過敏性支氣管哮喘(簡稱哮喘)是一種慢性氣道炎癥性疾病，與氣道高反應性(AHR)有關，可以導致反復發(fā)作的喘息、呼吸困難、胸悶和咳嗽，尤其在夜間或早晨更為嚴重，這些發(fā)作通常與可變氣流阻塞肺部有關。目前全球哮喘患者約3億人，發(fā)病率為7％～10％，在全球范圍內地區(qū)差異很大，發(fā)達國家和西方國家的發(fā)病率是發(fā)展中國家的20～60倍[1]。哮喘是一種涉及多種細胞的異質性炎癥疾病，根據(jù)臨床癥狀的發(fā)病頻率、FEV1和呼氣峰值流量等分為急性發(fā)作期、慢性持續(xù)期和臨床緩解期。目前沒有很好的方法針對不同階段的哮喘對癥治療，因此，尋找不同階段哮喘的有效治療方法是未來研究的一個重要目標。

　　人們最初認為肥大細胞和嗜酸粒細胞在哮喘的氣道炎癥過程中起著重要作用，而后來研究表明輔助性T(Th)細胞才是這個過程的關鍵。“Th2哮喘假說”是基于IgE和嗜酸粒細胞在哮喘發(fā)病機制中的作用的假設，該假說認為Th2細胞調節(jié)IgE的合成，以及嗜酸粒細胞的數(shù)量和活性在該機制中起關鍵作用。另外，有人認為對Thl反應的免疫偏差可以保護機體免受哮喘，因為Thl細胞可以抑制Th2細胞的功能[2]。然而，誘導痰或者支氣管肺泡灌洗技術表明很多嚴重的哮喘患者存在一種明顯不同于“Th2哮喘假說”的病理機制[3]，在這些患者中，由Thl和Thl7細胞誘導的中性粒細胞比嗜酸粒細胞更占優(yōu)勢。因此，各種T細胞亞型之間的相對平衡在過敏性哮喘中起著重要作用。

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　　內毒素脂多糖(LPS)是過敏性哮喘的一個危險因素

　　內毒素LPS是革蘭陰性菌細胞壁的組成部分，雖然人類接觸內毒素是不可避免的，但是氣道接觸內毒素是高度可變的，這與室內顆粒和空氣污染程度相關。研究發(fā)現(xiàn)內毒素暴露與哮喘的增加率和嚴重程度呈正相關，且中性粒細胞哮喘患者氣道內更易于細菌增殖，因而會產(chǎn)生更高水平的內毒素[4]。許多研究顯示灰塵內LPS的濃度而不是灰塵本身與肺功能的降低量呈正相關[I]。

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　　通過吸入含有LPS的過敏原建立過敏性哮喘模型

　　在小鼠氣道中單獨應用過敏原不會引起過敏性哮喘，而加入LPS的過敏原則可以引起過敏性哮喘反應。Eisenbarth等利用不加LPS、加入小劑量(100ng／mouse)及大劑量(100ug／mouse)LPS的卵清蛋白(OVA)鼻內滴注小鼠3次，結果顯示不加LPS的OVA不能誘導小鼠肺部炎癥反應．加入小劑量LPS的OVA誘導典型的Th2細胞反應，包括BALF和肺組織中嗜酸粒細胞的增加，黏液的產(chǎn)生，血清中OVA特異性IgE和IgGl的升高以及引流淋巴結(DLN)中Th2細胞因子的產(chǎn)生；加入大劑量LPS的0VA誘導很強的Thl炎癥反應，包括中性粒細胞的增加，血清中IgG2a的增加和DLN中Thl細胞因子的產(chǎn)生但是沒有黏液的產(chǎn)生。這項研究為炎癥產(chǎn)生依賴LPS提供了實驗證據(jù)。

　　Kim等[7]同樣證明了不同劑量的LPS導致不同類型的哮喘。該研究小組發(fā)現(xiàn)，含有小劑量(100ng／mouse)LPS的OVA導致Th2細胞反應，伴隨嗜酸粒細胞的增高和過敏源特異性IgE的產(chǎn)生，而含有大劑量(10bLg／mouse)LPS的OVA導致了Thl細胞反應，伴隨肺泡灌洗液中中性粒細胞的增加。更重要的是，在含LPS的0VA刺激下，AHR對乙酰甲膽堿的反應大大增強，而乙酰甲膽堿是過敏性哮喘表型的一個重要組成部分。近年來，研究又發(fā)現(xiàn)含高劑量LPS的OVA可導致Thl7細胞的高表達和中性粒細胞炎癥，而在1L一17缺乏小鼠中這種現(xiàn)象被破壞[8]。因此，高劑量LPS所導致的中性粒細胞炎癥實際上是Thl和Thl7炎癥的混合物。

