李鳳珍，劉環(huán)海

(海軍軍醫(yī)大學(xué)第二附屬醫(yī)院 耳鼻咽喉科，上海 200003)

慢性鼻-鼻竇炎(chronic rhinosinusitis，CRS)鼻部黏膜慢性炎癥性反應(yīng)主要表現(xiàn)為流涕、鼻塞、嗅覺減退和面部脹痛[1]，是世界上常見的慢性疾病之一，成人患病率為5%～12%。根據(jù)黏膜和息肉中嗜酸性粒細(xì)胞的浸潤程度可將CRS分為兩個(gè)亞型：嗜酸性粒細(xì)胞型慢性鼻竇炎(eosinophilic chronic rhinosinusitis，ECRS)和非嗜酸性粒細(xì)胞型慢性鼻竇炎(non-eosinophilic chronic rhinosinusitis,non-ECRS)。其中，ECRS比non-ECRS的癥狀嚴(yán)重，具有病因復(fù)雜、難治愈和易復(fù)發(fā)等特點(diǎn)[2]，其3年復(fù)發(fā)率達(dá)98.5%。闡明ECRS的發(fā)病機(jī)制，尋找該疾病的治療靶點(diǎn)，是本領(lǐng)域的重要研究方向。本文就目前有關(guān)ECRS的研究進(jìn)展作一綜述。

1 嗜酸性粒細(xì)胞與ECRS

嗜酸性粒細(xì)胞是一種獨(dú)特的粒細(xì)胞型白細(xì)胞，其數(shù)量和活性的異常增加與眾多疾病相關(guān)，包括哮喘、濕疹、嗜酸性粒細(xì)胞相關(guān)型胃腸道紊亂疾病、高嗜酸性粒細(xì)胞綜合征等，特別是ECRS[3]。與亞洲相比，美國和歐洲的慢性鼻-鼻竇炎伴鼻息肉(chronic rhinosinusitis with nasal polyps,CRSwNP)患者的主要特征是組織嗜酸性粒細(xì)胞增多的Th2型炎癥反應(yīng)。鼻息肉中嗜酸性粒細(xì)胞的浸潤程度可衡量疾病嚴(yán)重程度，且超過70%的患者伴有白介素-5(interleukin-5，IL-5)水平顯著升高。在Lund-Mackay評(píng)分和Lund-Kennedy評(píng)分中，嗜酸性粒細(xì)胞增多型CRSwNP比非嗜酸性粒細(xì)胞增多型CRSwNP患者的得分更高。另一方面，組織嗜酸性粒細(xì)胞增多可作為鼻息肉術(shù)后復(fù)發(fā)的一個(gè)預(yù)測因子，但目前對(duì)于如何定義組織嗜酸性粒細(xì)胞增多癥還沒有統(tǒng)一的共識(shí)。歐洲團(tuán)隊(duì)提出可以用組織的嗜酸性粒細(xì)胞大于每高倍鏡視野20個(gè)來預(yù)測復(fù)發(fā)[4]。日本團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，每高倍鏡視野組織中嗜酸性粒細(xì)胞個(gè)數(shù)超過70與復(fù)發(fā)呈顯著相關(guān)性[5]。Lou等[6]報(bào)道，當(dāng)每高倍鏡視野嗜酸性粒細(xì)胞比例超過55%時(shí)，CRSwNP的復(fù)發(fā)率可高達(dá)98.5%。

