嗜酸粒细胞及其趋化因子在鼻息肉发病机制中的作用研究进展
【关键词】 鼻息肉
鼻息肉是耳鼻咽喉?头颈外科的常见多发病之一,但发病机制至今未明。迄今为止，学者们提出多种学说，包括变态反应学说、阿司匹林敏感性学说、遗传性纤毛功能障碍，以及局部因素为主的腺体增生上皮破裂学说和嗜酸粒细胞（EOS）聚集学说等。近年来研究表明，鼻息肉为局部微环境控制下的中鼻道、鼻窦黏膜长期、反复慢性炎症的结果,其发病是多因素多步骤的过程[1，2]。组织病上主要表现为基底膜增厚、大量单核细胞浸润、血浆蛋白渗出、炎性水肿等等，其中以EOS大量浸润为主。EOS浸润是鼻息肉最具特征的病理变化。以EOS为代表的炎性细胞的聚集和/或活化机制,成为学者们探索鼻息肉发病机制的突破点。
Eotaxin是一种可以选择性介导EOS的C?C趋化因子[3],最初发现于致敏豚鼠抗原刺激后的支气管肺泡灌洗液中，含73个氨基酸多肽。Eotaxin其受体CCR?3主要存在于EOS上,对其有强烈的趋化作用，通过与EOS上CCR?3受体特异性结合,促使EOS的募集及原位激活。本文就EOS以及以Eotaxin为代表的趋化因子在鼻息肉发病机制中的作用研究现状做一综述。
1 EOS与鼻息肉的发病机制
1.1 鼻息肉的发病机制研究现状
至今鼻息肉的发病机制尚未完全阐明，上世纪30年代，鼻息肉曾被认为是变态反应的表现。然而，其临床特点却与EOS增多性非变态反应性鼻炎相似。近年来许多学者从各个方面进行了相关研究。1979年Mullarkey[4]和Jacobs[5]提出EOS增多的非变态反应性鼻炎概念,该概念指出在与慢性鼻窦炎相似的炎症过程中EOS起核心作用,但这个概念并未解释EOS为什么会聚集到鼻息肉组织中。
1985年加拿大McMaster大学研究者提出EOS聚集的微环境学说[6],其核心是强调鼻息肉为局部微环境中细胞因子控制下的炎症反应的产物，鼻息肉上皮细胞和成纤维细胞等结构细胞（constitutive cells/structural cells）不仅仅是炎性细胞的靶细胞，同时也能够产生各种细胞因子，对炎性细胞起着正调节作用，补充、刺激并延长了EOS等炎症细胞的生存周期。而EOS自身也可以合成和分泌一些重要的炎性和调节细胞因子如白细胞介素（IL?3、IL?5）和人粒细胞?巨噬细胞集落刺激因子（granulocyte?macrophages colony?stimulating factor,GM?CSF）[6]，这些细胞因子反过来又可以使局部炎症细胞增多，如此循环不止。Bernstein于2001年系统回顾了近年来的之后指出：分子生物学因素在鼻息肉的形成中有重要的作用。血管外的EOS受促炎因子肿瘤坏死因子（TNFa）和IL?1b的调节而进入鼻息肉组织内，趋化因子RANTES和Eotaxin影响EOS向鼻息肉组织移动，而EOS分泌的碱性蛋白影响了上皮的构型和Na+、Cl-进出组织上皮，导致钠吸收增加和组织水肿。这充分证实了鼻息肉的发生是多因素多步骤的过程。
1.2 鼻息肉中EOS的浸润
EOS的趋化、移行和凋亡的微环境控制[7]是鼻息肉形成的主要机制。鼻息肉被覆呼吸道上皮，其基质水肿伴大量EOS、浆细胞、淋巴细胞和巨噬细胞的浸润。Mygind等研究发现，多数鼻息肉组织病理切片中可见EOS增多[8]。Pawanker回顾近年来的文献发现，在多数鼻息肉组织中EOS占细胞总数的60%，多种细胞因子如IL?5、RANTES、Eotaxin等参与了EOS的迁移和存活，IL?8的增加可诱导中性粒细胞的浸润，此外转录生长因子（TGF?b）可能参与调节纤维细胞的功能，促进EOS的浸润和基质的纤维化的现象[9]。张罗等[10]EOS浸润增多的基本特征包括:该过程是由T细胞调控的继发免疫反应;EOS的浸润水平与其它炎性细胞可能并不一致,表明其调控机制可能不同;局限在特定的疾病范围中,可能由未知的免疫学机制介导。鼻息肉组织中EOS浸润增多,是EOS选择性聚集的结果。可能的机制包括:①EOS趋化因子的作用,以及细胞因子活化的内皮细胞对EOS的选择性粘附作用,导致EOS从血管向组织中移行的数量增多;②组织中EOS的凋亡受到抑制，导致其存活的时间延长；③两种机制的共同作用。
2 趋化因子与鼻息肉
