中性粒细胞性炎症是哮喘独立的炎症表型吗？

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王长征

第三军医大学新桥医院呼吸内科 重庆 400037

　　
         全球哮喘防治指南（GINA）将哮喘定义为一种“慢性气道炎症性疾患”。近年的研究都证实哮喘是一种有明显异质性（heterogeneity）的疾病。这种异质性使哮喘从气道炎症机制、病理生理和临床表现等方面都可以分为一些不同的表型(Phenotypes)。过去大量的研究显示哮喘是一种由TH2细胞活化驱动的“嗜酸细胞”性炎症疾患。但近年的研究发现哮喘气道内除嗜酸细胞增多外，部分患者还有中性粒细胞增多，但中性粒细胞的增多究竟有什么意义仍不清楚。　

       1 、哮喘气道内中性粒细胞性增多的发现　Wenzel等[1] 最早报道重症哮喘支气管粘膜存在明显的中性细胞浸润。以后，在死于哮喘急性加重的患者喘体内也发现有大量中性粒细胞浸润。最早提出中性粒细胞增多重症哮喘气道炎症的表型之一。以后发现部分轻中度哮喘也有中性粒细胞增多。目前中性粒细胞性哮喘的流行病学资料较少。Green等[2]报道259例患者中性粒细胞增多性哮喘的比例为23.1%。Moore等[3]按照哮喘的临床表型不同，将重症哮喘分为5组，其中第5组即为中性粒细胞性哮喘，仅占全部病例16%。统计我科行诱导痰检查的哮喘连续病例共971例，中性粒细胞增多(比例>61%)的患者占32.2%。诱导痰细胞分类是诊断中性粒细胞炎症的关键依据。但目前尚无公认的正常值。Green等[6]的研究以65.3%为中性粒细胞增多的判断折点，但他们的研究的样本量很小只有34例。另有学者对62例健康志愿者行诱导痰细胞学分析后，将中性粒细胞的正常上限为57.6%[7]。我们实验室陈华萍等[5]对78例健康人行诱导痰细胞学检查，中性粒细胞的正常上限按均值加2倍标准差计算为65%。目前诱导痰中性粒细胞比例增多的判断折点仍不完全统一，多以60%~65%作为判断中性粒细胞增多的折点。

　　2、影响因素　影响哮喘气道内中性粒细胞增多的因素及机制尚未不完全清楚。吸烟、肥胖、呼吸道感染、职业性致敏物质接触和使用激素治疗等因素均与哮喘中性粒细胞增多有关。吸烟是COPD最重要的发病危险因素，也是导致COPD中性粒细胞炎症的主要诱因。同样，哮喘中性粒细胞性炎症也与部分患者长期吸烟有关。从理论上将，激素可以抑制中性粒细胞的凋亡，延长其存活时间。所以，使用激素后常常可以观察到体内中性粒细胞增多。但也有不同结果的报道[7、8]。儿童哮喘衣原体感染后肺内IL-8水平和中性粒细胞数量都显著增多[9]，提示感染也是哮喘中性粒细胞增多的因素之一。Fahy等[10]对一个小样本的急性哮喘研究时发现，患者诱导痰中性粒细胞数量比嗜酸细胞增多更为明显，而且伴有中性粒细胞的弹性蛋白酶和IL-8水平升高。作者认为急性哮喘时的中性粒细胞增多可能有患者的感染有关。

       3、发生机制　吸烟、感染、激素治疗和肥胖等多种因素均可导致哮喘中性粒细胞增多。这些因素导致中性粒细胞增多的机制也不尽相同。吸烟可导致哮喘肺内中性粒细胞增多和嗜酸细胞数量减少。吸烟通过刺激气道上皮细胞、肺泡巨噬细胞分泌IL-8，而后者是导致哮喘气道内中性粒细胞增多和活化的重要趋化和活化因子。肥胖的哮喘患者诱导痰中性粒细胞显著高于非肥胖患者。肥胖患者血浆中饱和脂肪酸水平与诱导痰中性粒细胞显著正相关。这些研究结果提示了肥胖与中性粒细胞性哮喘关系密切。但肥胖如何导致中性粒细胞增多的机制还不完全清楚。

       近期发现IL-17在中性粒细胞的活化中起有非常重要作用。有学者提出IL-17是不依赖TH2途径的独立的哮喘发病机制。TH17是新发现的CD4T细胞亚群，它分泌IL-17A等细胞因子，参与气道中性粒细胞炎症及其它中性粒细胞性炎症疾患。IL-23为IL-12家族的细胞因子，由树突状细胞、巨噬细胞和单核细胞分泌。IL-23 可通过刺激幼稚性CD4T细胞分化为TH17细胞，分泌IL-17。IL-17后者通过刺激气道上皮细胞分泌IL-1和IL-8，从而使中性粒细胞在肺内聚集和活化。IL-17也可以刺激中性粒细胞产生MMP-9等参与哮喘气道炎症反应和气道重塑。研究发现感染可以诱导TH17的活化。过去我们知道感染可以主要诱发机体的固有(innate)免疫反应。近年的研究发现感染还可以启动机体的过继(adaptive)免疫。而IL-23则是连接固有免疫和过继免疫的重要桥梁。

