sPLA2-X在支氣管哮喘中的研究進展

李曉露 ，張翊玲 ，馬麗 ，張湘燕

1.貴州醫科大學臨床醫學院內科，貴州貴陽 550004；2.貴州省人民醫院呼吸與危重癥學科，貴州貴陽 550002

支氣管哮喘（簡稱哮喘）是種多因素疾病，以廣泛多變的可逆性氣流受限為特征的慢性氣道炎癥性疾病，這種慢性炎癥與氣道高反應性（AHR）相關。近年來全球哮喘的患病率呈逐年增長的趨勢，據統計在2013年全球哮喘患者達2億4100多萬人，預計到2025年其人數將上升至3億人以上[1]。

磷脂酶A2（PLA2）家族是一類催化磷脂二位酰基(Sn-2)水解的酶族，而超過1/3的PLA2屬于分泌型磷脂酶A2(sPLA2)。因在哮喘患者的氣道中發現分泌型磷脂酶 A2-X（secreted phospholipase A2 group X，sPLA2-X）是最主要的sPLA2亞型之一，從而作為“哮喘型sPLA2”而受到重視。已有研究證明sPLA2-X產生促炎的類二十烷酸及Th2細胞因子，在變應原誘導氣道炎癥的發生中起著關鍵作用，并導致AHR的發展。近年來許多國際上的研究顯示它在哮喘的發病過程中起著不可忽視的作用，被認為是哮喘治療的新靶點。

1 sPLA2家族概述

sPLA2家族廣泛參與包括哮喘在內的多種疾病的病理過程之中，并且是多種疾病的起始、維持因素之一。sPLA2在哺乳動物中已發現10種具有酶活性的亞型（包括 PLA2-ⅠB、ⅡA、ⅡC、ⅡD、ⅡE、ⅡF、Ⅲ、Ⅴ、Ⅹ、ⅫA）和1種缺乏酶活性的亞型（ⅫB），主要參與胞外及體液中脂質代謝和信號途徑，與細胞增殖及衰老、炎癥、動脈粥樣硬化、男性生殖、免疫系統等密切相關[2-3]。sPLA2主要通過與膜受體結合以及自身酶的活性來實現其在體內的生理、病理功能。sPLA2的受體有多種，如細胞膜磷脂酶A2受體（PLA2R）、肺泡表面蛋白、血漿Xa因子等。而sPLA2-X最初以酶原形式存在，前肽被水解后才成為有催化活性的酶 ，其受體為M型PLA2R。在小鼠實驗中，sPLA2-X主要分布在肺、胃、腸、睪丸、巨噬細胞等，而敲除sPLA2-X基因（Pla2g10-/-）的小鼠表現為氣喘反應減少、腎上腺皮質酮分泌增加、防止心肌缺血損傷、精子的獲能和頂體反應受損、肥胖。

2 sPLA2-X與氣道炎癥

氣道炎癥存在于各哮喘亞型中，是AHR和氣道重構的基礎，研究發現sPLA2-X基因(PLA2G10)在哮喘患者氣道中的表達水平相比其他sPLA2的基因表達更強烈，哮喘患者肺泡灌洗液（BALF）中sPLA2-X的水平比sPLA2-V和sPLA2-IIA都高，它可能是氣道炎癥中重要的PLA2亞型。

2.1 sPLA2-X調節炎癥介質的釋放

在sPLA2中sPLA2-X對于磷脂酰膽堿(PC)的水解能力最強，且在多種炎癥細胞中表達，因此它主要通過與富含PC的細胞外膜結合，產生花生四烯酸（AA）和溶血磷脂酰膽堿（LPC）。在炎性反應中AA的大量出現是通過胞漿型磷脂酶A2-α（cPLA2α）與sPLA2兩者相互作用而產生的，但sPLA2-X能夠不依賴cPLA2α單獨產生AA[4]。過去的研究認為cPLA2α是從細胞磷脂中釋放AA起主要調節作用PLA2，但有研究表明sPLA2家族可以增強細胞中cPLA2α釋放AA的作用，敲除PLA2G10比抑制cPLA2α對AA釋放的影響大。炎性細胞內儲存了大量的AA，當炎癥發生時，細胞質中sPLA2-X的通過鈣信號傳導被激活，水解細胞膜上結合AA的酯鍵釋放出AA，隨后AA在酶的作用下合成類二十烷酸。AA隨著時間的推移釋放到細胞外液。與野生型小鼠哮喘模型相比，Pla2g10-/-的小鼠隨著時間的推移減少了AA的釋放[5]。上皮來源的sPLA2-X通過在分泌前介導AA的釋放及分泌后作用于靶細胞如嗜酸性粒細胞，從而調節類二十烷酸代謝。而在類二十烷酸中如前列腺素E2（PGE2）、白三烯B4、半胱氨酰白三烯（CysLTs）等是強烈的促炎因子，作用于炎性細胞上的相應受體促進炎癥的發展，是變應原所誘導的哮喘氣道炎癥及氣道重塑的關鍵物質。

實驗已證明sPLA2-X參與AA的內源性釋放及CysLTs的形成。FMLP誘導cPLA2a介導的CysLTs的形成，sPLA2-X參與MAPK的級聯的激活，特別是胞外信號調節激酶 (ERK)1/2和P-38MAPK途徑，Ser505被磷酸化，從而激活cPLA2a，表明sPLA2-X通過調節部分MAPK級聯途徑及cPLA2a來調節嗜酸性細胞CysLTs形成[6]。同樣，作為sPLA2-X底物的LPC含量的增加是哮喘患者氣道上皮損傷起始或和進展中潛在的關鍵脂質介質，在中度以上哮喘患者的BALF中，伴隨著sPLA2-X的活性增加，LPC的含量也隨之增加，進一步加重哮喘。在氣道炎癥中sPLA2-X的表達可能與年齡有關，致敏后幼鼠的肺組織中5-脂氧合酶的水平升高，而成年小鼠的肺組織則是sPLA2-X、轉谷氨酰胺酶2等表達增加，且在正常人的支氣管上皮細胞中sPLA2-X表現為激素抵抗[7]。

