CC10在下呼吸道慢性炎症性疾病中的作用研究进展

徐爱茹，彭杨*，陈诗颖，关伟杰，王德云

1广州医科大学附属第一医院呼吸内科/广州呼吸健康研究院/广州医科大学呼吸疾病国家重点实验室/广州医科大学国家呼吸系统疾病临床医学研究中心，广州 510120；2新加坡国立大学耳鼻咽喉头颈外科，新加坡 119077

呼吸道慢性炎症性疾病是人类面临的巨大挑战，近年来其发病率逐渐增高，严重威胁着人类的健康。呼吸道上皮黏膜结构(如纤毛细胞、杯状细胞、基底细胞和克拉拉细胞等)作为呼吸系统与外界相交通的第一道屏障，在抵御空气中的微生物、变应原和香烟烟雾等刺激的过程中扮演着重要角色[1-3]。其中，克拉拉细胞10 kD蛋白(Clara cell 10 kD protein，CC10)是呼吸道分泌物中表达最丰富的蛋白之一，在维持正常上皮功能、保证气道通畅和修复肺损伤等方面发挥重要作用[4-5]。CC10的异常表达与下呼吸道炎症，如慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)和支气管哮喘(以下简称哮喘)等的发生发展密切相关。本文综述CC10在下呼吸道慢性炎症性疾病中的研究进展。

1 生物学特性及分布

根据CC10的来源、相对分子质量和生物学特性，CC10也被称为克拉拉细胞分泌蛋白(clara cell secretory protein)、克拉拉细胞蛋白16(clara cell protein 16)、子宫球蛋白(uteroglobin)等。CC10为同型二聚体分子结构，分子量约为1.6 kD，由两条反平行方向的相同的多肽链构成[6]，其基因位于人类染色体11q12.3-13.1。最初发现CC10主要由位于细支气管的克拉拉细胞分泌，克拉拉细胞是一种非浆液性、非黏液性的柱状或立方状分泌性上皮细胞。后来研究发现，CC10广泛表达于所有与外界相通的黏膜上皮中，包括鼻腔、气管和各级支气管[7-9]。本课题组的前期研究(尚未发表)发现，在气管和各级支气管中，CC10主要由非纤毛上皮柱状的黏液性细胞分泌(图1)。

图1 CC10在支气管和细支气管样本中的表达特点(免疫荧光染色法)Fig.1 Characteristics of CC10 expressions in bronchi and bronchioles (immunofluorescence staining)

2 与炎症的关系

研究发现，CC10是一种免疫调节蛋白，在人体内的表达于2岁时达到高峰，可抑制辅助性Th2型细胞分化，可能在婴儿过敏性炎症的发病机制中起重要作用[10]。CC10与炎症的关系还包括抑制γ-干扰素(interferon-γ，IFN-γ)的生成，从而降低IFN-γ的抗病毒活性和吞噬刺激作用[11]。Pang等[12]研究发现，重组CC10蛋白可通过阻断气管上皮细胞中的NF-κB和p38MAPK通路，抑制脂多糖介导的肺损伤。在急性肺损伤期间，膜磷脂的损伤导致支气管肺泡上皮屏障破坏，而CC10的表达上调可起保护作用，能够抑制磷脂酶A2的活化，进而水解膜磷脂[13]。动物模型研究发现，CC10基因敲除小鼠在肺部过敏原刺激后表现出明显的嗜酸性粒细胞炎症[14]。小鼠的CC10缺乏会自发导致肺衰老表型加速，肺部炎症加重，这一系列的肺组织病理学改变与NF-κB通路的活化状态异常相关[15]。