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　　Th細胞亞型在過敏性哮喘免疫發(fā)病機制中的作用

　　動物模型為研究過敏性哮喘的發(fā)病機制提供了基礎，是藥物治療臨床前實驗的關鍵，動物模型研究表明過敏性哮喘反應了固有性和適應性免疫系統(tǒng)的相互作用。適應性免疫反應起始于原始型T細胞，而原始型T細胞通過各種途徑分化為不同的調節(jié)免疫與炎癥反應的Th細胞。不同亞型的Th細胞如Thl、Thl7和Th2由他們所分泌的細胞因子而命名。Thl和Thl7分別由IL-12和IL一6促進產(chǎn)生，而Th2是在IL一4存在的條件下產(chǎn)生的(圖1)。

　　長久以來，人們認為氣道中的嗜酸粒細胞與過敏性哮喘有關，Th2細胞因子如IL一4、IL5和IL一13參與了嗜酸粒細胞炎癥凹]。盡管許多細胞因子可以促使B細胞產(chǎn)生抗體，但只有IL一4和IL一13才能使抗體同型轉換成IgE。

　　Thl細胞因子r干擾素(IFN一r)在哮喘患者的血清、肺組織和誘導痰中高表達。誘導痰中IFN一7的表達水平在重度患者比輕中度患者中高，并與痰中中性粒細胞的數(shù)量有關。轉基因小鼠實驗證明了氣道中IFN一7的高表達可導致肺部中性粒細胞炎癥、肺氣腫和AHR，且IFN一7可以抑制過敏源誘導的嗜酸粒細胞募集到小鼠肺組織中。轉化生長因子8。(TGF。)是嗜酸粒細胞炎癥和組織重建如氣道纖維化發(fā)展過程中的重要調節(jié)因子，研究表明在IFN一7缺乏的小鼠中，過敏源刺激使TGF-fl。和嗜酸粒細胞炎癥水平增高[7]。而且，Wenzel等發(fā)現(xiàn)重度嗜酸粒細胞哮喘患者比非嗜酸粒細胞哮喘患者有更厚的基底膜和更多數(shù)量的TGF—B。產(chǎn)生細胞。這些研究表明IFN7是重度非嗜酸粒細胞型哮喘發(fā)展過程中的重要調節(jié)因子。

　　Thl7細胞作為一種新的CD4+T細胞亞型，需要在TGF-13和IL6共同存在下被分化。Thl7細胞主要產(chǎn)生IL一17，其次是IL一22和IL一21，再次是少量的IFN一7，但并不產(chǎn)生IL一4。IL一17在發(fā)炎的肺部被檢測到，它也許有助于小鼠氣道炎癥的發(fā)展，然而，IL17的出現(xiàn)降卻低了嗜酸粒細胞的數(shù)量。Thl7細胞的過繼轉移可誘導中性粒細胞的表達，且對甾類激素的治療產(chǎn)生抗性，表明IL一17也許可以募集中性粒細胞并在甾類激素抵抗中性粒細胞型哮喘中起著重要作用。另外，研究表明IL一17干擾上皮細胞產(chǎn)生嗜酸粒細胞活化趨化因子，而該因子在嗜酸粒細胞的募集和活化過程中起著重要作用。因此，IL一17也許在肺部的嗜酸粒細胞一中性粒細胞平衡中起著重要的調節(jié)作用。

　　3．1Th2細胞分化的免疫機制

　　眾所周知，通過信號轉導和轉錄激活子6(STAT6)信號通路的IL一4是Th2細胞分化的重要調節(jié)劑，應用小劑量LPS(100ng／mouse)可以提高II。一4的表達并誘導過敏源特異性的Th2細胞反應。研究發(fā)現(xiàn)若小鼠中缺乏STAT6，則小劑量LPS誘導的Th2細胞反應被破壞[7]，表明在T細胞分化過程中，STAT6信號通路是Th2細胞發(fā)生發(fā)展的重要因素。Eisenbarth等[6]發(fā)現(xiàn)TNF-a和吸人性過敏源共同導致了Th2細胞反應，在過敏源致敏過程中，小劑量LPS可以誘導Th2細胞反應并使TNF-a表達量升高。若小鼠缺乏TNFR一1，過敏源特異性小劑量LPS增強的Th2型炎癥反應以及AHR將被破壞。這些結果表明小劑量LPS誘導的TNF—a主要通過IL一4和sTAT6信號通路調節(jié)Th2細胞反應的發(fā)生發(fā)展。

