黃婷婷，李佳，黃藝林，鄭周德，高金明

支氣管哮喘(簡稱哮喘)是一種以慢性氣道炎癥為特征的異質性疾病，表現為隨時間和強度變化的呼吸道癥狀及可變的呼氣氣流受限[1]。目前全世界約3億人患有哮喘，其管理和治療已成為世界范圍內重要的公共衛(wèi)生問題。近幾十年來隨著吸入性皮質類固醇的推廣，哮喘的病死率大幅度下降，但逐年上升的發(fā)病率仍為社會造成了嚴重的經濟負擔。

支氣管黏膜作為抵御外源性刺激的第一道防線，其屏障功能的完整性對維持氣道健康、預防過敏性氣道疾病的發(fā)生發(fā)展至關重要。哮喘患者的氣道遭受過敏原攻擊時，以Th2細胞介導的嗜酸性粒細胞性氣道炎癥和過敏原特異性IgE升高為主[2]。相比之下，健康人群氣道對過敏原的免疫應答以Treg細胞介導的抗炎和免疫調節(jié)細胞因子釋放，以及B細胞分泌的過敏原特異性IgA/IgG4應答為主，幾乎沒有T細胞的增殖及IgE升高[3]。但目前人們對哮喘的IgA黏膜免疫反應仍知之甚少。已有多項研究發(fā)現哮喘患者的支氣管上皮中聚合免疫球蛋白受體(polymeric immunoglobulin receptor，pIgR)表達受損、分泌型免疫球蛋白A(secretory immunoglobulin-A，sIgA)水平降低[4- 5]，提示pIgR/sIgA可能在哮喘的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用，一些研究也證實了IgA水平的提高在哮喘等變態(tài)反應性疾病中具有保護作用[6]。本文綜述目前有關哮喘病理過程中pIgR/sIgA作用的研究，并探討目前研究中通過調節(jié)sIgA分泌增強黏膜防御對哮喘的療效及其臨床可行性，以期為未來以pIgR/sIgA為靶點的哮喘新藥研發(fā)提供指導。

1 黏膜IgA的功能及其分泌調控

空氣中的病原體和微小顆粒可以隨呼吸輸送到遠端氣道，健康人群的氣道對外來抗原有良好的清除和耐受作用，但當黏膜免疫受損時，外來抗原可與上皮細胞表面結合，跨越粘膜屏障，進入靶細胞和組織，導致局部或全身性的免疫、感染或毒性損傷。氣道上皮是黏膜防御的第一道防線，sIgA是黏膜表面含量最豐富的免疫球蛋白，可與細菌、毒素和其他大分子結合，在不引起組織破壞性炎癥反應的情況下阻止病原體和其他外來抗原粘附和侵襲支氣管上皮[3]。sIgA可與外來抗原競爭上皮粘附部位，阻止環(huán)境過敏原和病原體通過粘膜吸收；還可與粘膜固有層中的抗原形成復合物，被分泌到粘膜表面隨纖毛運動清除，起到中和外來抗原的作用；或通過抑制炎癥細胞的效應功能直接減少炎癥反應[7]，為病原體或其他抗原的入侵提供了最初的免疫屏障。

IgA的產生是在出生后誘導的，在嬰兒早期迅速升高。血清IgA主要是由骨髓漿細胞產生的單體IgA，而sIgA由黏膜和腺體的漿細胞在局部產生[8]。sIgA由一個分泌成分(secretory component，SC)和兩個或兩個以上通過J鏈連接的IgA單體組成。IgA單體和J鏈由上皮下或腺體間質的漿細胞合成并組裝成聚合性IgA，SC則來源于纖毛細胞和粘膜下腺漿細胞表達的pIgR。SC可保護IgA免受蛋白水解酶的降解，是sIgA的關鍵成分[9]。黏膜sIgA的產生可分為T細胞依賴性(T-cell-dependent，TD)和T細胞非依賴性(T-cell-independent，TI)兩種途徑(圖1)。TD途徑通過表達CD40受體的黏膜淋巴濾泡B細胞和表達CD40配體(CD40L)的CD4+Th細胞之間的抗原特異性相互作用，促進抗體多樣化和親和力成熟；TI途徑通過樹突狀細胞表面的Toll樣受體識別高度保守的微生物信號，直接激活B細胞或誘導TNF家族的B細胞激活因子BAFF和增殖誘導配體APRIL釋放，從而啟動抗體類別轉換和IgA抗體產生[3]。在小氣道中，sIgA只能通過與pIgR結合的形式從基底外側間隔穿過支氣管上皮向氣道表面轉運[10]，當pIgR表達受損時，可伴隨嚴重的黏膜表面sIgA缺乏，導致黏膜免疫功能障礙。

