肺动脉高压免疫炎症机制研究进展

郑亚国综述，何建国，熊长明审校

肺动脉高压免疫炎症机制研究进展

郑亚国综述，何建国，熊长明审校

肺动脉高压是临床上常见的疾病，其发病机制尚不完全明了。近年来许多研究显示免疫炎症因素在肺动脉高压发病机制中起着重要的作用，提示其可能成为治疗肺动脉高压的新靶点。本文就免疫炎症参与肺动脉高压的机制及免疫调节治疗的研究现状作一综述。

肺动脉高压；免疫炎症

肺动脉高压（Pulmonary hypertension，PH）是不同病因导致的、以肺动脉压力和肺血管阻力升高为特点的一组病理生理综合征。根据病理、病理生理和治疗策略的不同临床上可以分为5种不同的类型：动脉型肺动脉高压、左心疾病所致肺动脉高压、肺部疾病 /低氧所致肺动脉高压、慢性血栓栓塞性肺动脉高压及原因不明/多种因素所致肺动脉高压。近年来，许多证据表明，免疫炎症因素在动脉型肺动脉高压（Pulmonary arterial hypertension，PAH）形成及血管重构过程中起着关键的作用，靶向免疫炎症的治疗 可 能 成 为 未 来 PAH 治 疗 的 一 个 新 的 方 向[1]。 因 此， 本文就 PAH 的免疫炎症机制的研究进展作一综述。

1 免疫炎症反应参与 PAH 的证据

肺动脉高压的病理学特征主要表现为：肺动脉内膜增生、中膜肥厚及特征性丛样病变。组织学研究表明重构的肺动脉周围炎症细胞浸润明显，包括肥大细胞、巨噬细胞、T淋巴细胞、B淋巴细胞及树突状细胞；这些炎症细胞释放出大量的细胞因子、趋化因子和黏附分子，导致肺血 管 内 皮 细 胞 损 伤 和 平 滑 肌 细 胞的 增 殖[1,2]。Perros 等[3]研究发现特发性肺动脉高压（Idiopathic pulmonary arterial hypertension, IPAH）患者肺动脉周围形成由淋巴细胞和树突状细胞构成的新生淋巴滤泡，提示局部获得性免疫反应在血管 病 变形成 中 的作用。Ulrich 等[4]发现 IPAH 患者外周血中 CD8+T 细胞数量减少，而调节性 T 细胞数量增加。此外，IPAH 患者同时还伴随着树突状细胞、自然杀伤细胞数 量 减少及 功能的 缺 陷[5,6]。这些 结果表 明 免疫 机 制的异常参与了 PAH 形成。

2 免疫炎症反应参与 PAH 的机制

2.1 免疫细胞

T淋巴细胞：T淋巴细胞按照功能和表面标志可以分辅助 T 细胞（Th 细胞 ）、细胞毒 T 细胞（Tc 细胞 ）、调节性T 细胞（Treg 细胞 ）。T 淋巴细胞在肺动脉高压血管重构中起着重要的作用。野百合碱致内皮细胞损伤后，Th细胞的浸润 参 与 了肺动脉 的 重构[7]；在吸 入 抗原致肺 小 动 脉肌化模型中，Th2 细胞介导的特异性免疫反应决定了肺动脉重构的程 度，而去除 Th 细胞可 以 缓 解肺小动脉的肌化[8]。同样，在 IPAH 患者的肺动脉的丛状病变中也发现明显的 Th 细胞和 Tc 细胞浸润，而 Treg 细胞的数量则明显减 少[2]。 输 注 Treg 细 胞进 行免 疫 重 建，可 以抑 制 肺 动 脉壁 的 炎 症 和 内 皮 细 胞 的 凋 亡， 避免 PAH 的 发 生[9,10]。 这表明 Th 细胞和 Tc细胞在肺动脉壁重构过程中起着促进作用，而 Treg 细胞具有免疫抑制作用，可以调节肺动脉壁炎症反应，抑制肺动脉重构。

B 淋巴细胞： B 淋巴细胞在抗原刺激下可分化为浆细胞，合成和分泌抗体，主要执行机体的体液免疫。PAH 患者血液中 B 淋巴细胞激活，活化的 B 细胞产生抗核抗体[11]、抗 内皮 细胞 抗 体[12]及 抗 成 纤 维 细胞 抗体[13]等 自 身 抗 体，这些自身抗体沉积到肺动脉内膜，诱导黏附分子的表达及内皮细胞的凋亡；进而诱导产生凋亡抵抗表型的内皮细胞过度增殖，形成丛样病变和肺血管闭塞，最终导致严重肺动脉高压。

