sPLA2-X在支气管哮喘中的研究进展

李晓露 ，张翊玲 ，马丽 ，张湘燕

1.贵州医科大学临床医学院内科，贵州贵阳 550004；2.贵州省人民医院呼吸与危重症学科，贵州贵阳 550002

支气管哮喘（简称哮喘）是种多因素疾病，以广泛多变的可逆性气流受限为特征的慢性气道炎症性疾病，这种慢性炎症与气道高反应性（AHR）相关。近年来全球哮喘的患病率呈逐年增长的趋势，据统计在2013年全球哮喘患者达2亿4100多万人，预计到2025年其人数将上升至3亿人以上[1]。

磷脂酶A2（PLA2）家族是一类催化磷脂二位酰基(Sn-2)水解的酶族，而超过1/3的PLA2属于分泌型磷脂酶A2(sPLA2)。因在哮喘患者的气道中发现分泌型磷脂酶 A2-X（secreted phospholipase A2 group X，sPLA2-X）是最主要的sPLA2亚型之一，从而作为“哮喘型sPLA2”而受到重视。已有研究证明sPLA2-X产生促炎的类二十烷酸及Th2细胞因子，在变应原诱导气道炎症的发生中起着关键作用，并导致AHR的发展。近年来许多国际上的研究显示它在哮喘的发病过程中起着不可忽视的作用，被认为是哮喘治疗的新靶点。

1 sPLA2家族概述

sPLA2家族广泛参与包括哮喘在内的多种疾病的病理过程之中，并且是多种疾病的起始、维持因素之一。sPLA2在哺乳动物中已发现10种具有酶活性的亚型（包括 PLA2-ⅠB、ⅡA、ⅡC、ⅡD、ⅡE、ⅡF、Ⅲ、Ⅴ、Ⅹ、ⅫA）和1种缺乏酶活性的亚型（ⅫB），主要参与胞外及体液中脂质代谢和信号途径，与细胞增殖及衰老、炎症、动脉粥样硬化、男性生殖、免疫系统等密切相关[2-3]。sPLA2主要通过与膜受体结合以及自身酶的活性来实现其在体内的生理、病理功能。sPLA2的受体有多种，如细胞膜磷脂酶A2受体（PLA2R）、肺泡表面蛋白、血浆Xa因子等。而sPLA2-X最初以酶原形式存在，前肽被水解后才成为有催化活性的酶 ，其受体为M型PLA2R。在小鼠实验中，sPLA2-X主要分布在肺、胃、肠、睾丸、巨噬细胞等，而敲除sPLA2-X基因（Pla2g10-/-）的小鼠表现为气喘反应减少、肾上腺皮质酮分泌增加、防止心肌缺血损伤、精子的获能和顶体反应受损、肥胖。

2 sPLA2-X与气道炎症

气道炎症存在于各哮喘亚型中，是AHR和气道重构的基础，研究发现sPLA2-X基因(PLA2G10)在哮喘患者气道中的表达水平相比其他sPLA2的基因表达更强烈，哮喘患者肺泡灌洗液（BALF）中sPLA2-X的水平比sPLA2-V和sPLA2-IIA都高，它可能是气道炎症中重要的PLA2亚型。

2.1 sPLA2-X调节炎症介质的释放

在sPLA2中sPLA2-X对于磷脂酰胆碱(PC)的水解能力最强，且在多种炎症细胞中表达，因此它主要通过与富含PC的细胞外膜结合，产生花生四烯酸（AA）和溶血磷脂酰胆碱（LPC）。在炎性反应中AA的大量出现是通过胞浆型磷脂酶A2-α（cPLA2α）与sPLA2两者相互作用而产生的，但sPLA2-X能够不依赖cPLA2α单独产生AA[4]。过去的研究认为cPLA2α是从细胞磷脂中释放AA起主要调节作用PLA2，但有研究表明sPLA2家族可以增强细胞中cPLA2α释放AA的作用，敲除PLA2G10比抑制cPLA2α对AA释放的影响大。炎性细胞内储存了大量的AA，当炎症发生时，细胞质中sPLA2-X的通过钙信号传导被激活，水解细胞膜上结合AA的酯键释放出AA，随后AA在酶的作用下合成类二十烷酸。AA随着时间的推移释放到细胞外液。与野生型小鼠哮喘模型相比，Pla2g10-/-的小鼠随着时间的推移减少了AA的释放[5]。上皮来源的sPLA2-X通过在分泌前介导AA的释放及分泌后作用于靶细胞如嗜酸性粒细胞，从而调节类二十烷酸代谢。而在类二十烷酸中如前列腺素E2（PGE2）、白三烯B4、半胱氨酰白三烯（CysLTs）等是强烈的促炎因子，作用于炎性细胞上的相应受体促进炎症的发展，是变应原所诱导的哮喘气道炎症及气道重塑的关键物质。

实验已证明sPLA2-X参与AA的内源性释放及CysLTs的形成。FMLP诱导cPLA2a介导的CysLTs的形成，sPLA2-X参与MAPK的级联的激活，特别是胞外信号调节激酶 (ERK)1/2和P-38MAPK途径，Ser505被磷酸化，从而激活cPLA2a，表明sPLA2-X通过调节部分MAPK级联途径及cPLA2a来调节嗜酸性细胞CysLTs形成[6]。同样，作为sPLA2-X底物的LPC含量的增加是哮喘患者气道上皮损伤起始或和进展中潜在的关键脂质介质，在中度以上哮喘患者的BALF中，伴随着sPLA2-X的活性增加，LPC的含量也随之增加，进一步加重哮喘。在气道炎症中sPLA2-X的表达可能与年龄有关，致敏后幼鼠的肺组织中5-脂氧合酶的水平升高，而成年小鼠的肺组织则是sPLA2-X、转谷氨酰胺酶2等表达增加，且在正常人的支气管上皮细胞中sPLA2-X表现为激素抵抗[7]。

