细胞凋亡相关因子与咳嗽变异性哮喘关系的研究

张晶洁，徐荣谦，王俊宏，孙洮玉

(北京中医药大学东直门医院，北京 100700)

咳嗽变异性哮喘(CVA)是支气管哮喘的一种特殊类型，是慢性咳嗽的主要原因之一[1]。近年来，CVA的发病率逐年增多，成为儿童的多发病、常见病[2]。本病发病机制尚不十分清楚。可能与患儿的体质以及外界环境因素相关，同时有一定遗传倾向，是一种受环境与遗传因素双重影响的疾病[3]。有研究[4]指出，CVA是一种由多种细胞，包括炎性细胞、气道结构细胞和细胞组分参与的气道慢性炎症性疾病。在众多炎性细胞中嗜酸性粒细胞是主要致炎细胞，气道中嗜酸性粒细胞的减少有助于炎症减轻与消退。嗜酸性粒细胞凋亡异常可能在维持慢性气道炎症中发挥着决定性作用。

1 细胞凋亡

细胞凋亡，1972年由Kerr[5]教授根据形态学特征首先提出。它参与体内细胞数量的调节，并清除体内无功能、对机体有害、突变的以及受到损伤后不能存活的细胞，在发育和机体的稳态调节中发挥重要作用。凋亡的通路分为外源性和内源性。前者研究热点集中在Fas/FasL系统，它是介导细胞凋亡的主要形式。内源性凋亡通路中，Bcl-2基因家族是最受重视的凋亡调控家族。而激活Caspases家族是凋亡进行的必须途径。2条通路的下游效应分子Caspase8和Caspase9分别再激活Caspase3。因此，Caspase3是整个凋亡级联反应的一个关键调节点。

2 细胞凋亡与咳嗽变异性哮喘

CVA的病理改变是持续气道嗜酸粒细胞炎症反应与气道高反应性[6]。外周血及气道内嗜酸粒细胞增多，其原因可能是产生增多，也可能是凋亡减少。嗜酸粒细胞凋亡障碍导致其生存延长与哮喘的气道炎症相关[7]。嗜酸粒细胞凋亡的调控成为控制气道炎症反应的关键环节。研究[8]证明哮喘的气道炎症与细胞凋亡相关，嗜酸性粒细胞凋亡的减少是导致肺组织及气道中嗜酸性粒细胞增多的重要原因。此外，有研究[9]结果表明哮喘患儿气道慢性炎症持续存在的原因可能是淋巴细胞凋亡下降所致。

3 细胞凋亡相关因子与咳嗽变异性哮喘

3.1 Fas-FasL Fas与其配体FasL结合诱导细胞发生凋亡，是细胞凋亡最主要的途径之一[10]。它们的主要作用是参与外周T淋巴细胞克隆的清除和活化的T细胞的凋亡，具有免疫下调作用。Fas/FasL系统异常是急性肺损伤、急性呼吸窘迫综合征(ARDS)和哮喘等肺部炎症的重要发病机制。在哮喘大鼠淋巴液、血液、BALF中均存在明显的淋巴细胞早期凋亡障碍和Fas/FasL表达降低[11]。

3.1.1 Fas Fas属肿瘤坏死因子(TNFR)受体和神经生长因子受体(NGFR)超家族成员。又称为死亡蛋白。研究[12]发现T细胞Fas表达缺陷，是导致哮喘炎症的持续存在和产生一系列的哮喘症状(如黏液栓形成、气道高反应性等)的重要因素之一。在气道炎症时大量淋巴细胞表面的Fas表达上调并且经过Fas/FasL途径诱发凋亡[13]。Yousefi等[14]研究指出Fas抗原是诱导嗜酸细胞凋亡的主要因素，Fas表达与激活的降低是导致嗜酸细胞凋亡减少的重要原因。Fas不仅可以阻断凋亡拮抗信号的传递，还可以启动嗜酸细胞的主动凋亡。缺乏Fas介导的嗜酸性粒细胞死亡可能是哮喘时慢性气道炎症的重要因素[15]。

3.1.2 FasL FasL为Fas的天然配体。属于肿瘤坏死因子相关的Ⅱ型跨膜蛋白。Fasl表达比较局限，主要表达活性T细胞、NK细胞以及IAK细胞等免疫细胞的细胞膜上。研究[16]指出哮喘气道内炎症的消除需要Fas及FasL介导的细胞凋亡清除无用的炎性细胞来实现。

3.2 Bcl-2基因家族 Bcl-2基因家族按功能分为抑制和促进凋亡基因。二者的比例决定细胞是否发生凋亡。Bax增高促进细胞凋亡，Bcl-2增高抑制细胞凋亡，Bcl-2/Bax比率的高低与细胞是否凋亡有关[17]。

3.2.1 Bcl-2 Bcl-2过度表达可以抑制细胞死亡，阻碍或延迟正常细胞的分化。主要是对抗引起线粒体破裂的离子失衡，阻断细胞色素C的释放，也可直接抑制Caspase的活化，从而抑制细胞凋亡。哮喘气道重塑过程中，由于气道炎症导致气道上皮损伤，机体通过提高支气管上皮中的Bcl-2含量从而抑制上皮细胞凋亡以对抗气道重塑[18]。Bcl-2可以抑制T、B以及中性粒细胞的凋亡，提高他们的存活能力。哮喘患者痰中嗜酸细胞Bcl-2表达明显增多，而且他的表达与嗜酸细胞阳离子蛋白及白介素的水平呈正相关，与1秒钟用力呼气量/最大肺活量呈负相关，表明Bcl-2可以延长哮喘时嗜酸细胞的存活而减少其凋亡[19]。

3.2.2 Bax Bax为Bcl-2基因家族中第一个被确认有细胞凋亡促进作用的成员,其作用与Bcl-2相反，两者形成异二聚体，协同调节细胞凋亡[20]。嗜酸粒细胞凋亡过程中Bax解聚并从胞质或胞核中移至线粒体，线粒体便释放细胞色素C，扰乱线粒体膜电位，从而激活caspase，使嗜酸粒细胞凋亡[21]。因此，通过提高Bax含量可促进细胞凋亡抑制气道重塑，减少肺部炎症反应[22]。

3.3 Caspase3 Caspase家族是执行凋亡的最终途径。Caspase-3位于2条细胞凋亡信号传导通路的中心位置，其活化后直接参与切割细胞多种结构蛋白和功能蛋白，使细胞以凋亡形式解体。因此，它的活化是各种凋亡形态所必须的[23]。在哮喘发作时肺组织中caspase-3的表达降低，而此时肺泡灌洗液中嗜酸细胞数增多，嗜酸细胞的凋亡受到抑制，表明嗜酸细胞的凋亡有部分是通过caspase-3介导的[24]。

4 结语

CVA的主要病理学特征为气道炎症、气道高反应性以及气道重塑。不论是嗜酸细胞还是T淋巴细胞的凋亡均参与了CVA这些病理性过程。在分子生物学水平上进一步研究CVA的发病机制以及细胞凋亡相关因子与其关系，将有利于在临床中的寻找新途径、新药物应用于CVA的治疗。达到进一步防止CVA演变为典型哮喘，从而造福广大患者的目的。

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