朱宇帆，白茜文，易舒婷，唐瑞娣，黃鈺航，王濤*

（1.廣州醫(yī)科大學第一臨床學院，廣東廣州510180；2.呼吸疾病國家重點實驗室廣州呼吸健康研究院 廣州醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院，廣東 廣州510180；3.廣州醫(yī)科大學 廣東省血管疾病重點實驗室，廣東 廣州510180）

肺動脈高壓（pulmonary hypertension，PH）是由多種病因共同作用引起的一種以肺動脈壓力異常升高為特征的病理生理狀態(tài)，可導致呼吸困難、右心衰竭甚至死亡［1］。血流動學診斷標準為：在海平面、靜息狀態(tài)下，右心導管測量平均肺動脈壓≥25 mm Hg（1mm Hg=0.133 kPa）。近期流行病學研究表明，肺動脈高壓可能不是罕見疾病，據(jù)目前的估計，全球肺動脈高壓患病率約1%，其中65 歲以上人群的肺動脈高壓患病率高達10%［2］。

按照病因PH 可分為動脈性肺動脈高壓、左心疾病所致肺動脈高壓、肺部疾病和（或）低氧所致肺動脈高壓、慢性血栓栓塞型肺動脈高壓和其他肺動脈栓塞性疾病、未明和（或）多因素所致肺動脈高壓5 個類別。但它們包含相同的基本病理過程即肺血管重構以及持續(xù)的肺動脈收縮，其中以肺動脈內(nèi)皮細胞（pulmonary artery endothelial cells，PAECs）的功能失調(diào)、炎癥反應和肺動脈平滑肌細胞（pulmonary arterial smooth muscle cells，PASMCs）的過度增殖等為特征的肺血管重構是PH 的主要病理特點［3］。炎癥反應在病理過程中起到了重要作用，其在各種類型的PH 患者和PH 動物模型中都很突出［4］。巨噬細胞（macrophages，mφ）是炎癥反應的重要成員：在PH 動物模型以及臨床患者的肺組織中，mφ 的密度被發(fā)現(xiàn)不僅均明顯高于對照的動物或患者［5］，且高于左心疾病所致肺動脈高壓患者。單核/巨噬細胞譜系是機體防御系統(tǒng)的一個重要組成部分，單核細胞來源于骨髓中的造血干細胞，并在骨髓中發(fā)育，當它們從骨髓進入血液時仍然是尚未成熟的細胞，在血液中停留10～20 h 后遷移至組織中，繼續(xù)發(fā)育成mφ。mφ 在肺動脈高壓病程中歸巢到肺組織后［6］，不僅參與了肺血管重構［7］，也可以介導肺血管收縮［8］。這些研究結果說明mφ 在PH 的發(fā)生與發(fā)展中起到了重要作用。

本文旨對mφ 在PH 這一疾病發(fā)生發(fā)展過程中的作用及其分子機制的研究進展作一綜述，系統(tǒng)探討mφ 在PH 發(fā)生發(fā)展中的作用，嘗試為PH 發(fā)病機制的認識以及治療提供新的思路。

1 肺部mφ 的來源及其在肺組織的歸巢

mφ 存在于包括肺臟在內(nèi)的多種組織器官中，稱為組織駐留mφ。肺部的mφ 主要由肺泡mφ 和間質(zhì)mφ 組成，均參與局部免疫穩(wěn)態(tài)的維持。體內(nèi)mφ 的來源包括單核細胞起源的mφ、原位增殖而生成的mφ 以及胚胎早期卵黃囊來源的mφ，其中造血干細胞分化產(chǎn)生的單核細胞起源的mφ 是組織駐留mφ 的主要來源。在健康狀態(tài)下，肺泡mφ 主要來源于胎兒肝單核細胞，間質(zhì)mφ 則來源于血單核細胞，間質(zhì)mφ 可轉(zhuǎn)移至肺泡中成為肺泡mφ。當組織發(fā)生炎癥時，循環(huán)中的大量炎性單核細胞被招募到炎癥區(qū)域并分化成mφ。