       最近的一些研究都证实了哮喘存在TH17细胞的活化，在外周血IL-17和IL-23水平的显著升高，支气管黏膜内有IL-17阳性细胞增多[12]。我们的研究发现中性粒细胞哮喘患者诱导痰中IL-17、IL-23、IL-8等细胞因子水平显著高于嗜酸细胞性哮喘。但并没有发现IL-17与诱导痰中性粒细胞之间有显著的相关性。而仅IL-8与中性粒细胞数量有显著。（未发表资料）在动物实验中对OVA致敏小鼠LPS给与处理也可以导致小鼠肺内的嗜酸细胞和中性粒细胞增多的混合型炎症。但目前对哮喘TH17活化的调控机制仍未完全阐明。

       4、与哮喘的关系　哮喘中性粒细胞性炎症与哮喘发病的关系仍不完全清楚。Shown 等[13]对1197例哮喘患者的研究显示，诱导痰中性粒细胞数量及百分百与FEV1的降低显著相关，诱导痰中性粒细胞增高10倍则FEV1平均降低92ml。而且诱导痰中性粒细胞数量还与支气管扩张剂之后的FEV1相关。Woodruff等的研究也发现诱导痰中性粒细胞数量是预计FEV1降低的独立危险因素。但在这些研究也只是从统计学上发现中性粒细胞与气道阻塞的相关性，并不能确定其因果关系。遗憾的是，目前还没有特异性性阻断中性粒细胞作用的方法和药物来确定中性粒细胞在哮喘发病中重要性。

        哮喘气道内嗜酸细胞数量是评估哮喘严重程度和可以指定哮喘治疗的重要生物学标志物。但中性粒细胞增多与哮喘严重程度，治疗疗效的关系仍不确定。目前还没有特异性的中性粒细胞炎症治疗药物。从哮喘治疗后中性粒细胞数量的变化与哮喘严重程度也没有明确的关联性。

       众所周之，中性粒细胞炎症对激素治疗不敏感，激素治疗甚至还可能导致体内中性粒细胞数量增多。但中性粒细胞增多的哮喘患者是否就不适宜使用激素治疗呢？似乎实际的情况并不是这样。Green等[2]的研究入选轻中度哮喘259例，其中诱导痰中性粒细胞性增多占23.2%(60/259)，对这些患者给予布地奈德800μg/d治疗2月。结果显示中性粒细胞性哮喘与非中性粒细胞患者比较，哮喘症状评分、FEV1和气道反应性（PC20值）等治疗反应指标均较非中性粒细胞增高患者更差。最近我们的研究也发现中性粒细胞性哮喘用ICS联合LABA治疗的FEV1改善稍逊于嗜酸细胞性哮喘，刚好达到统计学的显著性差异。但其它指标如ACT等并无显著差异。这些研究都显示，中性粒细胞性哮喘对激素治疗并不是完全无效，实际上仍是有效的，只是可能比嗜酸性细胞性哮喘稍差。这与COPD的情况有非常大的差异。激素对COPD的中性粒细胞炎症的作用非常差。

      总之，哮喘是多种危险因素与机体相关作用所导致的结果。由于其致病的危险因素不同，导致的气道炎症类型也有所不同。我们虽然认识到了哮喘气道炎症表型的多样性，中性粒细胞性哮喘是哮喘的重要亚型。但其发病机制及临床意义仍远未阐明，还需要更多、更深入的研究。

参考文献

1.   Wenzel SE, Schwartz LB, Langmack EL, et al.: Evidence that severe asthma can be divided pathologically into two inflammatory subtypes with distinct  physiologic and clinical characteristics. Am J Respir Crit Care Med 1999,160:1001–1008.

2.   Green R H, Brightling C E, Woltmann G,et al. Analysis of induced sputum in adults with asthma:identification of subgroup with isolated sputum　neutrophilia and poor response to inhaled corticosteroids.　Thorax 2002;57:875–879

3.   Moore WC,Meyers DA,Wenzel SE et al. Identification of asthma phenotypes using cluster analysis in the Severe Asthma Research Program.　Am J Respir Crit Care Med,2009;181:315-23

4.   Nguyen LT，Lim S，Oates T，et al. Increase in airway neutrophils after oral but not inhaled corticosteroid therapy in mild asthma. Respir Med，2005，99: 200-207.

5.   Cowan DC, Cowan JO, Palmay R, Williamson A, Taylor DR Effects of steroid therapy on inflammatory cell subtypes in asthma.　Thorax. 2010 May;65(5):384-90.

6.   Patel KK, Vicencio AG, Du Z, Tsirilakis K, Salva PS, Webley WC.Infectious Chlamydia pneumoniae is associated with elevated interleukin-8 and airway neutrophilia in children with refractory asthma. Pediatr Infect Dis J. 2010 Dec;29(12):1093-8.

7.   Fahy JV, Kim KW, Liu J, Boushey HA.Prominent neutrophilic inflammation in sputum from subjects with asthma exacerbation. J Allergy Clin Immunol. 1995 Apr;95(4):843-52.

8.   Berry MA, Morgan A, Shaw DE, et al. Pathological features and inhaled corticosteroid response of eosinophilic and noneosinophilic asthma. Thorax,2007; 62:1043–1049.
9.   Doe C,et al. Expression of the T Helper 17-Associated Cytokines IL-17A and IL-17F in Asthma and COPD. Chest, 2010; 138(5):1140–1147
10.  Shaw DE，Berry MA，Hargadon B，et al. Association between neutrophilic airway inflammation and airflow limitation in adults with asthma. Chest，2007，132: 1871-1875.