圖1 sIgA分泌機制Fig 1 Machanism of sIgA secretionT細胞依賴途徑：樹突狀細胞(DC)表面Toll樣受體識別外來抗原，誘導初始T細胞分化為表達CD40配體(CD40L)的Th2細胞，Th2細胞與表達CD40的黏膜淋巴濾泡B細胞相互作用，促使B細胞分化為IgA1+漿細胞和IgA2+漿細胞(PC)；T細胞非依賴途徑：樹突狀細胞將外來抗原呈遞給B細胞，并釋放B細胞激活因子(BAFF)和增殖誘導配體(APRIL)，促進B細胞分化為IgA1+漿細胞和IgA2+漿細胞；IgA由J鏈連接成為二聚體，在黏膜下與纖毛細胞及黏膜下腺漿細胞分泌的pIgR結合，向氣道表面轉運；TI：T細胞非依賴途徑；TD：T細胞依賴途徑；DC：樹突狀細胞；PC：漿細胞；TLR：toll樣受體；BAFF：B細胞激活因子；APRIL：增殖誘導配體；Na?ve T cell：初始T細胞；TGF-β：轉化生長因子β；TSLP：胸腺基質淋巴細胞生成素；IL-10：白細胞介素10

2 IgA在哮喘發(fā)生發(fā)展中的作用

黏膜屏障功能受損時，吸入性抗原和病原體對上皮細胞的慢性損傷可導致促炎信號激活和炎癥因子釋放，從而促進氣道炎癥，而sIgA是體液黏膜免疫的主要介質。研究報道，在選擇性IgA缺乏的患者中，過敏性疾病和哮喘的發(fā)病率有所增加[11]。Ladjemi等[4]發(fā)現，不同嚴重程度的哮喘患者均存在支氣管上皮pIgR蛋白表達下調，以IL- 4、IL-13為主的Th2型細胞因子激活IL- 4Rα/STAT6信號通路，通過自分泌的TGF-β途徑影響氣道上皮細胞的分化，從而抑制pIgR的表達和sIgA 介導的黏膜防御。且該研究顯示pIgR表達水平與哮喘嚴重程度無關，pIgR的下調在早期輕癥哮喘患者中即可出現，提示pIgR下調是哮喘氣道上皮細胞的早期異常。

腸道和呼吸道共生菌群的建立始于出生時，嬰幼兒期腸道菌群的多樣性在免疫調節(jié)和免疫系統(tǒng)的發(fā)育成熟中發(fā)揮核心作用，尤其生命的前2～3年是最關鍵的時期[12]，而sIgA可以限制選定菌種的過度生長，從而保證微生物的多樣性[13]。胎兒出生時，外分泌腺中的sIgA含量通常很低，直到出生幾年后才能達到正常成年水平，嬰兒期黏膜的免疫防御主要依靠來自母體的免疫球蛋白，母乳中豐富的免疫成分和生長因子對刺激嬰兒免疫系統(tǒng)的發(fā)育至關重要[12]。對母體分娩初期乳清樣本的研究顯示乳清中的sIgA水平與1年內嬰兒哮喘樣癥狀的發(fā)生呈負相關[14]。早期的研究也表明，嬰兒唾液和腸道中的sIgA水平降低與幼年致敏及遲發(fā)型喘息的風險增加密切相關[15-16]，這與嬰兒期腸道微生物多樣性降低、黏膜對微生物的低IgA反應有關。對愛沙尼亞(低過敏率國家)兒童和瑞典(高過敏率國家)兒童的隊列研究發(fā)現室內塵螨水平、嬰兒期呼吸道感染與唾液sIgA水平呈正相關，有過敏癥狀的嬰兒在出生后3、6、12和24個月的唾液sIgA水平均低于沒有任何臨床癥狀的嬰兒，盡管兩組兒童的總IgA均在5歲時達到成人水平，但愛沙尼亞兒童唾液中的大部分IgA是sIgA，而瑞典兒童唾液中的sIgA與總IgA的比例明顯降低[17]。說明早期過敏原的暴露減少與sIgA的減少有關，盡管隨著年齡增長sIgA可達到正常成人水平，但生命早期的黏膜免疫缺陷促進了慢性炎癥的發(fā)展，從而導致Th2反應的放大和隨后的哮喘發(fā)展。嬰兒時期唾液和糞便中的sIgA水平或可間接反映粘膜免疫系統(tǒng)的成熟程度，可能代表了一種新的方法來早期識別哮喘和過敏性疾病風險增加的嬰兒。

