中性粒細胞在慢性鼻竇炎發病機制中的研究進展

張晏林，樊建剛,2△

(1.遵義醫科大學,貴州 遵義 563000; 2.四川省醫學科學院·四川省人民醫院耳鼻咽喉頭頸外科,四川 成都 610041)

鼻竇炎的定義為與鼻阻、鼻腔充血、流涕、面部疼痛以及嗅覺減退等癥狀相關的鼻腔和鼻竇的炎癥，如果炎癥和癥狀持續超過12周，則稱為慢性鼻竇炎(chronic rhinosinusitis, CRS)；CRS是一種由上皮細胞、淋巴細胞、嗜酸性粒細胞、中性粒細胞等多種結構細胞和免疫細胞等參與調節的鼻竇黏膜的炎癥性疾病，產生包括細胞因子、趨化因子和免疫球蛋白在內的炎癥介質[1]。CRS不僅在西方國家是上呼吸道最常見的疾病之一，在亞洲也越來越普遍。亞洲CRS患者病理類型以Th1/Th17介導的中性粒細胞浸潤為主[2]。中性粒細胞增多影響CRS患者的治療效果。可能導致對糖皮質激素治療反應不良[3]。一項前瞻性研究顯示，在接受指南推薦、糖皮質激素和內鏡手術治療的患者中，除了嗜酸性炎癥外，顯著的中性粒細胞炎癥也與難治性CRS有關[4]。由此可見中性粒細胞在CRS病理生理過程中具有重要作用，故本文就目前中性粒細胞在CRS發病機制中的作用做一綜述。

1 中性粒細胞的起源、活化和死亡

中性粒細胞是血液循環中數量最多的白細胞，在先天免疫系統反應中起關鍵作用，同時也是參與炎癥反應的終末分化吞噬細胞的同質群體。它的產生來自位于骨髓靜脈竇的造血索，粒細胞集落刺激因子是主要調節因子[5]。最初的中性粒細胞招募級聯是通過內皮細胞表面的改變而啟動的，炎癥介質(如細胞因子、白三烯和組胺)是由組織內的白細胞在遇到病原體時釋放；此外，內皮細胞也可以通過檢測病原體的模式識別受體直接激活[6]。ELR-CXC趨化因子(即在氨基末端CXC基序之前含有谷氨酸-亮氨酸-精氨酸基序的CXC趨化因子)在中性粒細胞活化中具有重要但非唯一的作用，趨化因子通過CXCR2發出信號，激活中性粒細胞，促進它們與內皮細胞的粘附[7],而后中性粒細胞開始延伸假足穿過內皮細胞表面并開始運動。在某些條件下，一些成熟的中性粒細胞可能會在骨髓外增殖，在組織中長期存活。更長的壽命可能允許中性粒細胞在組織中進行更復雜的活動，例如有助于炎癥的解決或形成適應性免疫反應，但可能導致正常細胞損傷。在生理條件下，中性粒細胞主要從肝、脾和骨髓的循環中清除。中性粒細胞也可以在脈管系統中死亡，并被固定在肝脈管中的庫普弗細胞(肝臟常駐巨噬細胞)清除；庫普弗細胞或樹突狀細胞對凋亡中性粒細胞的清除主要受白介素-23(IL-23)-IL-17-粒細胞集落刺激因子細胞因子軸的調節[8]。

2 中性粒細胞在CRS中的致病機制

2.1 中性粒細胞在CRS中的炎癥機制CRS中炎癥內型分為1型(T1)、2型(T2)、3型(T3)，同時存在具有多種炎癥內型的患者亞群，其特征是T1、T2和/或T3標志物同時升高。T1與IFN-g信號和由T細胞(TH1和CD81)、抗原呈遞細胞和自然殺傷細胞控制的病毒感染相關。T2伴有明顯的嗜酸性粒細胞增多，并存在高水平的T2細胞因子，如IL-5和IL-13，也是美國和歐洲最為常見的炎癥內型。T3由中性粒細胞、TH17細胞等控制，與中性粒細胞炎癥密切相關，研究發現T3 慢性鼻竇炎不伴鼻息肉患者(CRSsNP)中大量中性粒細胞趨化因子、激活因子和受體升高，這表明中性粒細胞不僅在體內積累，而且在T3 CRSsNP中高度激活。與T2相反，此炎癥內型中CRSsNP發生率顯著高于慢性鼻竇炎伴鼻息肉(CRSwNP)，T3與細菌感染的相關性最強，提示此類患者可能對抗生素治療敏感[9,10]。