肥大细胞：肥大细胞通过分泌生物活性介质 tryptase（类胰蛋白酶）和 chymase（类糜蛋白酶），参与肺动脉高压 肺血 管 重 构[14,15]。PAH 患 者 血 液 和 肺 组织 中 肥 大 细 胞数量明显增加[2,16]，其分泌的 Tryptase 作用于蛋白酶 激 活受体 -2（PAR-2），通过激活细胞外调节蛋白激酶（ERK）信号通路，增加基质金属蛋白酶 -2（MMP-2）和纤连蛋白的合成，诱导肺血管平滑肌的增生，进而参与 PAH 的形成[17]。在主 动 脉 - 下 腔静脉 分 流联合 野百合 碱 PAH 动物模型中[18]，早期给予色甘酸钠能降低肺动脉壁厚度、肌化程度及壁 / 腔比，减轻肺血管重构。Gambaryan 等[19]在 低氧性肺动脉高压模型中，使用 CXCR4 和 CXCR7 拮抗剂抑制血液中 c-kit+ 前体细胞（包括肥大细胞 ）在肺血管的聚集，发现只有早期给予拮抗剂才能预防肺血管的重塑和血管壁 c-kit+ 细胞的聚集，在肺动脉高压形成之后再给予拮抗剂，并不能缓解肺血管重塑。这些结果表明肥大细胞可能只在肺血管重构的早期起作用，靶向肥大细胞的治疗在疾病的早期可能发挥最佳的效应。

其他细胞：树突状细胞和自然杀伤细胞也参与肺动脉高压的形成。IPAH 患者外周血中髓样树突状细胞数量减少， 并 且 伴 有 功 能 缺 陷[5]。Perros 等[20]研 究 发 现，IPAH患者及 PAH 大鼠肺动脉壁未成熟树突状细胞数量明显增多，提示树突状细胞可能在 IPAH 发病中起着重要作用。此外，PAH 患者外周血中自然杀伤细胞功能受损，包括杀伤免疫球蛋白样受体表达减少，细胞因子分泌减少，细胞毒作用降低及基质降解酶生成增加，表明自然杀伤细胞功能受损也参与了 PAH 肺血管的重构[6]。

2.2 细胞因子

白细胞介素（IL）-1 和 IL-6：IPAH 患者循环中 IL-1和 IL-6 表达明显增加[21]。野百合碱诱导的 PAH 模型大鼠肺组织中 IL-1 的表达增加，同时给予 IL-1 受体拮抗剂可以降低肺动脉压力，减轻右心室肥厚[22]。Miyata 等[23]发现每日皮下注射重组 IL-6 可以使大鼠肺小动脉壁增厚，产生肺动脉高压。IL-6 过表达小鼠更易出现远端小动脉的肌化、丛状病变、T细胞浸润等肺血管重构表现，形成肺动脉高压[24]。研 究 发 现，IL-6 可 以 通过 上 调 血 管 内 皮 生长 因 子及下调骨形成蛋白Ⅱ型受体和转化生长因子β受体2的表达，促进肺血管平 滑 肌 细 胞的增殖[25]；此外，它还可 以增加内皮细胞分泌 CX3CL1/fractalkine，促使更多的炎症细胞聚集。因此，IL-6 在肺血管重塑中起着关键的作用，它的拮抗剂可能具有一定的临床应用前景。

Fractalkine/CX3CR1 和 RANTES： Fractalkine 属于 CX3C 亚族趋化因子，主要由内皮细胞分泌，其受体CX3CR1 定位于 NK 细胞、单核细胞、淋巴细胞表面，可介导白细胞的黏附和聚集。在野百合碱诱导的 PAH 模型 中， 大 鼠 肺 动 脉 壁 Fractalkine/CX3CR1 表 达 增 加；Fractalkine 可 以 诱 导 大 鼠 肺 动 脉 平 滑 肌 细 胞 的 增 殖[26]。Balabanian 等[27]研 究 发 现 PAH 患 者 血 浆 及 肺 血 管 内 膜Fractalkine 表达增加，同时 T 淋巴细胞表面 CX3CR1 的表达 和 功 能上调，提示 Fractalkine/CX3CR1 可能参与 PAH的发病机制。RANTES（Regulated upon activation, normal T-cell expressed and secreted）主要由 T 细胞分泌产生，属于 C-C 亚族成员，可以通过不同的趋化因子受体，趋化单 核 细 胞 和 T 细 胞 聚 集。Dorfmuller 等[28]研 究 发 现， 重症 PAH 患者肺组织 RANTES 表达升高，而且主要由肺动脉内皮细胞产生，提示 RANTES在介导炎症细胞的趋化及与内皮细胞黏附中起作用。此外，RANTES也可能通过上调内皮素 -l及内皮素转换酶 -1 发生血管收缩而促进 PAH的形成[29]。

