王曉燕 張新日 曹大偉
山西醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院呼吸科,山西太原030001
Clara細(xì)胞是具有分泌功能的非纖毛細(xì)胞,分布于細(xì)支氣管黏膜上。1881年,Kolliker最先發(fā)現(xiàn)這類細(xì)胞的存在。1937年,MaxClara描述了這類細(xì)胞的形態(tài)特征,并且用其名字命名。Clara細(xì)胞分泌蛋白 (Clara cell secretory 16-kd protein,CCSP)是 Clara細(xì)胞分泌的主要物質(zhì)之一,因其相對(duì)分子量為15 840u,故稱之為CC16。CC16為一種組織特異性蛋白,占可溶性蛋白含量的2%~3%在支氣管肺泡灌洗液(BALF)中。近年來,經(jīng)不斷研究,發(fā)現(xiàn)CC16不僅有抗氧化、抗炎、抑制腫瘤細(xì)胞生成和轉(zhuǎn)移等多種生物學(xué)功能,而且與急性肺損傷的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。
CC16是氣道分泌最豐富的蛋白之一,它在細(xì)胞上皮襯液中的濃度約為外周血的10 000倍,CC16因巨大的濃度差而由呼吸道進(jìn)入外周血[1],因此血清中CC16的水平與呼吸道的合成和分泌功能及肺—血屏障的完整性密切相關(guān)。在ALI發(fā)生時(shí),肺—血屏障受損,血管通透性增加,導(dǎo)致血清CC16含量升高。因此血清CC16含量成為反應(yīng)肺—血屏障功能的外周標(biāo)志物之一,也是反應(yīng)急性肺損傷及其損傷程度的新指標(biāo)[2]。
①CC16可經(jīng)過抑制炎癥反應(yīng)關(guān)鍵酶—分泌型磷脂酶A2(sPLA2)的活性[3]達(dá)到抑制炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)的發(fā)生。具體作用機(jī)制可能是CC16通過和sPLA2的作用底物磷脂[4]結(jié)合,間接抑制血栓素A2、前列腺素及白三烯等炎性因子的釋放,從而保護(hù)肺表面活性物質(zhì)中的磷脂不被sPLA2降解,以達(dá)到保護(hù)肺組織的作用[5]。
②抑制單核細(xì)胞生成γ干擾素 (IFN-γ),IFN-γ的抗病毒活性和吞噬刺激作用進(jìn)而得到抑制。
③CC16可能通過抑制誘導(dǎo)細(xì)胞遷移的細(xì)胞因子的生成,從而抑制單核細(xì)胞和中性粒細(xì)胞的遷移。
④直接抑制多種炎性介質(zhì)的生成,如腫瘤壞死因子α(TNF-α)、IFN-γ、白介素 1β(IL-1β)等。 有研究顯示:與野生鼠相比,CC16基因缺失的大鼠在受感染后Th2型促炎介質(zhì)的產(chǎn)生增加,使得肺部炎癥損傷及氣道反應(yīng)性均明顯增高[6]。
CC16對(duì)胎兒肺成纖維細(xì)胞的趨化誘導(dǎo),是通過抑制血小板衍生生長因子(PDGF)而達(dá)到,讓成纖維細(xì)胞聚集減少和肺纖維化程度減輕;CC16以抑制sPLA2的活性,進(jìn)而抑制PDGF對(duì)成纖維細(xì)胞的趨化作用,與此同時(shí)減少溶血卵磷脂產(chǎn)生,間接抑制整合素(如α5β1)的活性;CC16同纖維粘連素Fn高親和力結(jié)合,產(chǎn)生CC16-Fn異聚體,能夠阻止纖維整合素在肺組織中的異常沉積和增生[7]。
一個(gè)共同變化染色體 (CC16基因位點(diǎn)所在區(qū)域—11p12.2-q13.1區(qū))在大多腫瘤細(xì)胞內(nèi)都有缺失。把含有CC16的DNA質(zhì)粒轉(zhuǎn)染多種器官上皮來源的腫瘤后,抑制表達(dá)CC16受體的腫瘤細(xì)胞自主生長及轉(zhuǎn)移,腫瘤侵襲力得到減弱[8]。
ALI是由多種因素(除外心源性因素)引起的急性、進(jìn)行性缺氧性呼吸衰竭,進(jìn)而發(fā)展成ARDS、MODS,甚至MOF。
CC16具有抗炎、抗氧化等多種生物學(xué)功能,因此可能與急性肺損傷的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。有研究結(jié)果表明[9],靜注脂多糖(LPS)24 h后,大鼠BALF中CC16的表達(dá)明顯降低,提示其水平下降可能與LPS所致ALI發(fā)生有關(guān)。研究顯示[10],CC16可顯著減少LPS激活的多形核白細(xì)胞 (PMN)對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞的粘附,減少PMN的定位、滲出及遷移。因此,肺組織中CC16表達(dá)下降可能是LPS所致ALI的重要機(jī)制之一。