2.2 中性粒細胞破壞鼻黏膜上皮細胞屏障上皮屏障功能的喪失在CRS的發病機制中起著極其重要的作用，其缺失的緊密連接允許過敏原、細菌、細菌源抗原和其他病原體相關分子模式進入竇間質組織。上皮屏障主要由緊密連接蛋白(occludin和claudin-1)、閉鎖小帶蛋白-1、連接黏附分子A以及上皮細胞鈣黏蛋白(epitheli-cadherin,E-cadherin)5種蛋白組成。上皮屏障功能障礙啟動并促進CRS的炎癥和免疫反應。屏障功能的喪失使上皮下成分更容易受到抗原暴露，并引發免疫反應[11]。Pothoven等[12]發現中性粒細胞可能通過產生抑瘤素來破壞鼻息肉上皮屏障，證明了中性粒細胞是CRSwNP中抑瘤素的主要來源，由粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子促進中性粒細胞抑瘤素產生，而不是IL-25、IL-33或胸腺基質淋巴生成素。

2.3 中性粒細胞在CRS中的招募在CRS中，鼻腔上皮細胞是中性粒細胞趨化因子的重要來源，在柴油尾氣顆粒、細菌或炎癥刺激下鼻腔上皮細胞分泌CXCL8。此外，成纖維細胞、中性粒細胞和肥大細胞也可在不同誘因刺激下在鼻腔組織中產生CXCL1、CXCL2和CXCL8[13]。Kim等[14]發現韓國CRSsNP患者鉤狀突起黏膜樣品中CXCL1、CXCL2和CXCL8的表達高于對照組。Tsai等[15]報道了與對照組相比，CXCL1和CXCL8在CRSsNP黏膜中高表達。這些研究共同揭示了CXCL家族成員在CRS中招募中性粒細胞的關鍵作用。

IL-17A通過促進中性粒細胞相關趨化因子(如CXCL1和CXCL8)的產生參與黏膜中性粒細胞的募集和保留[16]。相關研究表明亞洲CRSsNP或CRSwNP患者的IL-17A水平較對照組升高[2,9]。IL-36γ主要由鼻上皮細胞產生，可誘導中性粒細胞趨化因子CXCL1、CXCL2和CXCL8的產生，而IL-17A可促進IL-36γ的產生；IL-17A還可顯著上調血清淀粉樣蛋白A的產生，進而促進CRSwNP中的中性粒細胞向上皮細胞趨化[14，17]。

2.4 中性粒細胞在CRS炎癥和組織重塑中的作用CRSsNP、嗜酸性和非嗜酸性CRSwNP表現出不同的組織重塑模式。CRSsNP表現為高度纖維化，CRSwNP則表現為組織水腫。然而，與嗜酸性CRSwNP相比，非嗜酸性CRSwNP水腫更少，纖維化更嚴重。CRS中轉化生長因子-β2陽性細胞的數量與肌成纖維細胞的數量和纖維連接蛋白的表達水平呈正相關，而中性粒細胞是CRS中轉化生長因子-β2的主要來源[18]。因此，中性粒細胞可能通過產生轉化生長因子-β2促進CRS的組織纖維化，尤其是在CRSsNP和非嗜酸性CRSwNP中。

干擾素γ (IFN-γ)作為經典的Th1細胞因子之一，不僅在先天免疫對抗病原體中發揮重要作用，而且在調節白細胞趨化、成熟和分化的適應性免疫中也發揮重要作用。據報道，亞洲國家CRS患者的IFN-γ水平較高[19]。最近研究發現，IFN-γ除在T細胞、NK細胞和B細胞表達外，在CRSsNP和CRSwNP中也可表達，其中，中性粒細胞是CRS中表達IFN-γ的主要免疫細胞類型，表明中性粒細胞在CRS的炎癥過程中發揮重要作用。

Wang等最近的一項研究發現，無論是CRSsNP還是CRSwNP，在組織中性粒細胞上均高表達IL-36受體，而這種受體在血液中性粒細胞上無法檢測到。IL-36-γ屬于新近發現的IL-36細胞因子家族，被歸為IL-1家族。IL-36-γ結合由IL-36受體和輔受體IL-1R輔助蛋白組成的特異性IL-36受體復合物，可導致核因子kappa B激活，隨后產生IL-6和CXCL8[20]。