2 白介素-5(interleukin，IL-5)調(diào)節(jié)嗜酸性粒細(xì)胞生物學(xué)活性誘發(fā)ECRS

IL-5是一個(gè)分子量為45kDa的糖蛋白，由兩個(gè)相同的多肽鏈構(gòu)成，與IL-3和粒細(xì)胞巨噬細(xì)胞集落刺激因子(granulocyte macrophage colony-stimulating factor,GM-CSF)同屬共同的基因家族[7]。IL-5是特異性活化嗜酸性粒細(xì)胞的細(xì)胞因子，其表達(dá)與外周血嗜酸性粒細(xì)胞的數(shù)量呈正相關(guān)[8]，且對(duì)其生物學(xué)活性具有廣泛調(diào)節(jié)作用：調(diào)節(jié)嗜酸性粒細(xì)胞的終末分化、活化、成熟、并延長其存活時(shí)間，增強(qiáng)其脫顆粒作用和與血管內(nèi)皮細(xì)胞間的黏附作用[9]。而ECRS以嗜酸性粒細(xì)胞浸潤為最主要特征，因此IL-5對(duì)ECRS的發(fā)生發(fā)展具有重要的調(diào)控作用。具體調(diào)控機(jī)制如下。

2.1 IL-5調(diào)節(jié)嗜酸性粒細(xì)胞的終末分化

嗜酸性粒細(xì)胞是終末分化細(xì)胞，具有高周轉(zhuǎn)率和高凋亡率，需要精確調(diào)控穩(wěn)態(tài)以產(chǎn)生新的嗜酸性粒細(xì)胞。轉(zhuǎn)錄因子、基因啟動(dòng)子、唾液酸結(jié)合性免疫球蛋白樣凝集素-F、IL-5受體α與嗜酸性粒細(xì)胞的終末分化相關(guān)[10]。

2.2 IL-5調(diào)節(jié)嗜酸性粒細(xì)胞的活化與成熟

IL-5可誘導(dǎo)各種細(xì)胞蛋白的快速酪氨酸磷酸化，磷酸化后的細(xì)胞蛋白可導(dǎo)致下游信號(hào)分子的激活，進(jìn)而活化嗜酸性粒細(xì)胞，導(dǎo)致局部免疫微環(huán)境的改變，產(chǎn)生生物學(xué)效應(yīng)。在嗜酸性粒細(xì)胞中，Janus激酶2(Janus kinase 2,JAK2)和信號(hào)與轉(zhuǎn)錄激活因子5 (signal transduction and activator of transcription 5，STAT5)的激活對(duì)于IL-5依賴的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)是必不可少的[11]。IL-5也參與了Ras-ERK信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，它對(duì)IL-5依賴的細(xì)胞生存、增殖和嗜酸性粒細(xì)胞的分化至關(guān)重要。絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶-1(protooncogeneserine /threonine-protein kinase-1，Raf-1)在調(diào)節(jié)細(xì)胞功能中發(fā)揮核心作用，如脫顆粒，脫顆粒所釋放的顆粒蛋白對(duì)細(xì)胞有毒性作用，導(dǎo)致組織損傷和重塑[12]。而Sprouty related with EVH1 domain-1(Spred-1)是生長因子介導(dǎo)的，Ras依賴的ERK激活的負(fù)調(diào)控因子，敲除Spred-1后小鼠可表現(xiàn)為氣道嗜酸性粒細(xì)胞增多和氣道高反應(yīng)性[13]。

2.3 IL-5增強(qiáng)嗜酸性粒細(xì)胞與血管內(nèi)皮細(xì)胞間的黏附作用

嗜酸性粒細(xì)胞表達(dá)整合素黏附分子CD11/18復(fù)合物和晚期抗原-4(very late antigen-4,VLA-4)，在IL-5的刺激下，它們與細(xì)胞間黏附分子-1 (intercellular adhesion molecule-1,ICAM-1)和血管細(xì)胞黏附分子-1 (vascular cell adhesion molecule-1,VCAM-1)的相互作用增強(qiáng)，導(dǎo)致嗜酸性粒細(xì)胞與血管內(nèi)皮細(xì)胞黏附作用增強(qiáng)，并且通過內(nèi)皮細(xì)胞的遷移過程可以引起嗜酸性粒細(xì)胞活化[14]。在整合素復(fù)合體中，CD11b扮演著重要的角色，嗜酸性粒細(xì)胞上CD11b的表達(dá)水平受到多種細(xì)胞因子的影響，如IL-5和GM-CSF，且IL-5劑量依賴性地增加了嗜酸性粒細(xì)胞上CD11b的表達(dá)[15]。ICAM-1雖為重要的黏附分子，但有研究報(bào)道過敏和非過敏患者鼻黏膜中可溶性細(xì)胞間黏附分子-1(soluble intercellular adhesion molecule-1,sICAM-1)計(jì)數(shù)無顯著差異，提示sICAM-1在嗜酸性粒細(xì)胞募集中起著次要作用。