正常情况下,EOS只有一小部分存在于血液循环或组织中。在细胞因子的刺激下骨髓反应增强,外周循环中EOS的数量特征性升高且活性增加,并在局部炎症组织中大量浸润。提示鼻息肉组织中可能存在某种吸引EOS浸润的物质。目前发现趋化因子通过与其受体结合发挥对EOS的趋化作用。
2.1 趋化因子
趋化因子是细胞因子中一组结构相似，以趋化多种白细胞定向移动为主要功能的细胞因子。其功能行使由趋化因子受体介导。趋化因子与其受体的相互作用控制着各种免疫细胞在循环系统和组织器官间的定向移动，使之到达感染、创伤和异常增殖部位，执行清除感染源、促进创伤愈合和消灭异常增殖细胞、维持组织细胞平衡的功能。因此趋化因子系统在免疫系统功能行使的各个环节中处于关键地位,并由此在病原体的清除、炎症反应、病原体感染、细胞及器官的发育、创伤的修复、肿瘤的形成及其转移、移植免疫排斥等方面都起着重要的作用[11,12]。
在趋化因子的分子中都有4个保守的半胱氨酸（C）。根据靠近分子氨基端（N端）的前两个C间是否插入其它氨基酸,将它们分为4个亚类：CXC类（插入1个氨基酸残基），亦称为α类趋化因子,如IL?8；CC类（不插入其它氨基酸残基），又称为β类趋化因子,如MCP?1；CX3C类（插入3个其它氨基酸），如Fractalkine；C类（N端仅1个C），如Lymphotactin。绝大多数趋化因子为诱导性表达，如CXCL8/IL?8、CCL2/MCP1等，被称为炎性表达趋化因子。一般来说，不同亚家族趋化因子有不同的趋化效应。CC趋化因子主要趋化单核细胞、淋巴细胞。而CCL/Eotaxin是一类特异性趋化EOS的趋化因子。
2.2 与EOS聚集相关的趋化因子
2.2.1 调节激活正常T细胞表达和分泌因子（regulated upon activation，normal T cell expressed and secreted,RANTES）
RANTE由上皮细胞、内皮细胞、纤维母细胞和EOS产生,对多种炎症细胞特别是EOS具有强烈趋化、活化作用。Allen等[13]证实其主要在鼻息肉的EOS和上皮细胞内分布,鼻息肉组织匀浆RANTES水平高于正常对照组40倍,显示鼻息肉微环境中EOS和上皮细胞中RANTES表达增加。Lee等[14]采用免疫组化方法发现,RANTES在鼻息肉上皮、内皮和黏膜下细胞内表述,并在变应性鼻黏膜和鼻息肉组织中明显增高,而在变应性和非变应性鼻息肉之间则无明显差异,其表达与EOS总数和活性细胞数有明显联系,提示RANTES对变应性鼻黏膜和鼻息肉中的EOS浸润中起重要作用。Liu等[15]采用细胞培养的方法检测IL?1对RANTES的影响，结果发现实验组和对照组的RANTES都升高，研究表明RANTES对EOS和其他炎性细胞都有趋化作用，它可能在鼻息肉的形成中起着重要的作用。
2.2.2 Eotaxin与Eotaxin?2
许多炎性介质已被证实可作为EOS的化学趋化剂,包括多种分子如脂质介质（血小板激活因子、白三烯）、细菌产物（甲酰甲硫氨酰亮氨酰苯丙氨酸）和近来发现的趋化因子如RANTES、巨噬细胞炎性蛋白（MIP?1α）。然而,所有这些炎性介质都不能直接地选择性促进EOS的聚集,在高嗜酸粒细胞性疾病中,它们并不是组织中诱导EOS的主要介质。
Eotaxin是一种EOS选择性的化学趋化剂,最早是检验抗原诱导EOS在豚鼠肺组织中聚集的相关分子的过程中被发现的。在抗原诱导的哮喘豚鼠支气管肺泡灌洗液（BALF）中,通过体内蛋白质序列测定,确定了与EOS化学趋化相关蛋白质的部分氨基酸序列,并证实了Eotaxin是CC趋化因子家族成员之一,与巨噬细胞趋化蛋白（MCP）亚家族具有较高的同源性[16,17]。Eotaxin和MCP趋化因子亚家族位于人的17q11染色体,该区域也存在有其它CC族趋化因子（例如MIP?1,I?1309,RANTES，HCC?1和HCC?2）编码区[18],而这个区域近来被认为同哮喘的易感性有关[19]。通过基因克隆及重组的蛋白质产物可以检验Eotaxin的生物活性。