2.2 细胞因子调控PLA2G10的表达

有实验发现[3]，肾上腺素和胰岛素明显抑制PLA2G10的表达，而表皮生长因子和氢化可的松在较小的程度上抑制表达。提示吸入糖皮质激素和β2受体激动剂可以调节上皮PLA2G10表达，从而改善哮喘的症状。许多与哮喘有关的细胞因子使PLA2G10的表达增加，这些因子包括 TNF/IL-1β、IL-13、IL-17，而 IL-4则抑制其表达。TNF/IL-1β可引起其他的sPLA2的表达从而增加PLA2G10表达，增加嗜酸性细胞形成CysLT[4]。维甲酸（RA）对上皮细胞的分化起着关键作用，经RA处理后，正常对照组的原代上皮细胞PLA2G10的表达较未经RA处理组增加，但各组间上皮细胞PLA2G10 表达对 TNF/IL-1β、RA、IL-13、IL-17 的反应没有明显的差异性[5]。

2.3 sPLA2-X与PLA2R

sPLA2-X作为PLA2R的高亲和力配体在人肺组织巨噬细胞与气道上皮细胞上表达[8]，但它在肺组织中与PLA2R的病理作用目前仍未完全明确。多项实验的研究结果显示在卵清蛋白所诱导的哮喘小鼠模型中，PLA2R缺失进一步导致sPLA2-IB及sPLA2-X的水平上升，从而引起促炎的类二十烷酸、Th2细胞因子升高，气道周围炎性细胞浸润明显增多，肺部炎症加重及AHR，同时肺组织中树突状细胞增多[8-9]，可能是PLA2R通过清除sPLA2-IB及sPLA2-X来防止它们所介导的气道炎症，从侧面证实sPLA2-X在变应原诱导的气道炎症的中起着关键作用。

3 sPLA2-X与AHR

sPLA2-X在协调吸入性过敏原所致的先天性和适应性免疫反应的中起核心作用，吸入蛋白过敏原增加了sPLA2-X在人类和小鼠气道中的水平[10]。卵清蛋白致敏小鼠后发现，Pla2g10-/-小鼠的肺组织CD4+T细胞、CD8+T细胞及嗜酸性粒细胞的浸润、气道粘液的分泌、AHR、气道重塑、Th2细胞因子及类二十烷酸的水平明显低于Pla2g10+/+小鼠的肺组织。近来Th17细胞在哮喘发病机制中的作用也日益受到重视。CD4+T细胞的亚群Th17细胞特异性的高分泌IL17。IL17可诱导机体上皮细胞、成纤维母细胞等产生IL-6、PGE2、粒-巨噬细胞集落刺激因子等，并与多种细胞因子如TNF-α产生协同作用[11]，从而加强炎症反应、增强气道平滑肌收缩、增殖和气道上皮通透性，通过对气道平滑肌的直接作用而产生变应原所致的AHR，并且IL17是sPLA2-X活化关键的调节分子[2]，可以通过提高气道上皮细胞上的sPLA2-X的表达间接提高气道反应性。

实验已证实，在Pla2g10-/-小鼠体内插入人类的sPLA2-X基因，小鼠可恢复变应原诱导的气道炎症和乙酰甲胆碱所致的直接AHR的能力，经敲除sPLA2-X基因或抑制sPLA2-X活性后，小鼠的气道炎症和AHR显著改善[12]。sPLA2-X参与运动诱发的支气管收缩（EIB）所致哮喘的发病过程，它的增加与EIB的严重程度即间接AHR的严重程度有关。在上皮PLA2G10表达没有差异的情况下，哮喘患者气道中sPLA2-X的分泌是增加的；在EIB(+)的哮喘组sPLA2-X的水平与无哮喘的对照组及EIB(-)的哮喘组相比较是增加的[5]。

sPLA2可能通过酶本身的作用使中性粒细胞弹性蛋白酶高分泌，而其中的sPLA2-X在气道上皮细胞、间质组织及肺泡巨噬细胞中广泛表达，现已在哮喘患者的BALF、外周血中发现中性粒细胞弹性蛋白酶明显升高，它可诱导上皮细胞释放IL-6、IL-8、黏蛋白等，并趋化中性粒细胞的聚集，分解弹性蛋白、肺表面物质，在哮喘患者AHR的发病过程中起一定作用。此外，严重哮喘发作时可出现缺氧，严重损害ATP的功能，释放出大量自由基，从而直接激活PLA2，如星形胶质细胞置于缺氧缺糖环境中，sPLA2的水平和活性都增加，同时有实验证明，BALF中sPLA2-X水平与正常对照组相比，在哮喘组是明显升高的，且与重度组的差异最大。

4 结语

未来可以通过抑制sPLA2-X的产生，在上游通路阻断炎症信号的传递进而阻止哮喘的形成与发展，以它为治疗靶点，关键是要了解sPLA2-X的作用机制，这种机制可以使免疫系统重新编程，避免疾病进一步加重。建立对这一过程和潜在机制的更深入的了解，可能有助于为包括动脉粥样硬化、糖尿病在内的多种疾病设计新的治疗方法。

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