通過免疫熒光染色及定量分析，在野百合堿或缺氧誘導的PH 模型中發(fā)現(xiàn)mφ 被招募到肺部的血管外膜，且在病變血管周圍發(fā)現(xiàn)mφ 數(shù)量顯著增加［8］。PH 大鼠肺組織全轉(zhuǎn)錄組測序結果也顯示mφ 相關基因顯著富集，并且通過針對mφ 標記物甘露糖受體的正電子發(fā)射斷層掃描發(fā)現(xiàn)PH 患者的甘露糖攝取明顯高于正常人或左心疾病相關PH 患者［9］，這說明mφ 在肺組織的歸巢是導致肺血管病變的重要原因，而不是繼發(fā)于左心疾病導致的肺動脈壓力升高的結果。然而，PH 患者肺血管周圍歸巢的mφ 的來源尚不清楚，有證據(jù)表明，肺血管重塑過程中mφ 主要來源于血液單核細胞的歸巢和分化［10］，但尚未有研究表明沒有原位增殖的肺泡mφ的參與。

mφ 在肺組織的歸巢會加重PH 肺血管的炎癥［11］，成為PH 的關鍵致病因素。CX3CL1/CX3CR系統(tǒng)是單核/巨噬細胞譜系的mφ 在PH 肺組織中歸巢的關鍵信號通路。由HSCs 分化產(chǎn)生的單核細胞分為兩個主要亞群：炎性單核細胞（Ly-6chigh，CCR2high/CX3CR1low）和常駐單核細胞（Ly-6clow，CCR2low/CX3CR1high），分別受CCL2 和CX3CL1 兩種不同的趨化因子調(diào)控。有組織發(fā)生炎癥時，循環(huán)中的大量炎性單核細胞被招募到炎癥區(qū)域并分化成mφ；然而，在PH 等一些慢性疾病中，常駐單核細胞被證明也具有促炎癥特征，CX3CL1/CX3CR1 和CCL2/CCR2 系統(tǒng)均參與PH 病程中單核細胞的募集并相互拮抗［12］。根據(jù)Amsellem等的研究［6］，CX3CR1 水平升高會導致缺氧誘導的PH 嚴重程度的加重，伴隨肺mφ 數(shù)量的增加。這可能是由于在受到刺激時，PAECs 會過度產(chǎn)生趨化因子，如CX3CL1，這觸發(fā)了表達CX3CR1 的單核細胞對PAECs 的附著從而增加肺單核細胞和mφ 的數(shù)量［6］，加重肺血管炎癥，最終導致PH 的發(fā)生發(fā)展。

2 mφ 參與的肺血管重構及其機制

肺血管結構細胞（包括PAECs 和PASMCs 等）發(fā)生重構是造成PH 的重要原因，會導致肺動脈壓力和肺血管阻力的進行性增高。在PH 病程中，mφ歸巢到肺組織后，參與了PAECs 的損傷、PASMC 的異常增殖及內(nèi)膜下遷移、細胞外基質(zhì)（Extracellular Matrix，ECM）的沉積等肺血管重構過程中的主要事件，從而影響PH 的發(fā)生發(fā)展。下面將介紹mφ 參與上述各個過程中的主要分子機制。

2.1 mφ 誘導PAEC 的損傷

CD68+單核細胞/巨噬細胞是表達5-脂氧合酶（5-LO）的主要炎性細胞［7］，可以通過5-LO 的酶促作用合成白三烯B4（LTB4），參與PH 進程。Tian等［7］報道，在PH 大鼠模型及PH 患者中發(fā)現(xiàn)，聚集的mφ 高表達LTB4，通過結合PAECs 上的同源高親和力G 蛋白偶聯(lián)受體BLT1，使內(nèi)皮鞘氨醇激酶1 濃度（Sphk1）減少、活性降低，抑制鞘氨醇-1-磷酸活化內(nèi)皮一氧化氮合酶（eNOS）［13］，減少NO 的產(chǎn)生，氧自由基水平升高，從而直接誘導PAECs 的損傷及凋亡［7］，參與了PH 的發(fā)生發(fā)展。

