肺間質細胞在肺炎支原體肺炎中的作用及中醫藥干預研究進展*

李艷嬌 ，李煥敏 ，李新民 △

（1.天津中醫藥大學第一附屬醫院、國家中醫針灸臨床醫學研究中心，天津 300380；2.天津中醫藥大學，天津 300160）

肺由氣管和血管兩大系統構成它的主要功能單位。在這些上皮層和內皮層之間有彈性基質、淋巴管、平滑肌、駐留和遷移的白細胞以及不典型的間充質細胞[1]。這些位于肺間質的細胞是抵御病原體入侵和肺損傷的有力屏障。肺炎支原體是兒童和成人呼吸道感染的主要病原體之一，肺炎支原體肺炎（MPP）在5歲以下的兒童中多發[2]。間質性炎癥是MPP主要的病理變化之一，特別是在嬰幼兒，影像學常表現為類病毒性肺炎的間質性改變[3]，病理組織切片可見肺間質增寬、水腫，炎性細胞浸潤以及成纖維細胞肥大增生等現象。肺間質細胞在應對病原菌入侵和肺損傷時，首先是血小板溢出血管，堵住傷口。然后駐留組織的巨噬細胞活化，吞噬病原體，釋放細胞因子，招募白細胞，啟動免疫應答。最后，成纖維細胞活化分泌細胞外基質，修復組織損傷。該過程中還有肺間充質細胞、平滑肌細胞等細胞的參與。本文主要介紹參與肺間質炎癥的主要細胞在MPP中的研究進展以及中醫藥干預治療的現狀。

1 血小板——組織損傷的第一反應者

血小板是由巨核細胞（MKs）衍生的含有殘核的小細胞。在感染和炎癥的刺激下，MKs可以與Toll樣受體（TLRs）結合[4]，呈現獨特的破裂形態[5]，不僅能直接快速調節血小板的產生，而且能通過OVA-MHC I復合物預先啟動血小板[6]，加速血小板對組織血管損傷的快速識別。血管損傷后細胞外基質一旦暴露，血小板便迅速與之結合并被激活，暴露豐富的磷脂酰絲氨酸表面，啟動凝血過程。目前，除了止血功能，血小板在病原體清除、炎癥反應及免疫應答等生理病理過程中的關鍵作用也已經成為共識[7]。

病原體侵入機體的最直接的途徑就是損傷組織或將異物帶入血管。血小板是最先到達損傷部位的細胞，中性粒細胞和單核細胞都是通過血小板P-選擇素“滾動”并被招募到病變部位的[8]，并通過血小板介導的白細胞整合素ERK1/2MAPK依賴的構象變化，外滲到血管周圍組織[9]。血小板不僅可以定位、附著在循環中細菌病變部位[10]，分泌多種細胞因子直接殺傷微生物[11]，還可以觸發炎癥反應，與免疫系統廣泛合作，作為止血、炎癥、免疫3大系統的共同介質參與組織修復。一方面血小板分泌TNF-α、TGF-β、血小板因子4等刺激中性粒細胞釋放活性氧，表達NETs[12]，另一方面輔助巨噬細胞內化病原體[13]，并與細胞毒性T細胞協作[14]，識別并清除病原體。血小板也能夠引發對病原體的過度反應，從而導致全身休克和血小板減少[15]，有研究表明，在急性肺損傷中，抑制血小板-中性粒細胞聚集可改善氣體交換，降低血管通透性，延長患者生存期[16]。可見，血小板在炎癥反應中起著雙刃劍的作用，血小板的功能狀態以及疾病的走向受到微環境的嚴格調控。

肺炎支原體患兒存在不同程度的凝血功能紊亂及內皮細胞損傷，有臨床資料顯示肺炎支原體肺炎組患兒相比健康組患兒D-D、Fbg上調，PT、APTT下調，ET-1、CEC計數明顯升高[17-18]，提示肺血管內皮細胞受損，血小板-免疫細胞聚集體（PLA）被激活，在TNF-α、IL-8等炎癥因子的參與下，血液呈現高凝狀態。篩選PLA的水平被認為是是血小板活化的敏感標志物和開發新的治療措施的靶點，但該研究尚在起步階段，有待進一步的實驗驗證。

