免疫炎症在肺动脉高压中的研究进展

缪美琪 冯晓岚 尹小龙 戴海龙

肺高血压(PH)是一类常见的肺血管疾病，其主要病理生理学特征是静息状态下肺动脉压力升高，同时合并不同程度的右心功能衰竭。肺动脉高压(PAH)是由于肺小动脉重塑导致肺血管阻力(PVR)和肺动脉压力的升高[1]。PAH的发生发展过程与肺血管结构和(或)功能异常密切相关，但PAH的发病机制尚未完全阐明。近年来越来越多的研究显示,免疫炎症在PAH的发生发展中起关键作用[2]。

一、免疫细胞

1.T淋巴细胞：T淋巴细胞(简称T细胞)在PAH的血管重塑中起十分关键的作用。相关研究结果指出，CD4+T细胞是一种炎性浸润细胞，在PAH的肺血管重塑中起一定作用[3]。有研究发现PAH大鼠肺部CD4+T细胞数量升高的同时，CD8+T细胞数量下降[4]。调节性T细胞(Treg细胞)的主要功能包括诱导自我耐受和抑制自身免疫反应。Wang等[5]研究结果显示，通过增加Treg细胞可以有效地减轻左心室衰竭小鼠的肺部炎症，减轻右心室肥厚和进一步的左心室功能障碍。与此同时，有学者发现，在特发性PAH(IPAH)患者的肺动脉中辅助性T细胞(Th细胞)和细胞毒性T细胞募集，Treg细胞水平降低[6]。上述研究结果提示，在肺血管重构中，Th细胞和细胞毒性T细胞促进炎症，而Treg细胞能够抑制炎症，改善肺血管重构。

2.B淋巴细胞：B淋巴细胞(简称B细胞)可以由CD4+细胞刺激分化而成，并被激活分泌多种自身抗体如抗核抗体(ANA)。CD19-hBTK转基因小鼠中B细胞特异性布鲁顿酪氨酸激酶(BTK)过表达可诱导ANA的产生[7]。Heukels等[7]研究发现，肺损伤与B细胞活化增强相结合足以诱发小鼠的PAH症状，同时在IPAH患者中，B细胞受体信号(BCR)传导增加和循环Th17细胞极化增加，表明适应性免疫激活可能有助于IPAH的血管重塑和疾病发生。

3.肥大细胞：肥大细胞(MCs)在骨髓生成，内部充斥着富含肝素钠和组胺的囊泡小体，常见于各组织中。Xu等[8]研究结果显示，野百合碱(MCT)诱导的PAH雄性SD大鼠肺组织中存在MCs的过度浸润和脱颗粒，提示MCs在肺血管重塑中具有关键作用。Liu等[9]的研究结果表明，MCs在急性缺氧的条件下能快速募集、诱导和分泌类胰蛋白酶、白细胞介素(IL)-6、组胺(His)、5-羟色胺(5-HT)及血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)等细胞因子，从而进一步促进肺微血管收缩，参与肺血管重塑并增加肺动脉压力，促进慢性PAH的形成。

4.巨噬细胞：对于PAH患者而言，巨噬细胞的募集能够导致肺血管纤维化，在疾病的发生发展过程中起十分关键的作用。有学者指出，降低巨噬细胞数量能够有效控制PAH进展。Tian等[10]指出，巨噬细胞受刺激产生白三烯B4(LTB4)，进而损伤肺动脉内皮细胞(PAECs)致其凋亡，导致PH，且LTB4的拮抗作用能够在一定程度上减缓PH的发生。此外，巨噬细胞在炎症环境下极化，不仅能够诱导如肿瘤坏死因子(TNF)-α等促炎症因子的分泌，还能够在一定程度上分泌如血管内皮生长因子(VEGF)等生长因子，其与血管壁的相关受体相结合，诱导血管壁细胞的增殖，从而导致血管重构，诱导PAH[11]。

