傅相均 庹芳旭 唐寅 許潔 俞捷

遵義醫(yī)學(xué)院公共衛(wèi)生學(xué)院（貴州遵義563099）

哮喘作為一種由多種因子所誘導(dǎo)的復(fù)雜疾病［1-2］，目前其確切的發(fā)病機(jī)制尚不完全清楚。關(guān)于哮喘發(fā)病機(jī)制的最經(jīng)典學(xué)說(shuō)為過(guò)敏原誘導(dǎo)的Ⅰ型變態(tài)反應(yīng)［3］，而在過(guò)去幾十年的流行病學(xué)研究中，人們發(fā)現(xiàn)哮喘的經(jīng)典學(xué)說(shuō)并不能合理解釋哮喘所呈現(xiàn)出的流行病學(xué)特征［4］：目前臨床中被廣泛認(rèn)可的哮喘發(fā)病機(jī)制主要包括經(jīng)典學(xué)說(shuō)、氧化應(yīng)激理論和氣道神經(jīng)炎癥理論等，其以不同的角度作為切入點(diǎn)，對(duì)哮喘的發(fā)病機(jī)制進(jìn)行了論述。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)顯示，目前世界上哮喘患者總數(shù)超過(guò)3億例，而我國(guó)哮喘患者約有2 700萬(wàn)例，其發(fā)病率和病死率均呈現(xiàn)逐年增長(zhǎng)的趨勢(shì)［5］。雖然通過(guò)給予患者規(guī)范性的治療后，大部分患者臨床癥狀得到明顯改善，但卻并不能逆轉(zhuǎn)和阻止哮喘的自然病程，患者的氣道結(jié)構(gòu)最終發(fā)生不可逆性的改變，嚴(yán)重威脅了患者的生命安全［6］。為了了解導(dǎo)致哮喘發(fā)生的原因，有效提高哮喘患者的臨床治療效果，各界人士們對(duì)哮喘的發(fā)病機(jī)制進(jìn)行了深入的研究。研究發(fā)現(xiàn)［7］，環(huán)境內(nèi)分泌干擾物（environmental endocrine disruptors，EEDs）作為一種與人類的生殖障礙、發(fā)育異常、某些免疫系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)疾病等息息相關(guān)的物質(zhì)，可通過(guò)多種途徑對(duì)哮喘的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程造成影響。PI3K/Akt通路作為一種廣泛存在細(xì)胞中，并且參與到細(xì)胞的生長(zhǎng)、增殖、分化調(diào)節(jié)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，有學(xué)者提出，其在EEDs對(duì)哮喘的影響過(guò)程中，也有著重要的作用［8］。雖然目前諸多文獻(xiàn)對(duì)EEDs與哮喘的發(fā)生關(guān)系進(jìn)行了論述，但對(duì)于EEDs在哮喘發(fā)生中的具體影響方式的研究較少，本文擬就環(huán)境內(nèi)分泌干擾物通過(guò)PI3K/Akt信號(hào)通路來(lái)影響哮喘的發(fā)作作用進(jìn)行綜述，從生物醫(yī)學(xué)角度對(duì)哮喘的發(fā)生機(jī)制進(jìn)行分析，為哮喘的防治及針對(duì)性治療提供新的思路和研究方向。