2.2 細胞因子調控PLA2G10的表達

有實驗發現[3]，腎上腺素和胰島素明顯抑制PLA2G10的表達，而表皮生長因子和氫化可的松在較小的程度上抑制表達。提示吸入糖皮質激素和β2受體激動劑可以調節上皮PLA2G10表達，從而改善哮喘的癥狀。許多與哮喘有關的細胞因子使PLA2G10的表達增加，這些因子包括 TNF/IL-1β、IL-13、IL-17，而 IL-4則抑制其表達。TNF/IL-1β可引起其他的sPLA2的表達從而增加PLA2G10表達，增加嗜酸性細胞形成CysLT[4]。維甲酸（RA）對上皮細胞的分化起著關鍵作用，經RA處理后，正常對照組的原代上皮細胞PLA2G10的表達較未經RA處理組增加，但各組間上皮細胞PLA2G10 表達對 TNF/IL-1β、RA、IL-13、IL-17 的反應沒有明顯的差異性[5]。

2.3 sPLA2-X與PLA2R

sPLA2-X作為PLA2R的高親和力配體在人肺組織巨噬細胞與氣道上皮細胞上表達[8]，但它在肺組織中與PLA2R的病理作用目前仍未完全明確。多項實驗的研究結果顯示在卵清蛋白所誘導的哮喘小鼠模型中，PLA2R缺失進一步導致sPLA2-IB及sPLA2-X的水平上升，從而引起促炎的類二十烷酸、Th2細胞因子升高，氣道周圍炎性細胞浸潤明顯增多，肺部炎癥加重及AHR，同時肺組織中樹突狀細胞增多[8-9]，可能是PLA2R通過清除sPLA2-IB及sPLA2-X來防止它們所介導的氣道炎癥，從側面證實sPLA2-X在變應原誘導的氣道炎癥的中起著關鍵作用。

3 sPLA2-X與AHR

sPLA2-X在協調吸入性過敏原所致的先天性和適應性免疫反應的中起核心作用，吸入蛋白過敏原增加了sPLA2-X在人類和小鼠氣道中的水平[10]。卵清蛋白致敏小鼠后發現，Pla2g10-/-小鼠的肺組織CD4+T細胞、CD8+T細胞及嗜酸性粒細胞的浸潤、氣道粘液的分泌、AHR、氣道重塑、Th2細胞因子及類二十烷酸的水平明顯低于Pla2g10+/+小鼠的肺組織。近來Th17細胞在哮喘發病機制中的作用也日益受到重視。CD4+T細胞的亞群Th17細胞特異性的高分泌IL17。IL17可誘導機體上皮細胞、成纖維母細胞等產生IL-6、PGE2、粒-巨噬細胞集落刺激因子等，并與多種細胞因子如TNF-α產生協同作用[11]，從而加強炎癥反應、增強氣道平滑肌收縮、增殖和氣道上皮通透性，通過對氣道平滑肌的直接作用而產生變應原所致的AHR，并且IL17是sPLA2-X活化關鍵的調節分子[2]，可以通過提高氣道上皮細胞上的sPLA2-X的表達間接提高氣道反應性。

實驗已證實，在Pla2g10-/-小鼠體內插入人類的sPLA2-X基因，小鼠可恢復變應原誘導的氣道炎癥和乙酰甲膽堿所致的直接AHR的能力，經敲除sPLA2-X基因或抑制sPLA2-X活性后，小鼠的氣道炎癥和AHR顯著改善[12]。sPLA2-X參與運動誘發的支氣管收縮（EIB）所致哮喘的發病過程，它的增加與EIB的嚴重程度即間接AHR的嚴重程度有關。在上皮PLA2G10表達沒有差異的情況下，哮喘患者氣道中sPLA2-X的分泌是增加的；在EIB(+)的哮喘組sPLA2-X的水平與無哮喘的對照組及EIB(-)的哮喘組相比較是增加的[5]。

sPLA2可能通過酶本身的作用使中性粒細胞彈性蛋白酶高分泌，而其中的sPLA2-X在氣道上皮細胞、間質組織及肺泡巨噬細胞中廣泛表達，現已在哮喘患者的BALF、外周血中發現中性粒細胞彈性蛋白酶明顯升高，它可誘導上皮細胞釋放IL-6、IL-8、黏蛋白等，并趨化中性粒細胞的聚集，分解彈性蛋白、肺表面物質，在哮喘患者AHR的發病過程中起一定作用。此外，嚴重哮喘發作時可出現缺氧，嚴重損害ATP的功能，釋放出大量自由基，從而直接激活PLA2，如星形膠質細胞置于缺氧缺糖環境中，sPLA2的水平和活性都增加，同時有實驗證明，BALF中sPLA2-X水平與正常對照組相比，在哮喘組是明顯升高的，且與重度組的差異最大。

4 結語

未來可以通過抑制sPLA2-X的產生，在上游通路阻斷炎癥信號的傳遞進而阻止哮喘的形成與發展，以它為治療靶點，關鍵是要了解sPLA2-X的作用機制，這種機制可以使免疫系統重新編程，避免疾病進一步加重。建立對這一過程和潛在機制的更深入的了解，可能有助于為包括動脈粥樣硬化、糖尿病在內的多種疾病設計新的治療方法。

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