5.其他细胞：PAH的发生发展中还伴随中性粒细胞、自然杀伤细胞(NK细胞)及树突状细胞(DC细胞)等免疫细胞的参与。Wang等[12]发现髓样DC细胞数量在IPAH患者外周血中减少，并伴有功能缺失。目前，已在PAH患者及多种啮齿动物疾病模型中发现NK细胞数量减少及功能受损。Rätsep等[13]报告了NK细胞功能不全的小鼠模型(Nfil3-/-和Ncr1-Gfp)中PAH的发展，如右心室收缩压(RVSP)增加和肺动脉肌化；同时表明，在NK细胞严重受损或丢失的情况下，血管异常可能会超出肺循环并影响全身血管功能。这些发现强烈支持NK细胞在维持肺和全身血管稳态中的作用，并表明NK细胞损伤是PAH发病机制的重要因素。髓过氧化物酶(MPO)是一种在中性粒细胞中大量表达的酶，可通过Rho激酶在体内和体外促进肺血管收缩，Klinke等[14]在Mpo-/-小鼠肺中观察到MPO大量增加，发现Mpo-/-小鼠可抵抗缺氧引起的PAH，而在SuHx大鼠模型中，PAH可被MPO抑制剂AZM198减弱。

二、炎症因子

PAH患者血管周围出现明显的炎症细胞浸润，免疫细胞受到刺激后生成的炎症因子能够调节造血系统功能的信号蛋白，促进机体发生炎症反应，进而参与PAH进展。

1.IL-1β：IL-1可由平滑肌细胞(SMC)产生，分为α、β两种。Voelkel等[15]提出，在MCT诱导的PAH大鼠肺中会生成过多的IL-1β，连续注射重组IL-1受体拮抗剂(anakinra)会极大程度地降低肺动脉压，达到逆转右心室肥大的效果。Trankle等[16]的实验结果初步表明，在PAH和右心衰竭(简称右心衰)患者中使用anakinra阻断IL-1安全且可行。将来需要进一步研究来验证这些发现并探索这种策略的治疗潜力。

2.IL-6：作为一类多效促炎细胞因子，PAH患者和PAH动物模型的肺与血清中IL-6水平会有所上升，且家族性肺动脉高压(FPAH)和IPAH患者的预后与IL-6水平的升高存在密切联系[17]。在缺氧诱导的PH模型中，IL-6 mRNA和蛋白表达水平升高，IL-6基因敲除小鼠的PAH和右心室肥厚得到改善[18]。尽管有大量数据证实肺血管疾病患者出现了IL-6水平升高，但IL-6参与PAH形成的机制尚不清楚。

3.TNF-α：TNF-α是重要的免疫调节因子，能够促进肺动脉平滑肌细胞(PASMCs)的增殖水平，诱导血管重塑[18]。研究发现在左心疾病引起的PH早期，炎症反应参与肺血管重构，肺静脉发生炎症的持续时间及相关因子的表达早于肺动脉和肺组织。肺静脉机械牵张可能通过牵张激活离子通道(SAC)/有丝分裂原激活蛋白激酶 (MAPKs)通路的介导上调IL-6、TNF-α的表达[18]，这为未来的临床治疗提供了新的靶点。

4.巨噬细胞移动抑制因子(MIF)：作为一种多效性上游促炎介质，MIF是PH治疗的一个有前景的分子靶点，因为MIF有助于血管周围炎症和肺动脉重塑[19]。Lv等[20]的研究数据显示，PAH患者的MIF水平升高，MIF水平与平均肺动脉压力(mPAP)之间具有相关性。多聚二磷酸腺苷核糖(PAR)聚合酶(PARP)-1、PAR、凋亡诱导因子(AIF)及MIF水平升高可能与细胞增殖或凋亡有关；然而,当这些因素共同作用时，可能会发生新型细胞死亡(parthanatos)。目前还缺乏关于PH中parthanatos的报道，但有各种迹象表明，parthanatos可能存在于PH的发生和发展过程中。

三、趋化因子

炎症在PAH的发展中起核心作用，免疫细胞的募集和功能受趋化细胞因子(也被称为趋化因子)的严格调控。PAH的发生和进展与肺血管系统中几种趋化因子及趋化因子受体的表达失调有关。