1 環(huán)境內(nèi)分泌干擾物對(duì)哮喘發(fā)生的影響

1.1環(huán)境內(nèi)分泌干擾物對(duì)下丘腦-垂體-腎上腺皮質(zhì)軸的影響下丘腦-垂體-腎上腺皮質(zhì)軸（the hypothalamic-pituitaryadrenal axis，HPA or HTPA axis，HPAA）主要用于調(diào)控機(jī)體糖皮質(zhì)激素（glucocorticoid，GC）釋放，是機(jī)體在發(fā)生應(yīng)激反應(yīng)的主要整合中樞，同時(shí)也是生物的神經(jīng)內(nèi)分泌免疫網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)調(diào)節(jié)機(jī)體各類炎癥反應(yīng)的重要途徑［9］，目前大量研究證實(shí)，哮喘發(fā)病的重要因素之一就是HPAA功能發(fā)生紊亂，其主要表現(xiàn)為兩個(gè)方面：一個(gè)方面為激素分泌的晝夜節(jié)律發(fā)生紊亂；另一個(gè)方面則為內(nèi)源性的糖皮質(zhì)激素分泌相對(duì)不足，環(huán)境內(nèi)分泌干擾物對(duì)于機(jī)體的下丘腦-垂體軸有著較為明顯的干擾效果，故而環(huán)境內(nèi)分泌干擾物對(duì)于哮喘的發(fā)生、發(fā)展有著重要的影響［10］。研究［11］發(fā)現(xiàn)，壬基酚（nonyl phenol，NP）能夠利用對(duì)腎上腺的影響，造成HPAA出現(xiàn)負(fù)反饋，從而導(dǎo)致機(jī)體內(nèi)分泌紊亂，機(jī)體的GC水平明顯下降。而PANAGIOTIDOU等［12］也發(fā)現(xiàn)，NP染毒試驗(yàn)后的子代小鼠的GC水平明顯降低。提示環(huán)境內(nèi)分泌干擾物存在通過(guò)影響HPAA進(jìn)而影響哮喘的參與途徑。

1.2 環(huán)境內(nèi)分泌干擾物對(duì)細(xì)胞因子及炎癥細(xì)胞的影響在過(guò)去較長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，醫(yī)學(xué)研究者們均認(rèn)為環(huán)境內(nèi)分泌干擾物是利用Ⅰ型超敏反應(yīng)來(lái)誘發(fā)哮喘的［13］，但是近年來(lái)通過(guò)對(duì)鄰苯二甲酸酯暴露人群血液進(jìn)行相關(guān)檢查，并未在其血液樣本中檢測(cè)到與鄰苯二甲酸酯（Diethylhexyl phthalate，DEHP）相關(guān)的特異性IgE，從而提示了其并不直接是哮喘的過(guò)敏原，而應(yīng)該是通過(guò)其他作用機(jī)制來(lái)誘導(dǎo)哮喘發(fā)生的［14］。SHIN等［15］通過(guò)對(duì)妊娠母鼠行DEHP染毒試驗(yàn)顯示，DEHP能夠減少妊娠母鼠機(jī)體內(nèi)Th2細(xì)胞因子。KATO等［16］在一項(xiàng)以大鼠為模型的體外試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，將大鼠暴露在三丁基錫中時(shí)，大鼠氣道炎癥明顯加重，結(jié)果顯示，三丁基錫能夠誘導(dǎo)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞凋亡。國(guó)內(nèi)周辰等［17］也在其報(bào)道中指出，Th17/Treg細(xì)胞比例的失衡在哮喘的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中有著重要的意義。故綜合最近的研究結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，環(huán)境內(nèi)分泌干擾物極大可能通過(guò)破壞各類炎癥細(xì)胞因子的平衡從而加重哮喘進(jìn)程。

2 PI3K/Akt信號(hào)通路的活化與調(diào)節(jié)

磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）可分為3類：其中以Ⅰ類PI3K的研究最為廣泛［18-19］，可將其細(xì)劃分為1A和1B兩類，1A包括 PI3Kα/β/δ，而 1B 類則為 PI3Kγ［20］。在 PI3K 信號(hào)通路中，絲氨酸-蘇氨酸蛋白激酶（Akt）是其一個(gè)極為重要的信號(hào)轉(zhuǎn)運(yùn)分子［21］，當(dāng)PI3K被細(xì)胞表面受體激活后，其膜脂能夠在刺激下產(chǎn)生第二信使——磷脂酰肌醇-3，4，5-三磷脂（PIP3）。在隨后的作用過(guò)程中，PIP3能夠利用與信號(hào)蛋白Akt結(jié)合作用和PDK1的相互作用來(lái)激活A(yù)kt，最終促使被活化的Akt能夠利用磷酸化的反應(yīng)來(lái)調(diào)控下游蛋白，從而達(dá)到了對(duì)細(xì)胞的活化和調(diào)節(jié)的目的［22］。