2.4 IL-5抑制嗜酸性粒細(xì)胞的凋亡

IL-5主要通過JAK/STAT和Bid相關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路抑制嗜酸性粒細(xì)胞的凋亡。嗜酸性粒細(xì)胞表達(dá)STAT3、STAT5a和STAT5b蛋白，IL-5通過激活人嗜酸性粒細(xì)胞中STAT3和STAT5相關(guān)信號(hào)通路，導(dǎo)致STAT3和STAT5的酪氨酸發(fā)生磷酸化，磷酸化位點(diǎn)是二聚體形成和進(jìn)入細(xì)胞核的關(guān)鍵所在，p-STAT3和p-STAT5進(jìn)一步入核，結(jié)合STAT共識(shí)別DNA序列，調(diào)控相關(guān)基因Pim-1和cyclin D，使其蛋白表達(dá)增加，從而抑制嗜酸性粒細(xì)胞的凋亡[16]。其中，STAT5b對(duì)STAT5驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)錄更為重要。Bid在嗜酸性粒細(xì)胞凋亡中亦發(fā)揮重要作用，IL-5通過阻斷Bid激活進(jìn)而抑制嗜酸性粒細(xì)胞的凋亡，符合Fas在Ⅱ型細(xì)胞中誘導(dǎo)的凋亡途徑[17]。有研究表明，缺乏促凋亡蛋白Bid的小鼠，在抗原激發(fā)后，支氣管肺泡灌洗液中的嗜酸性粒細(xì)胞數(shù)量增加，炎癥反應(yīng)增強(qiáng)。

3 嗜酸性粒細(xì)胞胞外陷阱(eosinophil extracellular traps,EETs)對(duì)ECRS的影響

細(xì)胞胞外陷阱(extracellular traps,ETs)是一種全新的快速細(xì)胞死亡形式，首次在中性粒細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)。細(xì)胞激活后產(chǎn)生活性氧，如過氧化氫，通過NADPH氧化酶啟動(dòng)信號(hào)級(jí)聯(lián)，核膜和細(xì)胞膜解體，ETs隨之產(chǎn)生[18]，該結(jié)構(gòu)由染色質(zhì)-DNA骨架與附著的抗菌肽和酶組成，抗菌肽和酶可以捕獲和殺死微生物[19]。這種形式的細(xì)胞死亡既不是凋亡也不是壞死，具體機(jī)制有待進(jìn)一步闡明。研究表明激活的嗜酸性粒細(xì)胞亦可產(chǎn)生EETs，EETs參與多種嗜酸性粒細(xì)胞相關(guān)疾病的發(fā)生發(fā)展，如ECRS、變應(yīng)性支氣管肺曲霉菌病、嗜酸性中耳炎、高嗜酸性粒細(xì)胞綜合征、慢性阻塞性肺疾病、嗜酸性肉芽腫與多血管炎。在ECRS中，補(bǔ)體因子5a、嗜酸性粒細(xì)胞趨化因子、干擾素-γ、IL-5、脂多糖和金黃色葡萄球菌等激活嗜酸性粒細(xì)胞[20]，通過NADPH氧化酶啟動(dòng)信號(hào)級(jí)聯(lián)，釋放EETs，EETs主要分布于鼻黏膜上皮屏障缺損部位，而在基底部罕見。其中，金黃色葡萄球菌可直接誘導(dǎo)EETs的形成，進(jìn)而誘捕細(xì)菌并促進(jìn)宿主對(duì)微生物的防御。Gevaert等[21]報(bào)道：在鼻息肉組織中EET+嗜酸性粒細(xì)胞占總嗜酸性粒細(xì)胞數(shù)量的8.8%；Uribe等[22]報(bào)道：在鼻息肉組織中具有FEG簇的溶解型嗜酸性粒細(xì)胞占總嗜酸性粒細(xì)胞數(shù)量的9.9%;慢性阻塞性肺疾病患者的痰液中可檢測到EETs,且嗜酸性粒細(xì)胞游離顆粒和細(xì)胞碎片與EETs的數(shù)量呈正相關(guān)，主要堿性蛋白與EETs共定位，由此可見EETs在嗜酸性炎癥疾病的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。然而EETs的形成不同于任何形式的程序性細(xì)胞死亡，具體來說，無論是活嗜酸性粒細(xì)胞還是死嗜酸性粒細(xì)胞，啟動(dòng)因素、刺激因素、刺激時(shí)間以及用于評(píng)估的實(shí)驗(yàn)技術(shù)都可能對(duì)EETs的形成產(chǎn)生不同的結(jié)果。此外，EETs的產(chǎn)生也可能取決于炎癥組織和病灶中嗜酸性粒細(xì)胞本身的狀態(tài)。