2 巨噬細胞——抵抗肺炎支原體感染的主力軍

巨噬細胞作為一種經典的最早出現的固有免疫細胞類群，通過吞噬和抗原提呈作用構成了人體復雜免疫系統的基石，尤其是組織駐留型巨噬細胞在器官發生和免疫穩態中的重要作用更是不容忽視。由于肺臟特殊的生理結構，巨噬細胞在功能和定位上可以分為兩種，一種是高度暴露于外來刺激的肺泡巨噬細胞，這種細胞群對來自微生物或損傷的信號的敏感性很低，而且反應時不產生高水平的促炎和促纖維化細胞因子[19]，不能作為哨兵部署。相比之下，另外一種肺部巨噬細胞具有更高的免疫警覺性及反應能力，這部分巨噬細胞定位在內皮層和上皮層之下，能夠更好的應對肺泡血管屏障的損傷、病原體的入侵。巨噬細胞起源于血管中的單核細胞，而可塑性是單核吞噬細胞系統的標志。定植在肺部的巨噬細胞可以是固定不動的，也可以通過變形蟲樣的運動方式移動，其不同的狀態是由所處的微環境決定的[20]。微環境信號通過調節巨噬細胞受體表達和偶聯來調節和塑造趨化因子的作用。當周圍存在大量的促炎因子IFN-γ、LPS時，巨噬細胞多極化成M1型，表達并分泌趨化因子CCL2、CCL3、CXCL10，M1 型巨噬細胞多具有促炎、殺菌和吞噬功能；當環境中細胞因子以IL-4、TLRs、IL-10為主時，巨噬細胞可分別極化成M2a、M2b、M2c。M2型巨噬細胞（主要是M2a）多表達CCL17、CCL22等趨化因子，參與組織修復和重塑、寄生蟲的殺滅和包封、基質沉積和重塑以及腫瘤血管生成和免疫逃逸[21-23]。

Lee YC等通過臨床數據發現，MPP感染過程中巨噬細胞相關趨化因子有獨特的變化。肺炎支原體肺炎患者經過常規抗生素和（或）糖皮質激素治療后，血漿M1相關趨化因子降低，M2相關趨化因子升高[24]。這表明在MPP感染的急性期，由于M1型巨噬細胞強大的細胞毒效應，可以有效抵抗胞內病原菌肺炎支原體的感染，M1相關趨化因子與M2相關趨化因子相比表達水平更突出。然而炎癥常表現為巨噬細胞的動態變化，活化的M1細胞參與初始炎癥，M2細胞與慢性炎癥的消退有關。M1/M2巨噬細胞平衡極化決定了炎癥或損傷器官的命運[25]。Lee YC進一步將患者分為難治性肺炎支原體肺炎（RMPP）組和非難治性肺炎支原體肺炎（NRMPP）組，比較治療前后的趨化因子變化，發現NRMPP組遵循M1向M2相關趨化因子轉移的模式，而在RMPP組不存在這種現象[24]，可能是在RMPP組中M1/M2巨噬細胞平衡極化被打破，以促炎功能為主的M1型巨噬細胞始終占主導地位，進而造成了嚴重的肺組織的破壞。

由此可見，巨噬細胞在MPP的發病機制及疾病恢復中扮演著重要的角色。隨著實驗室技術的發展，這些角色的具體表現不斷被揭示。有研究表明，肺炎支原體肺炎可以通過巨噬細胞的TLR2、TLR4和自噬誘導炎癥反應[26]。NLRP3表達缺失的小鼠在急性感染時不能在氣道產生IL-1β，導致巨噬細胞細胞活化不足，進而延遲病原體的清除[27]。肺炎支原體可激活MyD88-NFκB信號通路，增強巨噬細胞的吞噬作用[28]。巨噬細胞可經由熱休克蛋白1啟動對肺炎支原體感染的防御過程[29]。巨噬細胞激活TLR2產生的二十烷類化合物，可以被肺表面活性物質棕櫚酰油酰磷脂酰甘油所抑制，進而減輕炎癥進程[30]。

