表皮生长因子类蛋白在急性肺损伤中的作用研究进展

王思露，蒙臣，王雪，李清，王贤裕

(湖北医药学院附属医院 十堰市太和医院，湖北十堰442000)

急性呼吸窘迫综合征(ARDS)是一种高病死率的重症呼吸系统疾病，目前临床治疗方法十分有限。因此，对ARDS病理机制和治疗措施的研究一直是危重病医学的重点与难点，其中深入了解急性肺损伤(ALI)的病理机制是研究ARDS的重要基础。表皮生长因子(EGF)类蛋白包括双调蛋白(Areg)、EGF、转化生长因子α(TGF-α)、细胞调节素(BTC)、肝素结合性表皮生长因子(HB-EGF)、上皮调节蛋白(Ereg)以及神经调节蛋白(NRG)等，主要和EGF受体家族结合，促进细胞的生存、增殖和分化。最近，研究发现EGF类蛋白在ALI的发生、发展过程中发挥了重要的调控作用。现对EGF类蛋白在ALI发生、修复以及肺纤维化过程中的作用做一综述。

1 Areg在ALI中的作用

最初，Areg是在人乳腺癌细胞的培养基中被发现的。因此，早年对Areg的研究集中在肿瘤领域。随着研究的深入，Areg在组织损伤修复方面的作用逐渐为人所知[1,2]。对肺组织而言，Areg的作用贯穿于多种生理、病理进程。在正常肺组织中，Areg有一定量的表达，可调节肺上皮细胞的增殖、凋亡和迁移[1,2]。

当内毒素、病毒感染、博来霉素等诱发ALI后，肺内Areg的表达水平显著增加[2～4]。这说明在ALI急性期，Areg表达上调是普遍存在的。我们的研究显示，上调的Areg能够抑制炎症反应，减轻肺水肿，减少肺泡上皮细胞凋亡，进而减轻肺损伤。其他动物实验也显示，Areg能够明显改善病毒感染、博来霉素等所导致的ALI，提高动物存活率[3,5]。

在急性损伤过后，肺组织中的Areg仍然维持在较高水平，这为修复期Areg继续发挥生物学作用提供了基础。研究发现，在灰尘暴露所致的肺损伤中，Areg能够促进支气管上皮细胞增殖[1]；在流感病毒性肺损伤中，肺内的天然淋巴细胞通过分泌Areg修复肺泡-毛细血管屏障，促进肺组织功能恢复[6]。而当Areg基因缺失后，小鼠对肺部感染和炎症的清除能力严重下降，直接抑制了恢复进程[3]。这些研究表明，除了抑制急性损伤，Areg还具有促进肺组织修复的功能。

在修复晚期，肺内Areg的表达逐渐恢复至基线水平[7]。然而，Areg反应过度很可能会使肺组织出现纤维化。在博来霉素诱导的肺纤维化中，敲除Areg基因能够明显减轻小鼠肺纤维化程度[8]；哮喘患者肺中肥大细胞所分泌的Areg，能促进肺纤维细胞的增殖[9]。而当Areg表达下调，与肺纤维化相关的反应，如TGF-β1介导的纤维细胞增殖和内皮间质转化(ECM)相关基因的表达均被明显抑制[10]。但是也有研究表明，在博来霉素所致的ALI中，间断给予Areg能够减少肺组织内的胶原含量，抑制纤维化发生。由此可见，Areg对肺纤维化的作用有矛盾之处：敲除Areg基因减少内源性表达能够减轻肺纤维化[8]，而给予外源性Areg也能减轻肺纤维化。这种矛盾除了实验设计的不同，还可能与靶细胞的种类有关。肺组织含有上皮细胞、内皮细胞、纤维细胞等，Areg作用于纤维细胞能够增强纤维化反应，而作用于肺泡上皮细胞又能促进修复发生。因此，如何精准调控Areg对不同细胞的作用效果，仍是一个需要解决的重要问题。

目前，Areg在肺损伤中的研究仅限于动物与细胞实验，尚未推广至临床应用。Areg能够减轻肺部急性损伤，促进肺组织修复，具有较好的应用前景，但其对肺纤维化的作用仍需进一步研究。

2 EGF在ALI中的作用

早在胚胎发育时期，EGF就能促进肺泡表面活性物质的合成[11]。在母猴分娩前给予EGF能够增加新生猴肺泡表面活性物质，降低出生后呼吸窘迫综合征的发生率。此外，EGF还能促进肺泡上皮细胞(AEC)基底侧的钠泵表达，增强钠离子的重吸收，提示EGF可能与肺内液体的重吸收密切相关。在石棉、萘、博来霉素等诱发ALI后，肺组织内的EGF表达量迅速升高[12]。在对兔ALI的研究中发现，EGF能够减少肺毛细血管的渗透，促进肺组织水肿液的转运清除，改善兔的呼吸状态，减轻肺损伤。相对于Areg，EGF在ALI的作用研究较少。除稳定肺泡功能与促进肺水清除外，EGF在ALI中是否具有抗炎与抗凋亡作用，目前还不清楚。

在损伤后修复期，EGF也有较高水平的表达。EGF不仅能促进肺泡Ⅱ型上皮细胞(AEC2)增殖，还能趋化AEC2迁移，这与肺修复过程中的肺泡再生密切相关。在单侧肺切除后，给予EGF能够促进剩余肺组织的质量与体积代偿性增加。此外，EGF还能促进血管内皮细胞的增殖和迁移，从而促进肺血管的修复。然而，研究也证明，EGF能够促进纤维细胞的增殖[13]和肺纤维化的发生[14]。