3 PI3K/Akt信號(hào)通路對(duì)細(xì)胞周期的調(diào)節(jié)

PI3K發(fā)生過(guò)度活化是導(dǎo)致細(xì)胞癌變的必要因素之一。PI3K具有激活細(xì)胞周期依賴性蛋白激酶-4（CDK-4）和CDK-2的作用，促進(jìn)細(xì)胞快速進(jìn)入到S期，同時(shí)誘導(dǎo)細(xì)胞DNA的合成［23］。而Akt通路與mdm2-p53的功能明顯相關(guān)，由于mdm2是Akt通路下游一個(gè)作用底物，而Akt能夠快速對(duì)其進(jìn)行磷酸化，從而促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)的Akt-mdm2復(fù)合物快速被離解，從而達(dá)到了促進(jìn)p53被降解的效果，間接影響細(xì)胞周期的進(jìn)行［24］。在炎癥發(fā)生過(guò)程中，炎癥細(xì)胞會(huì)分析多種炎癥因子，其包括腫瘤壞死因子α（TNF-α），IL-1、IL-6和IL-8等，其能夠通過(guò)促進(jìn)細(xì)胞增生，遷移和血管生成參與到組織修復(fù)和損傷中，臨床發(fā)現(xiàn)，這些腫瘤因子在多種癌癥的腫瘤細(xì)胞和基質(zhì)細(xì)胞中均有表達(dá)，且陽(yáng)性患者的預(yù)后效果較差［25］。而在炎癥發(fā)生和發(fā)展過(guò)程中，細(xì)胞異常增生是一個(gè)重要的特征，其主要以細(xì)胞周期紊亂為主要特征，在這個(gè)過(guò)程中，炎癥細(xì)胞能夠通過(guò)所分泌的TNF-α來(lái)激活NF-kB，轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)cyclin D1表達(dá)，加快細(xì)胞周期從G0/G1期向著S期轉(zhuǎn)換，從而導(dǎo)致細(xì)胞周期調(diào)節(jié)紊亂，加重患者病情［26］。

4 PI3K/Akt信號(hào)通路通過(guò)環(huán)境內(nèi)分泌干擾物對(duì)哮喘的影響

雖然臨床中對(duì)于PI3K/Akt信號(hào)通路通過(guò)內(nèi)分泌干擾物來(lái)影響哮喘發(fā)生的機(jī)制尚無(wú)定論，但大量研究［27］表明，環(huán)境內(nèi)分泌干擾物在哮喘發(fā)病過(guò)程中的機(jī)制主要是利用其自身的特性來(lái)誘發(fā)機(jī)體發(fā)生炎癥反應(yīng)，從而大量產(chǎn)生炎性介質(zhì)和細(xì)胞因子，各種物質(zhì)相互作用，從而引起哮喘的發(fā)生［28］。NF-κB 和TNF-α作為常見(jiàn)的炎性介質(zhì)，其中NF-κB發(fā)揮功能的是P50、P65異源二聚體，能夠參與到機(jī)體免疫防御反應(yīng)、炎癥反應(yīng)、組織損傷、細(xì)胞分化凋亡、腫瘤生長(zhǎng)抑制等過(guò)程中［29］。在多數(shù)細(xì)胞內(nèi)，NF-κB能夠與機(jī)體的抑制性蛋白IκB等結(jié)合，成為無(wú)活性的復(fù)合物［30］。抑制性蛋白IκB能夠磷酸化抑制性蛋白IκBNF-κB，導(dǎo)致其構(gòu)象發(fā)生改變，從NF-κB脫落并活化，而活化后的NF-κB能夠在進(jìn)入到細(xì)胞核內(nèi)后與DNA接觸，啟動(dòng)或者抑制有關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄［31］。同時(shí)NF-κB也是Akt的下游信號(hào)分子，能夠在被Akt活化的同時(shí)又促進(jìn)Akt的活化，二者構(gòu)成正反饋系統(tǒng)，導(dǎo)致信號(hào)迅速放大，促使炎癥效應(yīng)發(fā)生［32］。而在哮喘發(fā)病中，由嗜酸性粒細(xì)胞及其產(chǎn)物所引起的氣道上皮細(xì)胞破壞暴露出C-纖維傳入神經(jīng)末梢，而炎性介質(zhì)如緩激肽等刺激神經(jīng)末梢，可能會(huì)通過(guò)軸突反射逆向傳導(dǎo)至傳入神經(jīng)和釋放感覺(jué)神經(jīng)肽如SP，NKA和CGRP等，會(huì)誘導(dǎo)氣道平滑肌收縮、支氣管水腫、血漿外滲、過(guò)多黏液分泌以及可能的炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)和分泌，從而達(dá)到誘發(fā)哮喘樣的癥狀［33］。

