欒雪 池永學(xué)

延邊大學(xué)附屬醫(yī)院兒科,延吉133000

全世界約有3.34億人患有支氣管哮喘 (哮喘),此病是最常見的慢性非傳染性疾病之一[1]。據(jù)全球哮喘防治創(chuàng)議 (global initiative for asthma,GINA)指南預(yù)計,2025年全球哮喘患者將增加至4億。近期研究認(rèn)為哮喘的本質(zhì)仍然是氣道炎癥,導(dǎo)致氣道上皮細(xì)胞破壞,有害物質(zhì)如空氣污染物質(zhì)、吸煙煙霧、微生物等易于通過支氣管黏膜,引發(fā)免疫反應(yīng)及炎癥反應(yīng)。Clara細(xì)胞分布最豐富的位置正是哮喘的主要病變部位,即終末細(xì)支氣管和呼吸性細(xì)支氣管上皮。Clare細(xì)胞分泌蛋白16 (clare cell secretory protein 16,CC16)作為一種內(nèi)源性抗炎因子,是clare細(xì)胞最主要的分泌產(chǎn)物,其具有的抗炎、減少炎細(xì)胞浸潤和抑制氣道收縮的生物學(xué)特性,與哮喘的發(fā)病機(jī)制有關(guān)。本文就近年來CC16與哮喘的研究進(jìn)展作一綜述。

1 CC16的結(jié)構(gòu)、分布與生物學(xué)特性

1.1 CC16的結(jié)構(gòu)與分布 CC16 基因位于染色體11p12-q13區(qū)域,編碼基因約0.6 kb,含3 個外顯子和2 個內(nèi)含子,其基因表達(dá)具有廣泛性、組織特異性及個體差異性。CC16的分子結(jié)構(gòu)是同型二聚體,由兩條相同的多肽鏈反方向平行構(gòu)成,每條肽鍵由70個氨基酸構(gòu)成,中間由兩個二硫鍵連接。在人體中,CC16 大量存在于肺上皮細(xì)胞襯液中,約為外周血含量的10 000倍,巨大的濃度差促使CCl6由呼吸道進(jìn)入外周血中[2],故支氣管肺泡膜和毛細(xì)血管屏障的完整性是保持兩者平衡的重要因素。CC16在前列腺、孕期子宮和腎臟亦有少量分泌,但含量低于肺部20 倍左右,血清中CC16 幾乎完全來自于肺組織。然而,血清中的CC16水平不僅取決于clare細(xì)胞的產(chǎn)生,還可能通過破壞的上皮屏障而泄漏,也取決于腎清除率。此外,多種因素可能影響最終的CC16 血清濃度 (例如,晝夜變化、年齡、種族、大氣條件、過敏原暴露、運動等)[3]。

1.2 CC16的生物學(xué)特性 CC16 的確切功能尚未完全闡明,但已知其可以保護(hù)呼吸道免受上皮損傷、炎癥和氧化應(yīng)激,還有抗纖維化、抑制腫瘤等作用亦被證實[3-5]。CC16調(diào)節(jié)炎癥蛋白的表達(dá)和/或活性,如干擾素γ、腫瘤壞死因子α和磷脂酶A2。磷脂酶A2參與花生四烯酸級聯(lián)反應(yīng),間接控制前列腺素和白三烯的可用性[6]。CC16還可以減弱黏液分泌并抑制Th2型T 細(xì)胞分化[7-8]。當(dāng)出現(xiàn)急性病毒感染時,CC16缺陷的轉(zhuǎn)基因小鼠更容易發(fā)生嚴(yán)重的肺部炎癥,Th2細(xì)胞因子水平升高,氣道反應(yīng)性和黏液產(chǎn)生,使病毒持續(xù)存在的時間延長[9-10]。有數(shù)據(jù)顯示消融CC16+骨髓細(xì)胞 (bone marrowcells,BMC)延遲了受損氣道的恢復(fù),并表明CC16+BMC 的有益作用部分是由于CC16本身產(chǎn)生的[11]。用CC16敲除小鼠模型進(jìn)行的實驗表明,CC16具有抗炎作用并且小鼠氣道中低水平CC16表達(dá)與氣道炎癥和肺泡損失增加有關(guān)[12]。新近研究表明[13],網(wǎng)格蛋白介導(dǎo)的重組CC16攝取通過滅活氣管上皮細(xì)胞中的NF-κB 和 p38 MAPK途徑來抑制脂多糖(lipopolysaccharides,LPS)介導(dǎo)的炎性 MMP-9 的產(chǎn)生。Pang等[14]通過使用霰彈槍蛋白質(zhì)組學(xué)來定義CC16在LPS處理的大鼠氣管上皮細(xì)胞中的抗炎作用的蛋白質(zhì)譜,進(jìn)而發(fā)現(xiàn)rCC16可能通過改變酪氨酸3-單加氧酶、他汀相關(guān)蛋白、CARD、eEF1A1、SAHH 和酸性核糖體磷蛋白P0 的表達(dá)而起到抗炎效應(yīng)物的作用?；蚯贸芯勘砻?缺乏CC16的小鼠暴露于高氧和傳染性環(huán)境時易感性增加,并發(fā)生過度的炎癥反應(yīng)[15],這些結(jié)果表明CC16在維持肺動態(tài)平衡方面很重要。