機(jī)體在應(yīng)激情況下常導(dǎo)致兒茶酚胺、血管緊張素等的分泌增加,從而激活sPLA2,引起膜磷脂降解,血小板活化因子(PAF)等炎性介質(zhì)生成增多。CC16為sPLA2的強(qiáng)烈抑制劑。正常情況下肺組織中CC16與sPLA2相互拮抗處于動(dòng)態(tài)平衡,而應(yīng)激可使二者表達(dá)失衡導(dǎo)致ALI發(fā)生。
CC16與sPLA2表達(dá)失衡是急性肺損傷發(fā)生的重要機(jī)制之一。機(jī)械通氣可使sPLA2活化,催化膜磷脂降解,產(chǎn)生多種炎癥介質(zhì),引起肺損傷發(fā)生。相關(guān)研究顯示,CC16基因敲除小鼠機(jī)械通氣時(shí)肺組織中sPLA2濃度及活性均較野生型小鼠明顯增高,肺損傷加重[11];另有研究顯示CC16能抑制sPLA2的活性,具有明顯的免疫調(diào)節(jié)及抗炎作用,對(duì)炎性氣道疾病具有重要的保護(hù)作用[12]。由此可見,機(jī)械通氣過程中CCl6的表達(dá)不僅對(duì)評(píng)價(jià)肺損傷程度有一定指導(dǎo)意義,也為進(jìn)一步探討機(jī)械通氣防治措施提供了新的靶點(diǎn)。
近年來,CC16作為外周性肺損傷標(biāo)志物受到醫(yī)學(xué)界的廣泛關(guān)注。目前已發(fā)現(xiàn)的一些反應(yīng)肺損傷的指標(biāo)(如某些細(xì)胞因子、酶、生長因子)均需由BALF測定,臨床應(yīng)用受到一定限制。Blomberg等[13]的研究發(fā)現(xiàn),急性肺損傷時(shí)肺泡毛細(xì)血管上皮通透性增加,并且Clara細(xì)胞數(shù)量減少,BALF中CC16水平下降明顯,血漿CC16升高明顯。另有研究[14]顯示,大潮氣量機(jī)械通氣可使大鼠細(xì)支氣管管腔Clara細(xì)胞減少,導(dǎo)致CC16產(chǎn)生和分泌減少。肺組織CC16水平下降,防御功能降低,加速了炎癥反應(yīng)進(jìn)程。同時(shí)有研究[15]顯示,大潮氣量機(jī)械通氣使肺組織中CC16表達(dá)減少,導(dǎo)致抗炎因子和促炎因子作用失衡,加重了肺組織損傷,是VILI發(fā)生的機(jī)制之一。
同CC16抗炎作用相關(guān)的研究迅速發(fā)展,研究[16]表明,當(dāng)感染病毒或接受抗原刺激時(shí),CC16缺陷型小鼠較野生型小鼠的炎癥反應(yīng)有更強(qiáng)表現(xiàn),而炎癥反應(yīng)在給予重組人CC16后得到一定程度的抑制。在嬰兒呼吸窘迫綜合征的羊動(dòng)物模型中,早期在聯(lián)合使用表面活性劑(SF)和CC16時(shí),能夠有效避免長時(shí)間采用呼吸機(jī)所造成并發(fā)癥的發(fā)生[17]。levine等[18]的研究發(fā)現(xiàn),應(yīng)用rhCC16治療后,患兒肺組織中總蛋白含量、中性粒細(xì)胞數(shù)及BALF中細(xì)胞因子的水平較安慰劑組均顯著下降。在安全性方面,未發(fā)現(xiàn)可能的免疫抑制等不良反應(yīng),外源性rhCC16進(jìn)入體循環(huán)48h后從血漿中清除,且高濃度rhCC16的半衰期相對(duì)較短,表明CC16有自我平衡能力,與之前的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果一致。
大部分抗炎因子都是通過直接或間接抑制AA代謝產(chǎn)物的生成而起到抗炎作用。目前臨床上使用較多的抗炎藥物GC類就是通過促進(jìn)抗炎因子的釋放,從而間接抑制二十烷類的生成,達(dá)到抗炎的目的。目前認(rèn)為CC16的抗炎作用一方面通過抑制PLA2實(shí)現(xiàn),另一方面,它還能直接與一些炎癥因子發(fā)生相互作用,如可抑制TNF-α和IL-1β的生成和活化,而TNF-α又可下調(diào)CC16的表達(dá)[19],IFN-γ則上調(diào)其表達(dá)。CC16與這些炎癥因子的相互作用有待于進(jìn)一步探討。
綜上所述,CC16作為一種多功能蛋白,多種肺部疾病的發(fā)生發(fā)展與CC16表達(dá)和分泌的異常密切相關(guān)。血漿CC16能作為急慢性Clara細(xì)胞受損及肺泡膜完整性評(píng)估的一項(xiàng)敏感指標(biāo),但對(duì)CC16基因表達(dá)調(diào)控及其作為抗炎藥物和反映肺泡膜完整性指標(biāo)的可行性需進(jìn)一步研究。CC16作為內(nèi)源性抗炎物質(zhì)在急性肺損傷的診治上顯示出重要潛能,但在臨床應(yīng)用方面,還需進(jìn)行大量的動(dòng)物和臨床藥物試驗(yàn),以提供有力的證據(jù)。
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