1.CX3CL1/CX3CR1：Fractalkine(CX3CL1)是通常情况下存在于内皮细胞中的一种免疫趋化因子。一般在神经元、内皮细胞及上皮细胞等其他非淋巴谱系中表达，并通过跨膜受体(CX3CR1)发挥介导白细胞募集的作用[21]。PAH的发生与CX3CL1在肺部的上调有关。目前已在PAH患者及MCT大鼠、HOX小鼠等不同的动物模型肺组织中观察到了CX3CL1及CX3CR1水平增高的现象，而CX3CR1的缺失则阻止了肺小动脉重塑[22-23]。

2.CCL2/CCR2：CCL2、CCR2在人类PAH和几种PAH啮齿动物模型的肺中上调[21]。同样，Amsellem等[23]发现CCR2缺陷小鼠在常氧条件下会产生自发性PAH，而在缺氧PH期间，由于激活的Notch信号传导，CCL2、CCR2在肺组织表达增加，会加剧PAH的发生。然而，Florentin等[24]发现CCR2缺陷小鼠与WT小鼠相比在缺氧环境下肺小动脉重构减轻。总之，CCL/CCR2轴显然参与了导致PAH的病理过程，希望以上研究结果矛盾的问题可在未来得到解决。

3.RANTES：RANTES(CCL-5)是T细胞和单核细胞的重要趋化因子，可促进循环白细胞与血管内皮的紧密粘附。在PAH小鼠肺组织中，内皮细胞是肺动脉壁内CCL-5的主要来源。CCL-5可通过诱导内皮素转化酶-1和内皮素-1系统在PAH中发挥间接作用。此外，Nie等[25]研究发现，CCL-5在SuHx大鼠诱导的PAH肺组织中表达增加，CCL-5缺乏可通过增强Cav-1依赖的BMPR2信号来逆转PAH的肺动脉闭塞性改变，证明CCL-5对PAH的发病机制有一定贡献。

4.CXCL8/CXCR1/CXCR2：CXCR1和CXCR2等趋化因子受体能够结合主要由巨噬细胞等产生的CXCL8(IL-8)。Bryant等[26]研究发现使用拮抗剂SB225002来抑制CXCR2，通过减少G-MDSC向肺的募集可以缓解PH，且IPF-PAH患者会出现CXCL8与CXCL1同时上调。Tan等[27]的研究发现，与对PAH有抗性的蛋鸡相比，肉鸡会出现自发性PAH并伴有丛状病变，其CXCL8的表达降低。

四、补体

补体系统是与各种促炎和自身免疫疾病有关的先天免疫的关键因素，还参与了凝血、血管生成、组织修复等非免疫过程，所有这些都与PAH的发病机制有关[28]。Frid等[28]发现，免疫球蛋白驱动的补体系统激活是实验性缺氧性PH启动过程中调节促炎/促增殖过程的关键病理生物学机制。此外，Frid等[28]在多种PH动物模型和PAH、IPAH患者肺组织中均观察到C3d沉积，证明补体激活是PH/PAH的标志物。Frid等[28]的实验还表明PAH患者的生存预后可由“补体-PAH网络”决定。补体信号传导是否可以作为PAH的生物标志物和治疗靶点将是未来的研究方向。

五、免疫靶向治疗的临床研究

目前针对免疫的靶向治疗也越来越多。系统性硬化症相关肺动脉高压(SSc-PAH)有很强的自身免疫成分，部分是由B细胞驱动的。正在进行的一项前瞻性、双盲、安慰剂对照试验采用抗CD20单克隆抗体利妥昔单抗(NCT01086540)研究SSc-PAH患者的B细胞耗竭[29]。Tocilizumab是一种安全有效的IL-6受体拮抗剂，主要用于类风湿关节炎，并在硬皮病中也表现出疗效，目前正在进行一项用于PAH患者通过静脉注射tocilizumab评估治疗PAH方法的安全性和潜在疗效的研究[30]。

六、问题与展望

PAH是临床上的一种难治性疾病，免疫炎症及炎症因子在PAH的形成和血管重构中起关键作用。临床靶向免疫炎症治疗可能在未来为PAH的治疗提供一个新的方向，但目前仍有许多问题尚待解决。