嚴(yán)銳，朱梓良，招軒娜，黎東明

1 廣東醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科，廣東湛江 524000；2 廣東醫(yī)科大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院

慢性阻塞性肺疾?。–OPD）是一種常見的慢性氣道疾病，其特征是慢性呼吸系統(tǒng)癥狀（如呼吸困難、咳嗽、咳痰等），表現(xiàn)為持續(xù)性、進(jìn)行性加重的氣流阻塞［1］。世界衛(wèi)生組織2020年公布的報(bào)告顯示，COPD已成為繼腦卒中和缺血性心臟病之后的世界第三大死亡原因［2］。隨著老齡化的加重，我國COPD發(fā)病率也呈逐年上升趨勢［3-4］。最近研究顯示，除已知的吸煙等傳統(tǒng)危險(xiǎn)因素外，克隆造血或許是COPD發(fā)生發(fā)展的一個(gè)非傳統(tǒng)的獨(dú)立危險(xiǎn)因素［5］?？寺≡煅侵冈煅到y(tǒng)體細(xì)胞基因突變的非惡性增殖性現(xiàn)象，可導(dǎo)致突變白細(xì)胞比例升高，其遺傳模式包括白血病驅(qū)動(dòng)基因突變、常染色體鑲嵌染色體交替和性染色體缺失等［6-7］。研究表明，基因突變的白細(xì)胞克隆行為可能會(huì)增強(qiáng)血管壁的炎癥反應(yīng)，這提示克隆造血可能是誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)、導(dǎo)致肺功能下降的一種新機(jī)制，但其具體病理生理通路尚不明確［8］。目前研究多聚焦于血液系統(tǒng)腫瘤、腫瘤及炎癥所致的心血管疾?。–VD）與克隆造血之間的關(guān)系，關(guān)于COPD與克隆造血的研究較少，但學(xué)者已經(jīng)逐漸注意到了體細(xì)胞基因突變，尤其是甲基化DNA轉(zhuǎn)移酶3a（DNMT3A）基因突變和Tet2基因缺失在COPD發(fā)生發(fā)展中的作用。因此，本研究對通過促炎反應(yīng)參與COPD發(fā)生發(fā)展的克隆造血相關(guān)體細(xì)胞DNMT3A基因突變、Tet2基因缺失情況進(jìn)行總結(jié)，為深入了解克隆造血與COPD的關(guān)系提供依據(jù)。

1 DNMT3A基因突變對COPD炎癥反應(yīng)的調(diào)控作用

克隆造血可以簡單地認(rèn)為是攜帶一個(gè)或多個(gè)體細(xì)胞基因突變的造血干細(xì)胞/祖細(xì)胞（HSPCs）克隆的數(shù)量增加，而不考慮突變細(xì)胞比例的變化［9］。不確定的潛在克隆造血（CHIP）是指由具有白細(xì)胞易感性且變異等位基因頻率（VAF）＞2%的基因突變引起的克隆造血，是一種常見的與年齡相關(guān)的現(xiàn)象。研究顯示，CHIP會(huì)使患者的全因死亡風(fēng)險(xiǎn)升高40%～50%［10-11］。CHIP與COPD的發(fā)病率均隨著年齡的增長而增長，且二者均與炎癥反應(yīng)密切相關(guān)［12］。因此，近年來學(xué)者們通過臨床研究及基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證體細(xì)胞突變與COPD之間的關(guān)系。MILLER等［13］的研究共納入了48 835例吸煙患者，并對其進(jìn)行了全基因組及全外顯子組測序，結(jié)果顯示攜帶CHIP的患者發(fā)生中重度、重度或極重度COPD的風(fēng)險(xiǎn)分別是非CHIP患者的1.6倍和2.2倍，證實(shí)CHIP與COPD的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)。DNMT3A是目前已知的CHIP中常見的基因突變類型，參與了DNA的去甲基化，并可通過誘導(dǎo)炎癥因子的產(chǎn)生促進(jìn)COPD的發(fā)生發(fā)展［14-15］。DNMT3A基因突變除了利于造血細(xì)胞的自我更新外，也會(huì)產(chǎn)生過度表達(dá)的炎癥因子。研究表明，隨著年齡的增長，由于細(xì)胞中體細(xì)胞基因突變的逐漸積累，特別是在生物體中負(fù)責(zé)組織穩(wěn)態(tài)的干細(xì)胞增長，可表現(xiàn)出較高水平的氣道反應(yīng)及全身炎癥反應(yīng)［16］。有研究在DNMT3A基因突變的心力衰竭患者中觀察到白細(xì)胞介素（IL）-1β、IL-5、IL-8和NOD樣受體熱蛋白結(jié)構(gòu)域相關(guān)蛋白3（NLRP3）等炎癥因子表達(dá)升高，DNMT3A基因突變還可誘導(dǎo)單核細(xì)胞和CD58等T淋巴細(xì)胞刺激基因表達(dá)，從而促進(jìn)炎癥發(fā)生以及血管壁損傷［17-19］。此外，在接受經(jīng)導(dǎo)管主動(dòng)脈瓣置換術(shù)的主動(dòng)脈瓣狹窄患者中也發(fā)現(xiàn)了類似現(xiàn)象，即攜帶DNMT3A基因突變的患者也表現(xiàn)出促炎性T淋巴細(xì)胞特征［20-21］。上述研究表明，DNMT3A基因突變產(chǎn)生的泛炎癥現(xiàn)象與心血管疾病的發(fā)生發(fā)展有關(guān)。這也為我們提供了一個(gè)思路，DNMT3A基因突變引起的炎癥反應(yīng)或許也與其他慢性炎癥性疾病有關(guān)，比如COPD。