TNF-α是機(jī)體極為常見(jiàn)的一種炎性介質(zhì)，其能夠通過(guò)損傷呼吸道血管內(nèi)皮細(xì)胞，破壞機(jī)體的凝血-抗凝血平衡，達(dá)到促炎癥反應(yīng)的效果［34］。同時(shí)其還能夠利用對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)黏附分子的誘導(dǎo)效果來(lái)達(dá)到促進(jìn)白細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞黏附的目的［33］。同時(shí)Akt是與炎癥和白細(xì)胞的趨化密切相關(guān)的信號(hào)分子，TNF-α能夠通過(guò)損傷呼吸道血管內(nèi)皮、刺激內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)黏附分子和趨化因子，促進(jìn)機(jī)體炎癥反應(yīng)加重，導(dǎo)致哮喘的發(fā)生［35］。因此，可以認(rèn)為PI3K可能通過(guò)刺激Akt活化而進(jìn)一步促進(jìn)TNF-α表達(dá)而參與到哮喘的炎癥反應(yīng)［36］。在哮喘發(fā)生的過(guò)程中，當(dāng)環(huán)境內(nèi)分泌干擾物誘發(fā)炎癥反應(yīng)，導(dǎo)致大量的免疫細(xì)胞進(jìn)入內(nèi)皮下，形成非正常免疫細(xì)胞并釋放多種細(xì)胞因子和炎癥介質(zhì)，這些細(xì)胞因子進(jìn)一步促使環(huán)境內(nèi)分泌干擾物激活免疫機(jī)制，反復(fù)循環(huán)，非正常免疫細(xì)胞越來(lái)越多，導(dǎo)致哮喘不斷加重［37］。其中PI3K能夠顯著激活A(yù)kt的活性，進(jìn)一步促進(jìn)TNF-α與NF-κB相互依賴性機(jī)制顯著上調(diào)炎癥反應(yīng)，最終促進(jìn)了哮喘的發(fā)生［38］。

綜上所述通過(guò)免疫系統(tǒng)，以BPA為代表的一類內(nèi)分泌干擾物可以通過(guò)對(duì)Treg細(xì)胞和相關(guān)細(xì)胞因子的影響參與哮喘發(fā)生，其中調(diào)節(jié)性T細(xì)胞減少和Th17細(xì)胞增加都是可能誘發(fā)哮喘的重要原因。盡管證據(jù)有限，但可以推測(cè)EEDs存在通過(guò)激活MAPK信號(hào)通路從而增加哮喘發(fā)生或加重哮喘的可能性，以往的治療方法大部分是對(duì)哮喘癥狀的緩解及炎癥的消除，針對(duì)該信號(hào)通路采取相應(yīng)的治療措施可能更有利于哮喘根本上的緩解和治愈。為了更好的弄清楚EEDs是如何參與機(jī)體哮喘的發(fā)生發(fā)展過(guò)程，還有待于更全面更深入的研究去闡明EEDs在多種影響途徑中的作用及其機(jī)制，以便為哮喘的防治以及治療提供更有效的更具針對(duì)性的思路和方法。

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