曹雯雯(綜述),顧玉海(審校)
(1.青海大學(xué)醫(yī)學(xué)院,西寧 810000;2.青海省人民醫(yī)院呼吸科,西寧 810000)
慢性阻塞性肺疾?。╟hronic obstructive pulmonary disease,COPD)是一種可以預(yù)防和治療的疾病,主要以氣流受限為特征,不完全可逆,呈進(jìn)行性發(fā)展,與肺臟對(duì)有害氣體或顆粒的異常炎癥有關(guān)[1],并可伴有一些顯著的肺外效應(yīng),肺外效應(yīng)與患者疾病的嚴(yán)重性相關(guān)。COPD是呼吸系統(tǒng)中的常見病和多發(fā)病,患病率和病死率均高。因肺功能進(jìn)行性減退,嚴(yán)重影響患者生活質(zhì)量。世界衛(wèi)生組織(WHO)資料顯示,COPD居所有死因的第四位[2],且有逐年增加的趨勢(shì),但其發(fā)病機(jī)制目前尚未清楚。
隨著分子生物學(xué)的發(fā)展,研究者們逐漸發(fā)現(xiàn)COPD的慢性呼吸道炎癥由非常復(fù)雜的且相互作用的細(xì)胞因子構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)所調(diào)控。白細(xì)胞介素6(interleukin-6,IL-6)是近20年發(fā)現(xiàn)的一種多功能細(xì)胞因子,具有廣泛的生物學(xué)活性,其合成和分泌的異常與多種呼吸系統(tǒng)疾病有關(guān)[3]?,F(xiàn)對(duì)細(xì)胞因子IL-6與COPD發(fā)病關(guān)系進(jìn)行簡(jiǎn)要綜述,以期更好地理解COPD的發(fā)病機(jī)制,為其治療開拓新思路。
1.1 IL-6的結(jié)構(gòu) IL-6最早于1980年由Weissenbach等發(fā)現(xiàn),并首次被命名為β2干擾素,隨后不斷被其他人發(fā)現(xiàn)并先后命名為雜交瘤/漿細(xì)胞瘤生長(zhǎng)因子、B細(xì)胞生長(zhǎng)因子、肝細(xì)胞刺激因子等,直到將這些因子克隆出來后才將其命名為IL-6[4]。IL-6家族包括 IL-6、IL-11、睫狀神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子、白血病抑制因子、抑瘤素M、心肌營(yíng)養(yǎng)素1、氯離子通道蛋白等,最近發(fā)現(xiàn)IL-27和 IL-31也是其家族成員[5,6],且這些細(xì)胞因子間的作用具有重疊性[7]。
人類IL-6基因定位于第7號(hào)染色體上[8]。其三維結(jié)構(gòu)與超家族中的其他成員有相似的結(jié)構(gòu),即由4個(gè)呈拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的螺旋束組成,其中A螺旋和B螺旋呈同一走向,而C螺旋和D螺旋與前兩者趨向相反。另外,在4個(gè)螺旋束之外還有1個(gè)E螺旋,它可能參與了IL-6/IL-6R/gp130六聚體復(fù)合物的形成。
1.2 IL-6受體 IL-6受體(IL-6R)由配體結(jié)合的α鏈(CD126)和信號(hào)傳遞鏈(pg130,CD130)組成,后者無(wú)配體結(jié)合能力,但參與組成IL-6高親和力結(jié)合位點(diǎn),且是睫狀神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子受體、白血病抑制因子受體、抑瘤素M受體、心肌營(yíng)養(yǎng)素1受體、氯離子通道蛋白受體的公用信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)鏈[9]。