為了研究DNMT3A基因突變引起的炎癥反應(yīng)在COPD發(fā)生發(fā)展中的作用，KUHNERT等［22］對125例COPD患者的突變基因進(jìn)行深度測序。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，CHIP的突變發(fā)生率約為20%，且DNMT3A基因突變占顯著優(yōu)勢，這些基因突變會(huì)導(dǎo)致甲基轉(zhuǎn)移酶活性降低甚至喪失，出現(xiàn)明顯的低甲基化現(xiàn)象；在進(jìn)行二次分析時(shí)發(fā)現(xiàn)，由DNMT3A-CHIP介導(dǎo)的磷脂酶D家族成員5（PLD5）低甲基化與COPD患者二氧化碳分壓（PaCO2）水平及炎癥因子表達(dá)均呈正相關(guān)關(guān)系，參與促進(jìn)肺功能的降低。SINGH等［23］研究發(fā)現(xiàn)，攜帶DNMT3A基因突變的小鼠肺巨噬細(xì)胞炎癥反應(yīng)增強(qiáng)，同時(shí)促炎癥狀態(tài)增強(qiáng)了DNMT3A的克隆性造血擴(kuò)增，由此形成一個(gè)惡性反饋通路，這提示DNMT3A基因突變可通過誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)及氧化應(yīng)激參與COPD的發(fā)生發(fā)展。但是，目前尚缺乏關(guān)于DNMT3A-COPD的大規(guī)模臨床及基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，其與炎癥反應(yīng)及COPD的關(guān)系仍需更多的研究進(jìn)行驗(yàn)證。

2 Tet2基因缺失對COPD炎癥反應(yīng)的調(diào)控作用

Tet2是第二常見的CHIP突變類型，其作為細(xì)胞分化和炎癥反應(yīng)的表觀遺傳學(xué)調(diào)節(jié)因子，在髓系細(xì)胞功能的發(fā)揮中具有關(guān)鍵作用［24-25］。為了驗(yàn)證Tet2基因丟失是否通過促進(jìn)炎癥反應(yīng)而加速COPD的進(jìn)展，MILLER等［13］建立了Tet2基因敲除的小鼠模型模擬CHIP，隨后將Tet2野生型和Tet2敲除型小鼠暴露于煙草煙霧環(huán)境下，并對小鼠肺巨噬細(xì)胞分泌的44種炎癥因子和趨化因子進(jìn)行檢測及分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Tet2敲除型小鼠肺巨噬細(xì)胞和單核細(xì)胞可以分泌更多的IL-6（Tet2是IL6的轉(zhuǎn)錄調(diào)控的介質(zhì)）和IL-1β，從而加劇炎癥反應(yīng)。FERRONE等［25］在敲除Tet2基因的小鼠模型中發(fā)現(xiàn)其巨噬細(xì)胞數(shù)量增多，而且可以觀察到與DNMT3A基因突變類似的現(xiàn)象，Tet2基因缺失會(huì)導(dǎo)致炎癥反應(yīng)加重，并通過對炎癥環(huán)境的對抗而促進(jìn)Tet2的突變克隆，形成惡性循環(huán)。因此，造血細(xì)胞Tet2基因缺失可通過促進(jìn)巨噬細(xì)胞分泌炎癥因子，從而加重肺部炎癥反應(yīng)。