2 CC16與哮喘

2.1 在蛋白水平上 CC16 是具有多方面特征的蛋白質(zhì),它被認(rèn)為既是氣道上皮屏障完整性破壞的標(biāo)志,又是抗炎反應(yīng)的共同參與者。血清中低濃度的CC16 與兒童時期的肺功能降低,成年后肺功能加速下降以及氣流受限有關(guān)[16]。Johansson等[8]發(fā)現(xiàn),兒童的CC16血漿水平在生后4個月達(dá)到高峰,作為一種免疫調(diào)節(jié)蛋白,其對Th2細(xì)胞分化的抑制作用可能在嬰兒變態(tài)反應(yīng)的發(fā)病機(jī)制中起著重要作用。低濃度血清CC16與既往診斷肺炎和兒童的特應(yīng)性慢性喘息均有關(guān)聯(lián)[17]。有學(xué)者測定了84 例哮喘患者和12名健康對照者的痰上清液中的CC16和表面活性劑蛋白D (surfactant protein D,SPD)的濃度,也測定了22例哮喘患者支氣管肺泡灌洗液 (bronchoalveolar lavage fluid,BALF)中的CC16和SPD 水平,并在支氣管活檢中評估了平滑肌面積 (smooth muscle area,SMA),網(wǎng)狀基底膜(reticular basement membrane,RBM)厚度和上皮脫離(epithelial detachment,ED)。與健康對照組相比,嚴(yán)重哮喘 (severe refractory asthma,SRA)患者的痰CC16 和SPD 濃度顯著升高。與輕-中度哮喘相比,SRA 中BALF CC16和SPD 水平也較高。CC16 BALF 水平與ED 相關(guān),而SPD BALF水平與SMA 和 RBM 相關(guān),CC16和 SPD 水平在SRA 中上調(diào)并且與重塑指數(shù)相關(guān),提示這些生物標(biāo)志物可能在重塑過程中起作用[18]。國內(nèi)一項調(diào)研對中國東北地區(qū)的537例兒童 (其中包括147例哮喘患兒和390名非哮喘、非吸煙者的健康兒童)通過多元回歸模型評估,得出哮喘患者尿液的CC16水平和肺功能均低于無哮喘患者的結(jié)論[19]。國外對133名既往健康的嬰兒進(jìn)行前瞻性研究時發(fā)現(xiàn),嬰兒下呼吸道感染時的CC16 尿液水平與進(jìn)展為兒童哮喘有關(guān)[20]。尿液中的CC16水平可能是研究哮喘或肺損傷兒童肺泡上皮完整性的有用工具或生物標(biāo)志物。