IL-6發(fā)揮其廣泛生物學(xué)功能是通過與靶細(xì)胞膜表面的受體(mIL-6R)相結(jié)合并將信號(hào)傳遞至細(xì)胞內(nèi)部實(shí)現(xiàn)的。mIL-6R廣泛表達(dá)于活化B細(xì)胞、靜止T細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞、骨髓瘤細(xì)胞、肝細(xì)胞、髓樣白血病細(xì)胞等表面??扇苄訧L-6受體(sIL-6)能與IL-6形成符合物,進(jìn)一步結(jié)合pg130,發(fā)揮生物學(xué)效用;此外,sIL-6/IL-6復(fù)合物不僅可作用于表達(dá)IL-6R的靶細(xì)胞,而且可作用于不表達(dá)IL-6R但表達(dá)pg130的靶細(xì)胞,從而擴(kuò)大IL-6作用的靶細(xì)胞類型,增強(qiáng)IL-6的生物學(xué)作用,這在機(jī)體的免疫調(diào)節(jié)中具有重要作用。
1.3 IL-6的生成及調(diào)控 IL-6主要由單核/巨噬細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、角質(zhì)細(xì)胞、T細(xì)胞(主要是Th2)和B細(xì)胞等細(xì)胞生成,此外還包括骨髓瘤細(xì)胞株、宮頸癌細(xì)胞株等。它的產(chǎn)生受多種因素調(diào)控[10],如病毒、脂多糖等均可誘導(dǎo)某類細(xì)胞IL-6的產(chǎn)生,而糖皮質(zhì)激素則可明顯抑制lL-6的產(chǎn)生。
IL-6的生物學(xué)作用主要為:①免疫作用。促進(jìn)B細(xì)胞增殖分化和分泌抗體;在IL-2存在的條件下,可促進(jìn)成熟和未成熟T細(xì)胞分化為細(xì)胞毒T細(xì)胞。②急性期反應(yīng)。IL-6可促進(jìn)肝臟合成多種急性期蛋白。③炎性反應(yīng)。IL-6作為內(nèi)源性致熱原,參與炎性反應(yīng)。Ulich等[11]的研究認(rèn)為,IL-6作為一種IL-1β和腫瘤壞死因子α的反調(diào)控/抗炎細(xì)胞因子還具有抑制炎性反應(yīng)的作用。④抗瘤效應(yīng)。IL-6可增強(qiáng)自然殺傷細(xì)胞及細(xì)胞毒T細(xì)胞的殺瘤活性。根據(jù)Mule等[12]的研究證實(shí),給接種過癌株細(xì)胞的小鼠腹腔注射IL-6,能明顯抑制轉(zhuǎn)移灶的形成。⑤其他。IL-6作為一種內(nèi)分泌細(xì)胞因子,具有影響內(nèi)分泌組織的作用;此外,IL-6對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)及造血系統(tǒng)也具有廣泛效應(yīng)。
對(duì)于COPD的發(fā)病機(jī)制的研究仍尚未完全明了,目前普遍認(rèn)同的觀點(diǎn)主要為:①蛋白酶和抗蛋白酶失衡;②氧化損傷假說,主要指氧化及抗氧化系統(tǒng)失衡;③免疫失衡及炎癥假說;④感染假說[13]。其病理過程主要是由多種炎性細(xì)胞、炎性介質(zhì)和細(xì)胞因子介導(dǎo)的慢性呼吸道炎癥、支氣管肺組織的炎癥、損傷、修復(fù)和重塑。而呼吸道的慢性炎癥導(dǎo)致的呼吸道重塑是引起COPD氣流受限的主要原因,其呼吸道重塑的病理表現(xiàn)主要為鱗狀上皮化生、呼吸道壁纖維化及肺泡壁的破壞和纖維化[14]。
3.1 IL-6與COPD的病理生理 IL-6由多種免疫細(xì)胞及非免疫細(xì)胞產(chǎn)生,誘導(dǎo)抗原刺激的T淋巴細(xì)胞增殖和B淋巴細(xì)胞成熟,使IgE分泌增加,上調(diào)局部免疫反應(yīng),誘導(dǎo)全身性的急性期反應(yīng)物釋放[15],發(fā)揮防御功能。同時(shí),IL-6能促進(jìn)中性粒細(xì)胞的氧化反應(yīng),延緩中性粒細(xì)胞的凋亡,從而使中性粒細(xì)胞在炎癥部位數(shù)量增多,促進(jìn)細(xì)胞黏附作用、增加細(xì)胞外周彈性組織解離及蛋白水解酶活性,促進(jìn)肺氣腫形成[16];此外,IL-6還具有介導(dǎo)前列腺素類物質(zhì)合成、增加腫瘤壞死因子的致炎反應(yīng)、促進(jìn)T細(xì)胞與單核細(xì)胞等釋放干擾素γ及腫瘤壞死因子α等促炎因子[17]。