因降低的IgA多在4～5歲時即可達到正常成人水平，故 IgA在成人哮喘中的作用常常被忽略。但Kim等[5]對成人患者的研究表明，盡管血清IgA水平在正常參考范圍內，但與IgA<140 mg/dL的患者相比，高IgA水平(≥280 mg/dL)顯著降低了中重度氣道高反應的發(fā)生率及 HDM的致敏風險。另一病例對照研究也表明，盡管各組人群的血清IgA均在正常范圍，但與正常對照組相比，重癥哮喘患者的IgA水平明顯降低，且血清IgA水平與患者肺功能呈正相關，支氣管肺泡灌洗液(bronchoalveolar lavage fluid，BALF)中的sIgA水平與哮喘癥狀呈負相關[18]。而到目前為止，IgA在正常值范圍內的細微變化在臨床工作中尚未引起重視。然而，一項對200例足月新生兒為期20年的前瞻性隨訪研究發(fā)現，嬰兒2月齡時血清IgA濃度與兒童和青春期出現過敏癥狀和致敏(皮膚點刺試驗陽性)呈正相關[19]，這一結論與Kim等[5]的研究結論相反；但該研究隨后發(fā)現，該隊列中嬰兒2月齡時的血清IgA濃度與血漿視黃醇濃度呈負相關。視黃醇水平減低可以導致pIgR表達減少，并可能干擾分泌IgA的漿細胞腸道歸巢，導致黏膜sIgA減低而血清IgA升高，這可以部分解釋為何患者血清IgA水平升高但卻出現過敏癥狀增加[20- 21]。

同為常見的慢性氣道疾病，pIgR/sIgA的表達減低在慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)患者中也有一致發(fā)現。研究顯示在吸煙及COPD患者中存在廣泛的氣道假復層纖毛柱狀上皮細胞分化異常，而支氣管壁重塑、局部持續(xù)性炎癥細胞浸潤及小氣道氣流受限與分化異常的氣道上皮細胞表面PIgR表達減少、sIgA向黏膜表面的轉運障礙密切相關[22]。此外，研究還發(fā)現在sIgA缺乏的氣道上皮中，促炎轉錄因子NF-κB異常激活，炎癥因子產生明顯增加，而炎癥反應進一步推動氣道上皮重塑和進行性纖維化改變，這可能是COPD患者戒煙數年后氣道炎癥和支氣管上皮重塑仍持續(xù)存在的原因[23]。

3 通過pIgR/sIgA 介導的哮喘干預策略

隨著社會經濟發(fā)展、日常生活條件改善、抗生素治療等原因，過去幾十年里哮喘的流行率大大增加。如前所述，哮喘的發(fā)生發(fā)展可能與早期黏膜免疫發(fā)育異常有關，早期識別黏膜免疫缺陷，通過誘導充分發(fā)育的黏膜IgA譜系以加強小氣道粘膜屏障功能、維持黏膜免疫穩(wěn)態(tài)的干預措施可能代表著新型有效的哮喘防治策略。

3.1 在過敏源特異性免疫治療中的輔助作用

研究證明給予小鼠豚草特異性IgA滴鼻預處理可預防豚草提取物刺激氣道后的氣道高反應，減輕嗜酸性粒細胞炎癥、降低特異性IgE水平，并抑制局部Th2細胞因子的產生，促使免疫反應由Th2型向Th1型轉變，這些作用是過敏原特異性的，予非特異性IgA滴鼻的對照組小鼠中未發(fā)現炎癥保護作用[6]。空氣過敏原如花粉、動物皮屑、屋塵螨等，都在過敏性氣道疾病的誘發(fā)中起著重要作用，反復接觸變應原會導致鼻腔和支氣管黏膜及其周圍組織的炎癥，誘發(fā)過敏性鼻炎和哮喘。而日常生活中要完全避免相關過敏原相當困難，通過變應原特異性抗體進行免疫排斥或許是一個可行的辦法。但高濃度變應原提取物需要長期和定期給藥，可能造成潛在的嚴重過敏反應風險，與合適的耐受性佐劑結合可能對提高療效和安全性有益。霍亂毒素B是目前實驗中使用最廣泛的黏膜佐劑，且實驗證明霍亂毒素B 在體外可誘導骨髓樹突狀細胞介導的細胞反應由Th2型炎癥反應向以Treg細胞及IgA分泌為主的Th1型反應轉移，減輕OVA誘導的小鼠嗜酸性氣道炎癥[8，24]。與霍亂毒素B結合可在增強黏膜耐受性的同時降低特異性免疫治療所需要的變應原提取物濃度，降低不良反應風險。

3.2 靶向單克隆抗體

研究提供了2型免疫激活和sIgA肺防御呈負相關的證據[4]，以IL- 4/IL-13為靶點的治療可能有利于sIgA介導的氣道免疫保護。近年的實驗已證明靶向IL13、IL4Rα的單克隆抗體如Tralokinumab、Dupilumab可有效改善部分哮喘患者的臨床結局[25- 26]。Ladjemi等[4]發(fā)現自分泌的TGF-β可通過影響氣道上皮細胞分化而抑制pIgR/sIgA水平，在COPD患者中也發(fā)現上皮細胞分化異常導致的pIgR表達下調與TGF-β1分泌增加有關，在上皮細胞分化過程中給予抗TGF-β抗體干預，可有效上調pIgR/sIgA的表達[27]。