2.2 在基因水平上 1998年Laing首先發(fā)現(xiàn)CC16的基因A38G 的多態(tài)性差異可能和哮喘的發(fā)生有關(guān),初次在基因水平表明CC16與肺疾病相關(guān)。Ku等[21]通過一項對38A/38A 基因型的過敏性鼻炎患兒發(fā)生哮喘可能性的研究中發(fā)現(xiàn),發(fā)生哮喘并攜帶AA 基因型的患有鼻炎的兒童血清CC16水平顯著低于攜帶非AA 基因型和未患哮喘的兒童,這表明CC16 38A/38A 基因型在過敏性鼻炎患兒早期哮喘發(fā)生中起作用。Taniguchi等[22]通過對1 086例日本受試者(504例哮喘患者和582名健康受試者)中基因多態(tài)性與哮喘的關(guān)聯(lián)性進(jìn)行病例-對照分析,得出了38 AA+AG 基因型與較低的拐點 (Dmin)值和較低的血漿CC16水平相關(guān)(P=0.012和0.020)。Dmin值與血漿CC16水平呈顯著正相關(guān) (P=0.012),在病例對照研究發(fā)現(xiàn),38AA+AG 基因型與遲發(fā)型哮喘明顯相關(guān) (發(fā)病年齡＞40 歲;比值比1.63;P=0.016),表明CC16 A38G 多態(tài)性可能在無癥狀氣道高反應(yīng)性中發(fā)揮作用,并且有助于遲發(fā)型哮喘的發(fā)展。但是,一則招募了1 623例哮喘和3 294例對照組的病例研究中,使用95%置信區(qū)間的比值比來評估關(guān)聯(lián)的強(qiáng)度,得出了CC16 基因A38G 多態(tài)性與哮喘發(fā)病風(fēng)險無關(guān)的結(jié)論[23]。

3 討論與展望

盡管諸多流行病學(xué)數(shù)據(jù)將CC16 的表達(dá)與哮喘緊密聯(lián)系起來,CC16可能是Th1和Th2介導(dǎo)的慢性炎性疾病的下調(diào)因子,其減少造成氣道高反應(yīng)性,并加重慢性哮喘患者的氣道炎癥[24],但仍缺乏支持兩者確切關(guān)系的直接證據(jù)。同時,CC16已經(jīng)成為除哮喘之外更多炎癥性肺部疾病的臨床生物標(biāo)志物。它可以預(yù)測重度COPD 患者病情惡化程度,與COPD 肺部和全身應(yīng)激作用有關(guān)[25];Labonté等[26]發(fā)現(xiàn)CC16水平在特發(fā)性肺纖維化患者中上調(diào),不僅高于非特發(fā)性肺纖維化患者的血清水平,還顯示出一定的靈敏度可用于與其他疾病進(jìn)行鑒別診斷。CC16對閉塞性細(xì)支氣管炎具有調(diào)節(jié)作用,并具有作為預(yù)防性治療的潛力[27]。Rivière等[28]通過評估血清CC16濃度在預(yù)測系統(tǒng)性硬化癥患者肺部疾病惡化中的價值,發(fā)現(xiàn)高CC16 血癥患者發(fā)生合并事件的風(fēng)險顯著高于低CC16 患者。此外,在一項探索性研究中發(fā)現(xiàn),兒童尿液中較低水平的CC16 可能與通過多種途徑暴露于砷有關(guān),圍繞兒童住宅區(qū)域的土壤中砷的濃度可能對CC16 產(chǎn)生影響,其程度甚至比飲用水中砷含量還高。該實驗結(jié)果強(qiáng)調(diào),CC16 可在低-中等水平的暴露水平下用于評估環(huán)境中砷對兒童的早期損害[29]?？諝馕廴九c體內(nèi)各種形式的CC16含量之間的關(guān)系及作用機(jī)制是近幾年研究的熱點,而環(huán)境因素恰是哮喘發(fā)生的最主要誘因之一,是否可以在此基礎(chǔ)上深入探討哮喘與CC16的病理生理機(jī)制仍需要進(jìn)一步研究。CC16作為肺部疾病的外周生物標(biāo)記物,監(jiān)測其水平的動態(tài)變化對于了解疾病的病因和發(fā)展,防治疾病,研發(fā)新藥具有重要的臨床價值。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突