巨噬細胞存在于所有組織中，因此是治療各種疾病的一個極具吸引力的治療靶點。巨噬細胞在體內和體外向理想表型的可控激活將為一些炎癥性和增殖性疾病提供有效的治療方法[31]。如在肺部感染后期，巨噬細胞向M2型極化過多，會分泌大量膠原蛋白來促進組織修復，造成肺間質膠原沉積，嚴重時形成肺纖維化[32]，治療肺纖維化的前景藥物可以把促進M2型巨噬細胞重新編程為M1型巨噬細胞為治療靶點。目前該類藥物在哮喘相關的肺纖維化中的研究工作正在逐步開展[33]。

3 成纖維細胞——組織修復的“雙面”手

成纖維細胞是人類肺中的主要結構細胞，負責產生細胞外基質成分，為正確的肺功能提供必要的復雜結構。駐留在肺部的成纖維細胞從不同的前體分化，并定位在上皮細胞下，或分散在上皮層和內皮層之間的間質中[34]。上皮下成纖維細胞可以協助上皮細胞保護氣道屏障，啟動免疫反應，招募炎癥細胞；間質和血管周圍的成纖維細胞主要參與形成和維持血管網絡，修復并維持肺的穩態。當維持或恢復組織的穩態時，這些效應是有益的，但當延長、過度或復發時，這些效應可能會變得病理性。當肺部發生炎癥時，肺上皮細胞可以分泌 TGF-β、PGE2、Shh、WISP1 和 IL-1α 等細胞因子，這些細胞因子可以直接激活成纖維細胞，也可以先刺激肺部的哨兵M2型巨噬細胞，M2型巨噬細胞再旁分泌S100A4[35]，激活肺成纖維細胞，產生重復性的Ca2+振蕩[36]，在轉錄因子的調控下自生成轉化生長因子β，表達α-平滑肌肌動蛋白（α-SMA），分化為肌成纖維細胞[37]，持續的肌成纖維細胞活化可促使組織纖維化，造成肺部進行性瘢痕引起肺功能下降。

通常位于粘膜下層的成纖維細胞不會與我們現在所知的駐留在氣道中的共生微生物直接相互作用。然而，在肺泡巨噬細胞和上皮細胞受損的情況下，例如，在導致肺炎的嚴重病毒感染期間，病原體可以侵入肺間質。在這種情況下，成纖維細胞可能是病原體入侵的另一種免疫屏障，它不僅可以作為先天免疫的效應器，也可以輔助巨噬細胞對病原體抗原的處理，呈遞給CD4+T細胞[38]，進而啟動免疫應答，抵御病原體入侵。但也有研究顯示，成纖維細胞與免疫球蛋白合作，可以促進炎癥的進展，甚至惡化肺炎的預后。Arakawa S等發現氣道粘膜分泌型IgA（sIgA）可以刺激成纖維細胞產生IL-6、IL-8、單核細胞趨化蛋白（MCP-1）和粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子（GMCSF），驅動炎癥進展，但與轉化生長因子-β相比，sIgA還能促進肺成纖維細胞產生α-SMA和I型膠原，促進肺成纖維細胞的增殖和膠原凝膠的收縮[39]，影響肺炎的預后。