3 NRG在ALI中的作用

目前，已知的NRG有NRG-1、NRG-2、NRG-3、NRG-4四种亚型，其中对NRG-1的研究最多。在正常肺组织中，NRG-1有一定的基础表达。临床研究显示，在ARDS患者的支气管肺泡灌洗液和血浆中NRG-1水平均有显著增加，且其水平与肺损伤程度呈正相关。因此，NRG-1可以作为ALI的辅助诊断指标[15]。

在动物实验中，ALI小鼠肺组织内NRG-1表达水平也明显升高[15]。细胞研究表明，在正常情况下，NRG-1能够直接损伤肺泡上皮细胞间的紧密连接，破坏其屏障功能[16]。而在细胞划痕实验中， NRG-1又能促使“划伤”的AEC形成连接，促进划痕“愈合”[16]。另外，NRG-1还能促进AEC2的增殖。这提示NRG-1在肺损伤中的作用比较特殊，即损伤时促进损伤，而恢复时促进恢复。但是，也有实验给出了矛盾的结果。Nethery等[12]研究发现，在博来霉素引发的ALI模型中，抑制NRG-1信号能减轻肺损伤程度，提高生存率，说明NRG-1在ALI中有促损伤作用；Miyata等[17]的研究结果却显示，在相同的模型中，给予外源性NRG-1明显抑制了肺内的炎症反应，2周后小鼠生存率提高，纤维化损伤显著缓解，提示NRG-1在肺损伤中表现出了保护作用。这种矛盾可能来源于干预方式的不同，尚需进一步研究证实。

4 HB-EGF在ALI中的作用

HB-EGF也是一种促进细胞增殖与分化的小分子蛋白[17]，也能在肺损伤后表达增加，且在急性期和修复期都维持在较高水平，而在修复后期降至基线水平[7]。目前，关于HB-EGF对肺损伤作用的研究主要是在全身炎症反应综合征(SIRS)的基础上进行的。在肠道缺血再灌注损伤引发的SIRS中，肺组织受到严重破坏，HB-EGF能够抑制肺部炎症细胞的浸润，减少肺组织细胞凋亡，降低肺部血管的渗透性，进而减缓肺损伤。在烧伤引起的SIRS中，HB-EGF也能发挥类似的功能[18]。然而，在直接损伤因素(如内毒素、博来霉素)所导致的ARDS中，HB-EGF究竟有何作用，目前的相关研究还很少。

多项研究证实，HB-EGF能够强化肺组织的修复能力。当小鼠一侧肺组织被切除后，健侧肺内的HB-EGF表达增加，并促进肺组织代偿性增生。HB-EGF不仅能加强气道上皮细胞的修复能力，还能促进AEC2的增殖反应，从而直接促进肺泡再生[19,20]。需要注意的是，细胞研究表明了HB-EGF还可以促使肺纤维细胞增殖[21]，但目前尚缺乏动物实验证明HB-EGF对肺纤维化的作用，不能仅凭细胞实验来断定HB-EGF促进肺纤维化发生。因为有文献报道，HB-EGF能抑制小鼠肝脏的纤维化反应[22]。因此，HB-EGF对肺纤维化的影响仍需进一步研究。

5 TGF-α在ALI中的作用

TGF-α分别与EGF和HB-EGF有42%和30%的同源性，也能在ARDS发生后表达升高，其升高水平与ARDS病死呈正相关。然而，动物实验发现，在某些化学物质(如镍与聚四氟乙烯)导致的ALI中，肺内TGF-α表达增加会减轻肺部损伤，说明TGF-α有肺保护作用。关于这方面的研究较少，还需在多种ARDS模型中得以验证。

TGF-α能促进AEC2的增殖，增强气道上皮细胞在机械性损伤后的修复反应，但目前其相应的动物研究较少。然而，TGF-α在肺纤维化中的作用已被较多研究证实。特发性肺纤维化患者肺组织中TGF-α表达明显升高,TGF-α能促进间充质细胞分泌胶原和黏多糖。将TGF-α敲除会减轻小鼠肺纤维化程度，而TGF-α过表达则加重肺的纤维化反应，说明TNF-α有显著地促纤维化作用。

6 Ereg和BTC在ALI中的作用

目前，关于Ereg和BTC在ALI中的作用研究很少，但是它们在损伤修复中的作用已经得到证实。研究表明，Ereg能够诱导肝脏干细胞的出现并促进其增殖[23]。在小鼠眼角膜损伤后，Ereg能够减少中性粒细胞的聚集，促进角膜修复[24]。与之类似，在小鼠外周神经损伤中，BTC促进了施旺细胞的增殖及髓鞘形成[25]。可见，Ereg和BTC能够促进组织的修复和再生，但是它们在ARDS中的作用还亟待研究。

综上所述，EGF类蛋白的大部分成员在肺损伤后有明显的表达升高，且与肺组织的损伤、修复与纤维化反应密切相关。然而，人们对EGF类蛋白在ARDS中的研究才刚刚开始，各种因子在损伤各个阶段所发挥的详细作用还不清楚，不同因子之间的相互反应更是研究空白。机体是一个精密调控的整体，它是如何协调好不同的EGF类蛋白在ALI的不同阶段发挥各自效应的，这将是今后研究的重要问题。另外，流行病学研究显示，曾患有ALI的患者肺部肿瘤发生率显著升高，这可能和EGF受体信号通路的激活有关[26]。如何利用EGF类蛋白抑制损伤、促进修复的特性，同时避免其诱导肿瘤发生发展的不良作用，这也是亟待探究的难题。只有解决了这些问题，EGF类蛋白才能应用于临床，造福于ARDS患者。