3.3 補充益生菌

健康的腸道菌群對嬰兒的免疫系統(tǒng)發(fā)育至關重要，且可能會對以后的總體健康狀況產生影響[17]，豐富的微生物環(huán)境有助于建立粘膜耐受性和保護性IgA反應。乳酸菌可促進抗原特異性或非特異性抗體的產生以增強黏膜防御，研究證明口服補充酸乳鏈球菌K15可明顯提高兒童的唾液sIgA水平，促進黏膜部位產生病原體特異性IgA[28]，這可能是通過乳酸菌中的細菌RNA誘導樹突狀細胞(主要是mDC1)分泌 IL- 6 和 IL-10，激活B細胞產生IgA來實現的[29]。

3.4 補充sIgA或促進內源性sIgA分泌

pIgR基因敲除(pIgR-)的小鼠氣道表面sIgA極度缺乏，細菌易穿透上皮屏障定植于氣道壁，誘導免疫反應及NF-kB持續(xù)激活，局部炎癥細胞浸潤[30]。從人初乳中獲得的sIgA經pIgR-小鼠氣管內給藥可顯著減輕細菌誘導的炎癥反應并抑制NF-κB活性[31]，提示外源性補充sIgA可以增強黏膜防御。但體外消化模型研究發(fā)現，重組特異性單克隆抗體經胃腸消化后降解率很高，而天然母乳中的單克隆抗體則可在胃腸道消化過程中保持穩(wěn)定[32]。對于呼吸道給藥來說，外源性重組單克隆抗體在呼吸道黏膜的藥代動力學尚需進一步研究，在保證黏膜吸收率的同時減少轉化過程中的藥物降解是未來需要繼續(xù)探索的新藥劑型研究方向。

由于早期視黃醇水平減低可以導致pIgR/sIgA表達減少，故嬰幼兒期維生素A缺乏也應得到重視，早期識別維生素A缺乏并給予適當補充或可增強黏膜防御。在維A酸缺乏的大鼠中，盡管分泌IgA的漿細胞數量正常，但由于維A酸缺乏引起pIgR表達下調導致IgA轉運減少，故盡管血清IgA水平正常或升高，但黏膜sIgA水平仍然降低[20]。研究證明補充維A酸可以促進樹突狀細胞介導的B細胞IgA抗體類別轉換，促進黏膜IgA的產生，還能增強pIgR的表達[33]。

綜上所述，氣道黏膜免疫失調可能是哮喘發(fā)生的關鍵早期事件，正常的pIgR/sIgA表達在黏膜免疫穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮關鍵作用。嬰兒期唾液或糞便中的sIgA水平降低可幫助早期識別黏膜免疫缺陷及哮喘風險增加的人群。增強pIgR表達或sIgA分泌的措施有助于增強黏膜耐受性、減輕對過敏原的炎癥反應、防止上皮結構損傷和氣道重塑，幫助預防或緩解哮喘癥狀。但目前pIgR/sIgA與治療相關的研究大部分以動物實驗為主，尚需要更多的臨床研究證據支持。創(chuàng)造性的特異性單克隆抗體遞送策略也有待進一步研發(fā)，以誘導對黏膜B細胞的持續(xù)刺激，介導持久的IgA保護作用。早期補充益生菌及維生素A或可對促進黏膜免疫發(fā)育有益。

過去有研究發(fā)現吸入過敏原后BALF中特異性IgA水平增加與嗜酸性粒細胞脫顆粒產物增加顯著相關，提示抗原特異性IgA可能在抗原攻擊后肺內嗜酸性粒細胞激活和脫顆粒中起重要作用[34]。但BALF中IgA水平還可能受血清總免疫球蛋白水平和氣道炎癥程度的影響，IgA的增加是嗜酸性炎癥的原因還是結果尚不明確。氣道黏膜 IgA免疫系統(tǒng)具有復雜性，可能涉及更多的細胞及機制參與其中，包括B淋巴細胞、T淋巴細胞、樹突狀細胞等，未來需要進一步的研究以更明確氣道上皮細胞維持有效黏膜免疫屏障的機制以及抗原特異性IgA在過敏性氣道炎癥中的利弊作用，助于更有效地利用黏膜途徑進行免疫或靶向治療，避免過度的炎癥或不適當的耐受性。此外，尚需要進行更多及更大樣本的研究以確定影響?zhàn)つし烙琳系难錓gA及黏膜sIgA cut-off值，以助于更準確地定位黏膜免疫受損人群，為哮喘患者制定個性化的治療干預方案。