Eotaxin作为一种EOS选择性化学趋化剂，对于其它类型的白细胞趋化作用微弱,这明显不同于其它的趋化因子。给予豚鼠、啮齿类动物和灵长类动物体内注射Eotaxin,EOS是唯一聚集的细胞,说明Eotaxin对于EOS聚集具有优先选择性,对其它类型白细胞则影响较小。Eotaxin的特殊功能通过Eotaxin受体（CCR?3）介导,CCR?3是一个由7个跨膜区与G蛋白偶联的有遗传性的多形性受体,并主要在EOS和嗜碱性粒细胞表达[20]。Eotaxin和受体的结合导致了一系列生化反应。CCR?3是一个非特异性受体,它可与包括MCP?2、MCP?3、MCP?4和RANTES在内的多种介质发生作用。然而,唯一的通过该受体进行信号识别的介质是Eotaxin，说明了Eotaxin的细胞选择性。
Eotaxin?2是1997年由Forssmann等[21]发现的一种新趋化因子，其功能与Eotaxin相似，但Eotaxin?2与Eotaxin的分子结构中只有39%的氨基酸同源性，前者基因位于7q11染色体位置，而后者的位于17q11。已证实Eotaxin?2与Eotaxin同属于趋化因子CC亚家族成员,均选择性与它们共同的受体CCR?3高亲和性结合从而趋化和激活EOS。
2.3 Eotaxin、Eotaxin?2与鼻息肉
随着Eotaxin、Eotaxin?2在各种过敏性炎症反应中作用的研究逐渐深入，学者们发现Eotaxin与鼻息肉的发病中EOS有着密切的联系。Ponath等[4]用免疫组化的方法检测了鼻息肉中的Eotaxin，发现EOS浸润的部位Eotaxin的含量增高。Caversaccio等[22]用免疫组化和ELISA的方法检测鼻息肉和正常下鼻甲组织中的Eotaxin，IL?8和RANTES等的水平，发现Eotaxin在鼻息肉组织的含量与下鼻甲中含量有统计学差异，提示Eotaxin是EOS聚集的重要调节因子，在鼻息肉等炎症性疾病中发挥重要的作用。秦作荣等用免疫组化法观察Eotaxin在鼻息肉和慢性鼻窦炎组织中的表达时，发现EOS个数与上皮细胞的Eotaxin蛋白阳性表达率和间质中Eotaxin阳性细胞个数两指标间存在正相关，说明Eotaxin可能参与了鼻息肉组织EOS趋化、聚集和活化的过程。Shin等[23]通过RT?PCR定量检测了正常的下鼻甲组织，并发有变应性鼻炎的鼻息肉及无变应性鼻炎的鼻息肉3种组织中的Eotaxin mRNA和RNATES mRNA的含量，发现Eotaxin mRNA在这3组中表达依次显著性增加,且差异有统计学意义，而3组中RNATES mRNA没有差异。组织的EOS数量和ECP水平与Eotaxin mRNA水平显著相关,与RNATES mRNA没有相关性。实验表明了鼻息肉中EOS的浸润和活化主要是与Eotaxin mRNA表达增加有关，而非RNATES mRNA。
Komiya等[24]在研究Eotaxins家族（Eotaxin、Eotaxin?2和Eotaxin?3）在聚集EOS方面与呼吸道变应性疾病的关系时,用免疫组织化学的方法发现在支气管上皮层细胞中Eotaxin?2高表达,说明Eotaxin?2参与气道炎症疾病的发病过程。由于上、下呼吸道在解剖学的连续性,且鼻息肉具有典型慢性呼吸道炎症的病理特点,从而可从侧面提示Eotaxin?2可能也参与了鼻息肉的发生。Olze等[25]通过ELISA法检测鼻息肉组织和正常下鼻甲组织中的Eotaxin、Eotaxin?2、Eotaxin?3和RANTES的蛋白质含量,发现Eotaxin、Eotaxin?2、Eotaxin?3的蛋白质含量在这两组中差异显著,并且这三者蛋白质含量与组织中EOS的数量呈正相关性,而RANTES的蛋白质含量在两组间差异无统计学意义,该实验表明Eotaxins家族的成员均参与了鼻息肉中EOS聚集的潜在机制。最近也有研究发现，鼻息肉病和鼻息肉组织黏膜下炎症细胞中的Eotaxin?2阳性表达的程度与EOS浸润程度密切相关,进一步说明Eotaxin?2可能参与了鼻息肉病和鼻息肉组织EOS趋化、聚集和活化的过程。
3 小 结
鼻息肉发生机制目前倾向于多因素的病因学,多数学者认为鼻息肉是以EOS浸润为基本病理改变的疾病过程。故推测对EOS具有趋化作用的细胞因子及其受体对鼻息肉的形成可能起重要作用。对于具体的作用及调节机制有待于进一步探索。
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