除了巨噬細(xì)胞之外，造血干細(xì)胞Tet2基因缺失還會(huì)對中性粒細(xì)胞的發(fā)育產(chǎn)生影響［26-27］。研究表明，中性粒細(xì)胞抗菌功能缺陷與Tet2基因突變有關(guān)，如脫顆粒、吞噬作用，特別是中性粒細(xì)胞胞外誘捕器（NETs）的釋放。HUERGA等［14］對Tet2野生型小鼠和Tet2突變型小鼠骨髓和外周組織中21個(gè)不同的免疫細(xì)胞亞群進(jìn)行比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)共有7個(gè)差異表達(dá)的細(xì)胞亞群，其中4個(gè)細(xì)胞亞群與粒細(xì)胞增多有關(guān)；為進(jìn)一步了解粒細(xì)胞的異質(zhì)性，該團(tuán)隊(duì)對這4個(gè)細(xì)胞亞群進(jìn)行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)CD11b、CD16和S100A8-9（成熟中性粒細(xì)胞標(biāo)志物）的表達(dá)降低；這提示Tet2基因突變會(huì)增加中性粒細(xì)胞祖細(xì)胞的再增殖能力，并產(chǎn)生低顆粒中性粒細(xì)胞，從而促進(jìn)炎癥因子表達(dá)。后續(xù)也有研究在人肺組織及骨髓組織中發(fā)現(xiàn)了類似的現(xiàn)象［28］。

既往研究多認(rèn)為，Tet2基因缺失與心血管疾病、肝病、痛風(fēng)及腎臟疾病等的發(fā)生發(fā)展有關(guān)［26］。FUSTER等［8］研究顯示，小鼠巨噬細(xì)胞中Tet2基因缺失可促進(jìn)NLRP3炎癥小體依賴性產(chǎn)生炎癥因子IL-1β，而IL-1β增多會(huì)導(dǎo)致主動(dòng)脈上單核細(xì)胞內(nèi)皮黏附標(biāo)志物的表達(dá)升高，增加動(dòng)脈硬化的風(fēng)險(xiǎn)。MILLER等［13］通過小鼠實(shí)驗(yàn)及大規(guī)模隊(duì)列研究證明，Tet2基因缺失還會(huì)對COPD等慢性炎癥疾病產(chǎn)生重要影響。FERRONE等［25］研究顯示，Tet2基因缺失或許可促進(jìn)小鼠自發(fā)性發(fā)展的肺動(dòng)脈高壓及肺部炎癥反應(yīng)。因此，Tet2基因缺失可通過影響巨噬細(xì)胞及中性粒細(xì)胞的功能，加速COPD進(jìn)展，最終導(dǎo)致肺功能的惡化［29-30］。這也為COPD的治療提供了一個(gè)新的思路，或許可以利用下一代測序技術(shù)針對靶點(diǎn)基因進(jìn)行深入研究，進(jìn)一步觀察突變的造血細(xì)胞影響肺部炎癥反應(yīng)和肺氣腫發(fā)展的時(shí)間和機(jī)制，為尋找COPD的新療法提供依據(jù)。

綜上所述，DNMT3A基因突變及Tet2基因缺失是體細(xì)胞突變最常見的兩種類型，可誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)的發(fā)生，引起肺功能下降，從而參與COPD的發(fā)生發(fā)展。CHIP是影響COPD發(fā)生的一種非傳統(tǒng)危險(xiǎn)因素，可幫助識(shí)別缺乏傳統(tǒng)危險(xiǎn)因素的COPD高危患者，也是COPD發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)隨著年齡增長而急劇增長的原因之一。未來需進(jìn)一步了解滅活DNMT3A基因突變和Tet2基因缺失對髓系細(xì)胞的影響，這對于闡明CHIP、炎癥反應(yīng)和COPD之間的關(guān)系至關(guān)重要。CHIP可能是導(dǎo)致COPD發(fā)生發(fā)展的一種新機(jī)制，未來或許可考慮針對體細(xì)胞基因突變患者的巨噬細(xì)胞炎癥抑制劑及基因靶向藥物研發(fā)，從而減少CHIP對COPD的影響，也為存在CHIP的COPD患者的治療提供了新思路。