2.2 mφ 的極化與PASMCs 的增殖和遷徙

mφ 存在兩種完全不同的激活狀態(tài)：M1 樣和M2 樣表型，M1 樣巨噬細胞表現(xiàn)出細胞毒性和促炎表型，具有很強的清除病原體和腫瘤細胞的能力，而M2 樣巨噬細胞可抑制免疫和炎癥反應，參與組織重塑和腫瘤進展［14］。

在PH 早期，許多研究已發(fā)現(xiàn)在肺血管周圍有大量mφ 募集。Vergadi 等［10］提出在低氧條件下，肺內(nèi)mφ 的早期募集和交替激活是缺氧誘導的PH 后期發(fā)展的關鍵：肺泡mφ 在低氧條件下獲得交替激活的M2 樣表型，通過誘導PASMC 的增殖從而導致血管重塑，促進PH 發(fā)展。

在PH 患者中，大部分肺組織細胞都能夠釋放的IL4 和IL13 這兩種主要的M2 表型刺激因子外，也可以通過CD4+T 細胞（包括Th17 細胞）分泌的IL-21 激活下游靶點IL-6 信號［15］或者肺動脈外膜成纖維細胞分泌的IL-6 激活STAT3、缺氧誘導因子1α（HIF1α）和C/EBPβ 信號［16］促進mφ 向M2 表型傾斜，促進mφ 向M2 表型傾斜。

趨化因子CCL2/CCR2 和CCL5/CCR5 系統(tǒng)［17］可能是M2 樣mφ 介導PASMC 增殖的重要分子之一。Shariq 等［17］報道，M2 樣mφ 通過旁分泌促進PASMCs 有絲分裂，激活后的PASMCs 可以通過旁分泌的方式促進mφ 極化為M2 樣表型，mφ 和PASMCs 共同表達的趨化因子受體CCR2 及CCR5可能是這種協(xié)同機制的基礎［17］。這表明巨噬細胞在PASMCs 附近活化成M2 表型可能會導致惡性循環(huán)，使mφ 和PASMCs 相互激活并放大彼此的相互作用，最終對PASMCs 增殖發(fā)揮重要的作用。趨化因子受體CX3CR1 也可能是M2 樣mφ 誘導PASMC增殖的重要分子之一，一系列體外和體內(nèi)實驗［6］表明抑制M2 樣mφ 表達的CX3CR1 可以減緩PASMCs 增殖，延緩甚至是逆轉(zhuǎn)肺血管重構。

此外，slug 轉(zhuǎn)錄因子及其靶蛋白催乳素誘導蛋白（prolactin induced protein，PIP）也可能參與了mφ誘導的PASMCs 增殖。有研究發(fā)現(xiàn)［18］，肺纖維化相關的肺動脈高壓（pulmonary fibrosis-pulmonary hipertension，PF-PH）患者肺纖維化和非纖維化區(qū)域的血管壁厚度比肺纖維化（pulmonary fibrosis，PF）患者顯著增加，這與mφ 在PF-PH 患者肺血管中的作用有關：Slug 轉(zhuǎn)錄因子在肺上皮細胞、mφ 和成纖維細胞中均有表達，但在PF-PH 中只有mφ 的Slug表達明顯高于PF 患者，PIP 水平上調(diào)［18］，誘導PASMCs 增殖；同時，M2 樣mφ 可以表達高親和力的IL13Rα2 上調(diào)轉(zhuǎn)化生長因子-β1（transforming growth factor-β1，TGF-β1）表達，從而促進肺血管周圍纖維化，加重血管壁增厚，增加肺血管阻力，導致PH 的發(fā)生發(fā)展［19］。