與中性粒細(xì)胞胞外陷阱(neutrophil extracellular traps,NETs)相比，EETs含有少量的蛋白酶，這些蛋白酶維持嗜酸性黏液蛋白的穩(wěn)定性，進(jìn)而降低炎癥細(xì)胞對(duì)它們的清除能力[23]，因此EETs可長期粘附于管腔表面，然而這亦使細(xì)菌大量聚集、造成再感染和慢性疾病加重。此外有研究表明，在重癥哮喘中，嗜酸性粒細(xì)胞釋放的EETs可能會(huì)進(jìn)一步激活嗜酸性粒細(xì)胞，產(chǎn)生顆粒蛋白，損害上皮細(xì)胞使哮喘加重。ETs的釋放最初被認(rèn)為可能是一種捕獲和殺死細(xì)菌的重要抗感染機(jī)制，從而保護(hù)宿主免受微生物入侵，然而，過多的ETs形成或ETs清除減少可加重炎癥，激活自身免疫，導(dǎo)致血管相關(guān)疾病和缺血-再灌注損傷，并可促進(jìn)惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展。

4 自噬調(diào)節(jié)CRS的嗜酸性炎癥

自噬是一種進(jìn)化保守的細(xì)胞內(nèi)過程，在細(xì)胞免疫反應(yīng)和各種炎癥性疾病的進(jìn)展中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。嗜酸性粒細(xì)胞是骨髓源性粒細(xì)胞，自噬在調(diào)節(jié)嗜酸性粒細(xì)胞造血功能中的重要性仍然是未知的。與支氣管肺泡灌洗液(bronchoalveolar lavage fluid，BALF)和肺組織中的其他炎癥細(xì)胞相比，卵清蛋白(ovalbumin，OVA)誘導(dǎo)特異性小鼠哮喘模型中的嗜酸性粒細(xì)胞表現(xiàn)出明顯的自噬體形成和LC3表達(dá)增加；3-MA或Atg5短發(fā)夾RNA可抑制自噬，顯著改善BALF中氣道高反應(yīng)性,減少嗜酸性粒細(xì)胞數(shù)量，降低IL-5水平；用抗IL-5單克隆抗體治療可降低自噬通量和減少嗜酸性粒細(xì)胞的數(shù)量，這表明IL-5刺激嗜酸性粒細(xì)胞的自噬，并以某種方式調(diào)節(jié)嗜酸性炎癥的嚴(yán)重程度[24]。亦有研究表明用雷帕霉素抑制mTORC1可以有效地阻斷嗜酸性粒細(xì)胞分化[25]，顯著減輕OVA誘導(dǎo)的變應(yīng)性氣道炎癥，減少局部氣道和外周血中嗜酸性粒細(xì)胞的數(shù)量，進(jìn)而可使骨髓中嗜酸性粒細(xì)胞譜系祖細(xì)胞的數(shù)量增加。雷帕霉素同樣可降低IL-5轉(zhuǎn)基因小鼠體內(nèi)的嗜酸性粒細(xì)胞水平。盡管關(guān)于嗜酸性粒細(xì)胞自噬調(diào)節(jié)的信息非常有限，但目前已有相關(guān)證據(jù)表明，嗜酸性粒細(xì)胞的自噬水平可以調(diào)節(jié)炎癥的嚴(yán)重程度。