在MPP感染中，成纖維細胞除展現出在普通肺炎中的應答能力外，還具有其獨特的生理病理表現。有人利用MP培養上清液刺激人成纖維細胞，檢測出大量活性氧的釋放。且刺激因子只持續5 min，在隨后的幾個小時，成纖維細胞的低水平化學發光不斷增強。但在更換培養液后，成纖維細胞卻呈現正常的增殖模式，說明MP培養液雖然對成纖維細胞具有很強的刺激作用，但造成的損傷不是致死性的，是可逆性的[40]。結合臨床資料顯示，持續的MPP感染和炎癥刺激能引起患兒發生肺纖維化的并發癥[3]。而將病理細胞推向健康狀態的新療法能使患者受益。未來的研究必將集中在表觀遺傳變化上，這些變化可以被修改以減少肌成纖維細胞的分化和過度激活的細胞存活途徑。TGF-β是病理性成纖維細胞持久性的驅動因素，利用抗體整合素αvβ6阻斷活性TGF-β的形成，可以靶向減少成纖維細胞的活化[41]，這種方法相對安全且容易實施。

4 中醫藥干預治療MPP的研究進展

歷史上，傳統醫學作為一門經驗性科學，為當今的臨床實踐和基礎醫學研究積累了寶貴的經驗。經過兩千多年的發展，中醫藥已經形成了從診斷到預后的全面而獨特的體系，在人類疾病的防治中發揮著重要作用。近代醫家及生物醫學工作者對中醫藥治療小兒MPP的療效機制研究方面做了大量的工作，現概述如下。

中藥復方與西藥常規療法比較在改善肺間質炎癥和調節免疫應答等方面有獨特的優勢。Xiao Z等發現無論是在臨床上還是在小鼠模型中，清肺通絡方較阿奇霉素，在血管內皮生長因子（VEGF）、血栓調節蛋白（TM）、IL-6和IL-10的表達水均明顯降低，表明清肺通絡方能明顯改善血管通透性，調節肺部微循環[42]。Yang A.J等電鏡觀察發現，阿奇霉素聯合清肺合劑治療組肺毛細血管基底膜較阿奇霉素或清肺合劑治療組明顯變薄，MPP間質性炎癥的標志性炎癥分子IL-17水平明顯降低[43]。中成藥槐芪黃顆粒[44]和雙黃連口服液[45]可以通過調節血清IgA、IgG、IgM水平，平衡Th1/Th2細胞因子比例等方式，抑制MP感染造成的免疫損傷。

采用系統藥理學方法與文獻數據挖掘相結合的方法，分析中藥活性成分、藥物靶點和信號轉導途徑之間的相互關系，探討中草藥對MPP的療效機制，發現麻黃、苦杏仁、桔梗、甘草、黃芩等治小兒MPP的常用中草藥可能通過調節TNF、β-2AR和PTGS2影響上皮細胞凋亡和免疫應答等過程[46]。治療小兒MPP常用中草藥的提取成分對血小板、巨噬細胞和成纖維細胞在肺間質炎癥的作用研究也有一定的進展。例如黃連提取成分小檗堿具有抑制凝血酶誘導的血小板聚集和減少致密顆粒中三磷酸腺苷（ATP）釋放的活性[47]，丹參提取物丹參酮IIA可以提高巨噬細胞的抗氧化功能[48]，還有研究表明，虎杖苷可以通過抑制MP感染后NLRP3炎癥小體和NF-κB通路，抑制炎癥反應和肺纖維化的發展[49]。

5 小結

綜上所述，越來越多的學者已經重視對小兒MPP肺間質炎癥病變機制及中醫藥干預治療的研究，并取得了較好的進展。但目前對MPP發病機制研究多集中在免疫損傷，故對參與肺間質炎癥的巨噬細胞的報道較血小板和成纖維細胞更為深入，造成了人們對3種細胞在MP感染時的功能聯系的理解存在盲區，尚未全面呈現MP感染時肺間質微環境的獨特變化。中醫藥干預治療MPP的療效確切，但機制研究多為面對點式，或點對面式，且實驗研究進展緩慢，有待革新技術手段，改良研究方法，運用更加嚴謹的科學思維進一步探討和驗證中醫藥治療MPP的作用機制。