　　3．2Thl細胞分化的免疫機制

　　固有性免疫反應產(chǎn)生的IL一12是Thl細胞發(fā)生發(fā)展過程中的重要調節(jié)因子。LPS劑量依賴性過敏源可以增強IL-12的表達，且IL-12主要通過STAT4信號通路誘導Thl細胞分化。在STAT4缺乏小鼠中，含有高劑量LPS(10ttg／mouse)的OVA誘導產(chǎn)生的AHR和中性粒細胞型炎癥將會被抑制，Thl細胞的肺浸潤功能也被完全破壞。Thl細胞分化依賴于在高劑量LPS存在下產(chǎn)生的IL-12，然后通過STAT4信號通路產(chǎn)生IFN一7?？扇苄远垠wIFN一7，是Ⅱ型干擾素的唯一成員，在固有免疫和適應性免疫反應中起著非常重要的角色。IFN一7作為固有免疫反應的一部分主要由自然殺傷(NK)細胞和NKT細胞產(chǎn)生，而在適應性免疫反應中則由Thl細胞和細胞毒型T效應細胞產(chǎn)生。IFN一7通過上調轉錄因子T—bet的表達促進Thl細胞分化，T—bet可以抑制Th2細胞的分化。這些結果表明高劑量LPS誘導產(chǎn)生的IFN一7可以上調IL一12的表達，而STAT4信號通路通過正反饋回路調節(jié)IL一12和IFN一7。

　　3．3Thl7細胞分化的免疫機制

　　Thl7細胞在過敏性哮喘中發(fā)病機制中的作用近年來廣泛研究，IL一6、IL一1G和II，一23等通過STAT3一RORTt信號通路誘導IL一17的表達。過敏性哮喘小鼠模型表明高劑量LPS(10ug／mouse)可以增強IL一6的表達，而小劑量LPS(100ng／mouse)卻不能增強IL一6的表達，然而，在IL6缺乏小鼠中，高劑量LPS誘導的Thl7細胞反應則被阻止，表明IL一6是Thl7細胞分化過程中的重要調節(jié)劑。血管內皮生長因子(VEGF)最初由于其產(chǎn)生組織水腫而被命名為血管滲透因子，研究發(fā)現(xiàn)哮喘患者的組織和生物學樣本中VEGF表達量升高。肺特異性VEGF轉基因實驗顯示氣道高水平VEGF誘導肺部炎癥并增強T細胞啟動。在過敏性哮喘小鼠模型中，暴露于高劑量I．PS(10ug／mouse)中的氣道可以上調VEGF的表達，此外，用VEGFRl抑制劑處理小鼠后，T細胞啟動將會被阻止，如樹突狀細胞(DC)共刺激分子的過表達、DC向DLN區(qū)域的遷移以及DLN中原始T細胞的增殖等。然而，VEGFR-2抑制劑則阻止IL一6的表達以及隨后的過敏源特異性Thl7細胞反應[2324]。這些研究表明LPS誘導的VEGF在T細胞啟動和Thl7細胞分化過程中起著重要作用，并且T細胞啟動依賴于VEGFRl信號途徑，而隨后的Thl7細胞分化則依賴于VEGFR2信號途徑。

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　　結語

　　室內生物污染物可以誘導免疫功能障礙和炎癥反應，并導致炎癥性肺部疾病，如哮喘和COPD。最新的一項調查顯示LPS暴露率是哮喘發(fā)病率增加的重要危險因子。更好的治療方法來自于對哮喘發(fā)病機制的更多了解，輕中度哮喘也許和嗜酸粒細胞型炎癥有關，而重度哮喘也許和中性粒細胞型炎癥有關。就發(fā)病機制而言，嗜酸粒細胞型哮喘表現(xiàn)了Th2細胞因子依賴型炎癥，而中性粒細胞型哮喘是IFN一7和IL一17依賴型炎癥?；谶^敏性哮喘不同的免疫和炎癥類型，抗炎癥治療策略也是不同的：輕中度嗜酸粒細胞型哮喘患者常常對吸入性類皮質甾酮療法反應強烈，而中性粒細胞型哮喘(重度哮喘)患者則反應較差。未來針對中性粒細胞型哮喘患者的治療方法也許在于抑制患者對皮質醇的抵抗，因而抑制Thl和Thl7細胞反應也許是一種有效的免疫治療策略。