細(xì)胞自噬在呼吸系統(tǒng)疾病(支氣管哮喘、慢性阻塞性肺疾病、急性肺損傷、囊性纖維病)中起著重要調(diào)控作用，然而其在ECRS中的作用還須進(jìn)一步探索。研究表明，自噬亦可通過調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞來影響嗜酸性炎癥。在小鼠ECRS模型中，巨噬細(xì)胞的自噬缺失導(dǎo)致前列腺素(prostaglandin,PG)D2失調(diào)，進(jìn)一步誘發(fā)嗜酸性炎癥。PG的產(chǎn)生，特別PGD2是，是形成嗜酸性炎癥的重要因素。ECRS患者前列腺素D2合成酶(prostaglandin D2 synthase,PGDS)表達(dá)升高，PGD2過量產(chǎn)生，促進(jìn)了嗜酸性粒細(xì)胞的浸潤與嗜酸性炎癥。PGD2主要由肥大細(xì)胞產(chǎn)生，鼻息肉中PGD2的上調(diào)與肥大細(xì)胞的數(shù)量密切相關(guān)[26]。巨噬細(xì)胞特異性缺失自噬關(guān)鍵基因Atg7的小鼠基因表達(dá)譜會(huì)發(fā)生顯著變化。與嗜酸性粒細(xì)胞相關(guān)的基因(Rnase2a、Rnase2b和Itga4)、與嗜酸性粒細(xì)胞存活和激活相關(guān)的基因(Il3、Il5、Il13、Il3ra、Il5ra和Il13ra2)、與嗜酸性粒細(xì)胞招募相關(guān)的基因(Ccl5、Ccl11、Ccl24、Ccl26)、肥大細(xì)胞相關(guān)基因(Cma1、Cpa3、Fcer1a和Ms4a2)和PGD2通路相關(guān)基因(COX-2、PGD2受體、Ptgdr2、Pparg)表達(dá)上調(diào)[26]?？梢钥闯觯罅康幕虿町愋员磉_(dá)表明自噬在調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)中起著關(guān)鍵作用。在自噬受損的小鼠ECRS模型中，自噬體標(biāo)志物L(fēng)C3水平表達(dá)下降[27]，在患有ECRS的小鼠中滴加氯膦酸二鈉脂質(zhì)體，清除自噬缺失的巨噬細(xì)胞，可以顯著減少血液和組織中嗜酸性粒細(xì)胞數(shù)量，同時(shí)降低鼻竇黏膜中的PGDS水平，減輕炎癥反應(yīng)。因此，增強(qiáng)巨噬細(xì)胞自噬可能是緩解ECRS患者嗜酸性炎癥的有效治療策略。

5 纖維蛋白沉積加重ECRS

ECRS的重要組織學(xué)特征是黏膜水腫和血漿蛋白沉積。凝血級(jí)聯(lián)上調(diào)和纖溶下調(diào)強(qiáng)烈誘導(dǎo)鼻黏膜異常纖維蛋白沉積，導(dǎo)致黏膜水腫，這是鼻息肉形成的重要驅(qū)動(dòng)因素[28]。ECRS的主要治療目標(biāo)是抑制鼻息肉的形成。