2.3 mφ 促進ECM 在肺動脈的沉積

ECM 的沉積是PH 病變肺血管重塑過程中主要的事件之一，可導致血管壁增厚和管腔狹窄［8］。mφ 可通過表達天冬酰胺內(nèi)肽酶（legumain，LGMN）促進ECM 的合成，LGMN 是新發(fā)現(xiàn)的屬于C13 肽酶家族的半胱氨酸蛋白酶［20］，主要在mφ 中表達。在肺動脈中，LGMN 可以通過激活基質(zhì)金屬蛋白酶-2將TGF-β1 前體水解為活性形式，促進ECM 合成［21］，增加肺動脈管壁厚度。臨床上，血清LGMN水平與特發(fā)性肺動脈高壓的嚴重程度密切相關。

3 mφ 參與肺動脈收縮

Kumar Rahul 等［22］報道，在低氧條件下，小鼠的單核細胞被招募為間質(zhì)mφ，表達血小板反應蛋白-1（Thrombospondin-1，TSP-1），從而導致TGF-β 活化，激活下游靶點Rho 激酶，介導血管收縮。缺氧誘導的PH 小鼠與正常小鼠相比，前者的間質(zhì)mφ 中編碼TSP-1 的基因Thbs1 的表達較高［23］，間質(zhì)mφ 在缺氧條件下從血管腔被招募到肺組織并分泌TSP-1，在TSP-1 介導的TGF-β 通路激活下，Rho 激酶活性升高，從而抑制肌球蛋白磷酸酶的磷酸化，促進肌球蛋白的活性，引起肺血管收縮。

4 針對mφ 在肺動脈高壓中的治療策略

目前針對mφ 治療肺動脈高壓的研究發(fā)展迅速，涉及多個方面，并在細胞實驗及動物模型中都證實了較好的療效，有望成為未來肺動脈高壓治療的關鍵靶點。

如前文提到，CX3CL1/CX3CR 系統(tǒng)是PH 肺組織中mφ 歸巢、mφ 介導PASMCs 增殖的關鍵信號通路，通過基因或藥物抑制CX3CR1 可延緩PH 的發(fā)生發(fā)展［6］。

M2 樣mφ 可以促進PASMCs 的增殖，可以針對這一效應制定治療策略，包括降低逆轉(zhuǎn)M2 樣mφ 的轉(zhuǎn)化和降低M2 樣mφ 存活率，如（1）通過調(diào)節(jié)微環(huán)境降低M2 樣mφ 基因的表達［24］；（2）靜脈注射間充質(zhì)細胞來源的外泌體可阻礙缺氧狀態(tài)下各種信號轉(zhuǎn)導，抑制與mφ 交替激活關系密切的STAT3 的激活和miR-17 超家族microRNA 簇的上調(diào)，最終減少炎癥及PASMCs 增殖的發(fā)生［25］；（3）通過IL-6/IL-21 信號軸阻斷mφ 向M2 樣傾斜，在上游用抗IL-6受體的單克隆抗體MR16-1 阻斷IL-6，從而阻止缺氧性Th17 細胞和M2 樣mφ 在肺內(nèi)的聚集，從而延緩缺氧性PH 的發(fā)生發(fā)展［15］。

另一方面，通過阻斷LTA4H 降低mφ 表達的LTB4 水平，恢復Sphk1-eNOS 信號轉(zhuǎn)導，可以阻止PAECs 凋亡，逆轉(zhuǎn)PH［7］。此外，也有研究發(fā)現(xiàn)特異性抑制與ECM 沉積密切相關的LGMN 可明顯改善PH［8］。

綜上所述，以肺血管周圍mφ 的浸潤為特征的炎癥反應是PH 的關鍵致病因素。mφ 在肺動脈高壓病程中歸巢到肺組織，不僅參與肺血管重構，也可以介導肺血管收縮（見圖1）。以mφ 為靶點治療PH 的在細胞實驗及動物模型中都證實了較好的療效并取得了重要突破，有望成為未來肺動脈高壓治療的新靶點。

圖1 巨噬細胞在肺動脈高壓發(fā)病中的作用