通過提高支氣管上皮中的Bcl-2含量從而抑制上皮細胞凋亡以對抗氣道重塑[18]。Bcl-2可以抑制T、B以及中性粒細胞的凋亡，提高他們的存活能力。哮喘患者痰中嗜酸細胞Bcl-2表達明顯增多，而且他的表達與嗜酸細胞陽離子蛋白及白介素的水平呈正相關，與1秒鐘用力呼氣量/最大肺活量呈負相關，表明Bcl-2可以延長哮喘時嗜酸細胞的存活而減少其凋亡[19]。

3.2.2 Bax Bax為Bcl-2基因家族中第一個被確認有細胞凋亡促進作用的成員,其作用與Bcl-2相反，兩者形成異二聚體，協同調節細胞凋亡[20]。嗜酸粒細胞凋亡過程中Bax解聚并從胞質或胞核中移至線粒體，線粒體便釋放細胞色素C，擾亂線粒體膜電位，從而激活caspase，使嗜酸粒細胞凋亡[21]。因此，通過提高Bax含量可促進細胞凋亡抑制氣道重塑，減少肺部炎癥反應[22]。

3.3 Caspase3 Caspase家族是執行凋亡的最終途徑。Caspase-3位于2條細胞凋亡信號傳導通路的中心位置，其活化后直接參與切割細胞多種結構蛋白和功能蛋白，使細胞以凋亡形式解體。因此，它的活化是各種凋亡形態所必須的[23]。在哮喘發作時肺組織中caspase-3的表達降低，而此時肺泡灌洗液中嗜酸細胞數增多，嗜酸細胞的凋亡受到抑制，表明嗜酸細胞的凋亡有部分是通過caspase-3介導的[24]。

4 結語

CVA的主要病理學特征為氣道炎癥、氣道高反應性以及氣道重塑。不論是嗜酸細胞還是T淋巴細胞的凋亡均參與了CVA這些病理性過程。在分子生物學水平上進一步研究CVA的發病機制以及細胞凋亡相關因子與其關系，將有利于在臨床中的尋找新途徑、新藥物應用于CVA的治療。達到進一步防止CVA演變為典型哮喘，從而造福廣大患者的目的。

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