5.1 凝血級(jí)聯(lián)上調(diào)途徑

組織因子啟動(dòng)外源性凝血級(jí)聯(lián)進(jìn)而引發(fā)纖維蛋白沉積。血漿中活化的凝血因子VII(coagulation factor VII,FVII)進(jìn)入組織，與細(xì)胞表面TF結(jié)合，形成的復(fù)合物進(jìn)一步激活凝血因子X(coagulation factor X,FX)，進(jìn)而導(dǎo)致凝血酶和纖維蛋白凝塊的形成[29]。研究發(fā)現(xiàn)，在ECRS中，嗜酸性粒細(xì)胞表達(dá)組織因子,組織因子引發(fā)外源性凝血級(jí)聯(lián)反應(yīng)，導(dǎo)致纖維蛋白沉積和組織重塑。在鼻息肉組織中，嗜酸性粒細(xì)胞數(shù)量與纖維蛋白的沉積之間存在顯著正相關(guān)。L-plastin是一種白細(xì)胞特異性肌動(dòng)蛋白結(jié)合蛋白，在阿司匹林加重型慢性鼻竇炎患者的鼻息肉中表達(dá)上調(diào)。免疫組化結(jié)果顯示，組織因子主要位于嗜酸性粒細(xì)胞周圍，與L-plastin共定位于鼻息肉。在使用人嗜酸性粒細(xì)胞細(xì)胞系細(xì)胞進(jìn)行的細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中，L-plastin的沉默破壞了組織因子在細(xì)胞表面的易位[30]，因此推測L-plastin可能參與了組織因子轉(zhuǎn)位到嗜酸性粒細(xì)胞的過程，進(jìn)而與FVII結(jié)合，引發(fā)外源性凝血級(jí)聯(lián)反應(yīng)，導(dǎo)致ECRS患者鼻黏膜中纖維蛋白的過度沉積。

5.2 纖溶下調(diào)途徑

纖溶酶是尿激酶纖溶酶原激活劑(urokinase plasminogen activator,u-PA)和組織纖溶酶原激活劑(tissue plasminogen activator,t-PA)裂解纖溶酶原產(chǎn)生的。u-PA和t-PA的活性受纖溶酶原激活因子和抑制因子的調(diào)控[31]。CRSwNP患者的鼻黏膜中t-PA表達(dá)降低，而u-PA表達(dá)水平?jīng)]有改變，纖溶過程受到抑制，纖維蛋白沉積增加，最終形成鼻息肉。Dupilumab是一種抗IL-4受體α亞基的全人源化單克隆抗體，通過阻斷IL-4和IL-13信號(hào)傳導(dǎo)，驅(qū)動(dòng)Th2免疫反應(yīng)。3期臨床試驗(yàn)證明：Dupilumab恢復(fù)鼻上皮細(xì)胞中t-PA的生成，進(jìn)而激活纖溶，導(dǎo)致鼻息肉體積縮小[32]。此外，t-PA可以作為細(xì)胞因子與細(xì)胞膜受體低密度脂蛋白受體相關(guān)蛋白-1 (low-density-lipoprotein receptor-related protein-1,LRP-1)結(jié)合，t-PA/LRP-1通路可促進(jìn)中樞神經(jīng)系統(tǒng)一氧化氮(nitric oxide，NO)的產(chǎn)生[33]。其中，上呼吸道以及鼻竇是產(chǎn)生NO的主要來源，NO有助于局部宿主抵御細(xì)菌、病毒和真菌感染，而ECRS患者中NO水平顯著降低，調(diào)節(jié)纖毛運(yùn)動(dòng)能力減弱，不能充分清除呼吸道異物，導(dǎo)致鼻竇或鼻旁竇經(jīng)常有真菌和細(xì)菌長期定植，特別是金黃色葡萄球菌，加重局部炎癥反應(yīng)，促進(jìn)ECRS的發(fā)生發(fā)展。

6 小結(jié)

慢性鼻竇炎是一種復(fù)雜的異質(zhì)性疾病。其中，ECRS以Th2型細(xì)胞反應(yīng)和明顯的嗜酸性粒細(xì)胞浸潤為特征。盡管ECRS具有難治性、易復(fù)發(fā)等特點(diǎn)，但已有充足的證據(jù)解釋其免疫相關(guān)病理生理學(xué)機(jī)制，抑制嗜酸性粒細(xì)胞的生物學(xué)功能將改善ECRS患者的臨床癥狀和提高他們的生活質(zhì)量。