與M1/ M2巨噬細胞的分類類似，現在也提出了N1和N2中性粒細胞的概念。N1中性粒細胞表達IL-1β和IL-12炎癥表型，N2中性粒細胞表達巨噬細胞甘露糖受體、精氨酸酶1、幾丁質酶樣3、IL-10和轉化生長因子-β并與組織修復相關[21]。Pothoven等[12]發現粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子和卵泡他汀樣1能夠誘導中性粒細胞從N1表現型向N2表現型轉移。目前N1/N2分類缺乏實質證據，還需要進一步研究確認。

3 嗜中性CRS的精準治療

CRS中的嗜酸性炎癥是一種相對成熟的內型，以異常的2型反應為主。除了糖皮質激素治療，許多生物療法已被證實有效。相反，CRS中的中性粒細胞炎癥仍然很不明確。糖皮質激素是CRS治療的主要手段;然而，在Liao等的聚類研究中，提示中性粒細胞炎癥對皮質類固醇治療反應不佳[4]。研究發現口服強的松可以抑制2型細胞因子表達和嗜酸性炎癥，而在中國CRSwNP患者中，口服強的松不能抑制17型細胞因子表達和嗜中性炎癥。這提示CRSwNP中中性粒細胞增多與中國患者對口服皮質類固醇治療的不良反應有關[3]。相關文獻表明糖皮質激素除了抑制嗜酸性粒細胞外，還可防止中性粒細胞凋亡，促進中性粒細胞炎癥反應[22]。

多項研究表明，生物膜與CRS相關，并可能與更嚴重的頑固性鼻竇疾病有關,抗生物膜療法可能以類似于抗生素和益生菌的方式糾正“菌群失調(CRS患者和非CRS患者的微生物組不同)”，從而治療CRS[23]。阻斷中性粒細胞的轉運或激活也可能是治療CRS中性粒細胞炎癥的一種策略，特別是CRSsNP和非嗜酸性CRSwNP。抑制中性粒細胞募集的策略可能包括阻斷趨化因子受體(CXCR1和CXCR2拮抗劑)和抑制IL-36γ、IL-17A和白三烯B4。研究表明IL-17也可能直接激活并可能招募中性粒細胞進入氣道，并且這種反應不會被地塞米松減弱[24]。此外，IL-17通過減少中性粒細胞的凋亡來提高這些細胞的活力。這些結果表明，靶向或阻斷IL-17或其受體亞單位的治療策略可能有利于中性粒細胞哮喘的治療。一些臨床試驗評估了CXCR1和CXCR2拮抗劑和抑制劑對中性粒細胞炎癥的影響，并報告了有希望的結果。例如，CXCR2拮抗劑(MK 7123)使用于COPD患者可降低中性粒細胞計數，降低血漿和痰液中的基質金屬蛋白酶9和髓過氧化物酶水平，緩解疾病癥狀；雙CXCR1/CXCR2拮抗劑SCH527123已被證明可有效降低輕度特應性哮喘患者循環和氣道中的中性粒細胞水平[25]；抗IL-17A生物制劑(Brodalumab、ixekizumab和secukinumab)已獲美國食品和藥物管理局批準用于治療銀屑病(一種以中性粒細胞浸潤增強為特征的皮膚病)[26]；IL-6和IL-1β阻斷對關節炎和哮喘中性粒細胞炎癥的積極作用，突出了靶向治療以中性粒細胞炎癥為特征的CRS的可能性[27]；新近研究證明免疫球蛋白替代療法對其它治療不敏感的有效[28]。然而這些藥物治療CRSsNP和非嗜酸性CRSwNP的臨床療效仍有待進一步研究。

4 總結

亞洲人群CRS主要發病機制為Th1/Th17混合介導的中性粒細胞浸潤，研究中性粒細胞與CRS的關系對亞洲人群CRS的診治大有裨益，盡管在世界范圍內對中性粒細胞在CRS發病機制中作用的研究越來越多，包括研究不同細胞因子對中性粒細胞的作用，對中性粒細胞進行N1、N2分型闡述中性粒細胞表達的炎癥表型，組織特異性中性粒細胞及其血液對應物之間的差異，但對中性粒細胞介導的CRS精準治療的研究仍道阻且長。