单 核 细 胞 趋 化 蛋 白 -1（Monocyte chemotactic protein-1，MCP-1)/CCR2 和基质细胞衍生因子 -1（Stromal cell derived factor-1，SDF-1）/CXCR4： MCP-1 属于 C-C类趋化因子，作用于其受体 CCR2后，对单核巨噬细胞具有特异性趋化激活作用。IPAH 患者血浆和肺组织中MCP-1 水平明显 增 高[30]；肺组织 中 增高的 MCP-1 主要 由肺血管内皮细胞分泌，可以促进单核细胞聚集和肺血管平滑 肌 细胞增 殖[31]，提 示 肺血管内 皮 细胞 MCP-1 的过度 表达参与了肺血管重构的炎症过程。SDF-1 是最近发现的一种细胞因子，属于 CXC 类趋化因子，它与其受体 CXCR4结合后，可以介导多种祖细胞的归巢和募集。IPAH 患者肺动脉的丛状病变中 SDF-1/CXCR4 表达增加，骨髓来源的 C-kit 阳性 前 体 细 胞 浸 润[32]， 抑 制 SDF-1/CXCR4 轴 可以减少骨髓前体细胞聚集到肺动脉，减少肺动脉内皮细胞的 增 殖和肺血管重构[33]。这提示 SDF-1/CXCR4 轴诱导的骨髓前体细胞聚集在肺动脉重构中起着重要作用。

2.3 补体

IPAH 患者肺血管壁 C3d 沉积显著增加[34]，血浆 C3 和C4a 水平增加，可以作为生物标记物帮助 IPAH 的诊断[35]。在低氧性 PH 模型中，C3 基因敲除的小鼠肺动脉炎症减轻，血小板的激活和纤维蛋白沉积减少，表现为肺动脉重构程 度 减 轻，压 力下 降[34]。 这些 研 究表 明补 体 系 统 在 PAH形成中也起着一定的作用，但确切的机制仍有待于进一步阐明。

3 免疫调节治疗的研究现状

动物模型中，靶向免疫炎症的治疗可以有效地缓解PAH。糖皮质激素（Glucocorticoid, GC）具有抗炎和免疫调节作用。体外实验中，GC可以通过调节核转录因子NF-kB 的转录，抑制特发性肺动脉高压患者肺动脉平滑肌 细 胞 的 增 殖[36]。 在 体 实 验 中，GC 可 以 减 少 野 百 合 碱（Monocrotaline, MCT）诱导的 IL-6 表达和炎症细胞浸润，逆 转 MCT 诱导 的 PAH[37]。 近几 年， 雷帕 霉素、 雷 公 藤 和白藜芦醇的抗炎和免疫抑制效应也逐渐受到关注。雷帕霉素、雷公藤和白藜芦醇干预 MCT处理的大鼠，可以减少炎症细胞的浸润和肺血管的重构，降低右心室肥厚程度及改善血流动力学指标[38,39]。值得一提的是，这些治疗几乎都是采用 MCT 模型，但是 MCT 模型本身就是一个炎症致内皮细胞损伤的轻度 PAH 模型，几乎目前所有的药物对这 个模 型 都具 有 治疗 效 果[40]。 因此，在 不 同 PAH 模 型 及临床试验中评价这些药物的治疗效应具有重要的意义。

4 问题与展望

综上，免疫炎症反应在 PAH 起始和形成过程中起着重要的作用。免疫细胞及其分泌的细胞因子影响肺血管的收缩功能，调节肺血管内皮和平滑肌细胞的生长、迁移和分化，最终导致肺动脉重构。靶向免疫炎症的治疗成为目前 PAH研究的一个热点。但是仍然有很多问题有待解决，如免疫炎症反应参与肺动脉重构的确切机制，免疫炎症反应和遗传的关系及不同类型 PAH 发病过程中免疫炎症机制的差别，这些问题的解决将极大的促进我们对PAH 发病机制的了解。

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2013-04-17）

（编辑：梅平）

100037 北京市， 北京协和医学院 中国医学科学院 阜外心血管病医院 肺血管病诊治中心

郑亚国 博士研究生 主要从事心血管研究 Email：zhengyaguo@126.com 通讯作者：熊长明 Email：xiongcm2000@yahoo.com.cn

R541

A

1000-3614（2013）06-0469-03

10.3969/j.issn.1000-3614.2013.06.019