各細(xì)胞因子之間相互協(xié)調(diào),構(gòu)成復(fù)雜的細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)。這種復(fù)雜的細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò),在生理情況下可調(diào)節(jié)機(jī)體的免疫應(yīng)答,而在病理狀態(tài)下,其濃度升高可損傷血管內(nèi)皮細(xì)胞、促進(jìn)免疫黏附、微血栓形成,并可抑制內(nèi)皮修復(fù)、使血管受損及高通透狀態(tài)延遲,引起肺組織的病理?yè)p傷[18]。此外,還有研究表明IL-6能協(xié)同其他因子增加膠原蛋白凝聚,抑制細(xì)胞外基質(zhì)分解,刺激成纖維細(xì)胞的增殖,從而引起COPD呼吸道纖維結(jié)締組織形成和平滑肌增生,參與COPD呼吸道重塑的調(diào)節(jié)[19]。
3.2 IL-6與COPD的相關(guān)性研究 趙雪峰等[15]的研究表明,IL-6在 COPD加重期升高,并且隨著COPD分級(jí)的增高而逐漸增高,緩解期下降,說明IL-6參與機(jī)體的急性期反應(yīng),且與患者肺功能第1秒用力呼氣容積占預(yù)計(jì)值%和第1秒用力呼氣容積/用力肺活量均呈負(fù)相關(guān)[19]。Soliman等[20]測(cè)定吸煙者肺泡吞噬細(xì)胞分泌IL-6水平明顯低于非吸煙者,并證明IL-6下降與吸煙者對(duì)肺部感染的易患性有關(guān)。張冰等[21]實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,吸煙史達(dá)38年組的COPD患者在感染控制后,血清IL-6水平低于正常組,提示IL-6水平低下,影響其發(fā)揮抗炎作用,尤其不能抑制IL-8,是造成呼吸道慢性炎癥的重要因素。Denis等[22]實(shí)驗(yàn)中用IL-6抗體明顯抑制了大鼠過敏性肺炎的纖維化結(jié)果,證實(shí)IL-6具有致纖維化作用,考慮與COPD患者易合并肺間質(zhì)纖維化有關(guān)。另有研究顯示,IL-6與COPD患者的預(yù)后具有一定的聯(lián)系。Bolton等[23]研究血糖正常的COPD患者體內(nèi)存在胰島素抵抗,且這種抵抗與IL-6水平呈正相關(guān),因此可以成為預(yù)測(cè)患者COPD合并2型糖尿病的有效因子。此外,實(shí)驗(yàn)研究還發(fā)現(xiàn) IL-6與骨骼肌廢用[24]、呼吸困難[25]、肺部感染性危險(xiǎn)增加[26]、肺動(dòng)脈高壓[27]及癥狀急性加重[28]等相關(guān)。
COPD患者在在急性發(fā)作期與應(yīng)激反應(yīng)時(shí),通過體內(nèi)多種細(xì)胞分泌IL-6,誘導(dǎo)全身性的急性期反應(yīng)物釋放,形成誘因-炎性細(xì)胞-氧化物質(zhì)-細(xì)胞因子-炎性反應(yīng)等一系列的惡性循環(huán),導(dǎo)致肺組織損傷,肺功能的進(jìn)一步惡化。根據(jù)國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究表明,COPD患者體內(nèi)IL-6水平與患者病情輕重具有相關(guān)性,且與患者預(yù)后具有一定的聯(lián)系。因此,對(duì)IL-6與COPD相關(guān)性的進(jìn)一步研究,有望進(jìn)一步預(yù)測(cè)COPD的進(jìn)展及預(yù)后。
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