3 与下呼吸道慢性炎症性疾病的关系

3.1 COPD COPD是呼吸系统最常见的疾病之一，与香烟接触及空气中颗粒物污染相关，表现为呼吸道上皮黏膜受损，黏膜下、肺实质及肺血管的慢性炎症反应，进一步发展为进行性加重的不可逆气流受限。虽然有大量临床对照研究和基础研究探讨预防和治疗中晚期COPD的方法，但效果甚微。国内外多个研究发现，吸烟者和COPD患者血清CC10水平均显著低于非吸烟者，如西班牙一项纳入869名受试者的研究发现，健康人血清CC10水平为(5.8±2.9) μg/L，随着受试者吸烟指数增加或肺功能下降，血清CC10的表达水平呈下降趋势[16]。有研究发现，活跃吸烟者的血清CC10水平最低，持续戒烟者的血清CC10水平最高，间歇性戒烟者的血清CC10水平中等，且血清CC10水平下降与第一秒用力呼气容积(FEV1)在9年内加速下降相关[17]。在COPD患者中，CC10在气道中的表达与气流阻塞的严重程度呈负相关[18]。Laucho-Contrer等[19]发现，CC10水平升高可预测COPD患者后续急性加重的风险降低，而CC10水平降低的患者出现急性加重的频率增高；与COPD GOLD Ⅰ-Ⅱ期患者比较，COPD GOLDⅢ-Ⅳ期患者呼吸道上皮中CC10的表达降低更明显。重度COPD患者痰液中CC10的含量显著低于中度COPD患者[20]。Van Miert等[21]研究845名吸烟青少年发现，重度吸烟组青少年鼻腔灌洗液中CC10水平明显降低。本课题组的前期预实验结果(尚未发表)发现，吸烟者细支气管中CC10阳性细胞的数量较正常组减少(图2)。

动物实验发现，在慢性烟草暴露的模型小鼠呼吸道上皮细胞中CC10的表达降低；且与野生型小鼠比较，暴露于烟草的CC10基因敲除小鼠发生了更明显的肺部炎症，出现肺泡间隔细胞凋亡、呼吸道黏液化生、肺气肿及小气道重塑等病理改变[22-23]。Pang等[24]发现，应用重组CC10蛋白治疗改善了烟草暴露引起的肺组织病理损伤，减轻了COPD，这可能是该蛋白通过NF-κB通路减少了肿瘤坏死因子-α、白细胞介素6(IL-6)和IL-8的释放所致。

图2 CC10在对照组(非吸烟者)和吸烟组(吸烟者)细支气管样本中的表达特点(免疫荧光染色法)Fig.2 Characteristics of CC10 expressions in bronchioles of control group and smokers (immunofluorescence staining)

3.2 哮喘 哮喘与气道高反应性相关，是由Th2型细胞及其相应的细胞因子如IL-4、IL-5和IL-13引起的，通常出现广泛而多变的可逆性呼气气流受限，导致反复发作的喘息、气促、胸闷和(或)咳嗽等症状。呼吸道黏膜上皮结构的完整性在哮喘发病机制中起关键作用，近年来受到越来越多学者的关注[25-26]。

Shijubo等[27]发现，与对照组相比，哮喘患者小气道中CC10阳性上皮细胞的比例明显降低，T细胞、活化的嗜酸性粒细胞和肥大细胞数量均明显增加并与CC10阳性上皮细胞比例呈负相关，即CC10阳性细胞减少可能与哮喘炎症控制不佳相关。一项纳入849例受试者的研究发现，血清CC10水平与哮喘患者的肺功能呈正相关，表明CC10缺陷可能与哮喘严重程度有关[28]。哮喘不吸烟者血清CC10水平显著低于健康不吸烟者，且血清CC10水平与哮喘患者的病程呈正相关[29]。此外，哮喘患者支气管肺泡灌洗液中CC10水平亦明显降低[30]。Broeckaert等[31]的研究发现了CC10基因型差异与儿童哮喘风险之间的显著关系，这种多态性可能会改变CC10的表达，从而改变气道炎症的控制。德国多中心过敏研究团队发现CC10基因的*A38G位点单核苷酸多态性影响支气管高反应性，这可能是德国儿童哮喘严重程度的遗传决定因素[32]。然而，英国的研究团队对英国(n=275)和日本(n=300)人群进行遗传关联研究发现，哮喘与CC10基因型无明显关联，表明CC10可能不是11q13哮喘的主要位点[33]。因此，未来需要更多研究探讨CC10基因表型改变与哮喘的关系。韩国的研究团队采用ELISA法测定哮喘和慢性阻塞性肺疾病重叠(asthma-COPD overlap，ACO)患者血清CC10水平发现，ACO患者血清CC10水平显著降低，且与FEV1、用力肺活量(FVC)、FVC 25%～75%时的用力呼气流量(FEV1/FVC)、肺活量和肺一氧化碳弥散量呈正相关，与吸烟指数、支气管扩张剂反应、残气量分数呈负相关。此外，血清CC10水平在频繁急性加重患者中显著降低[34]。动物实验亦发现，CC10基因缺陷小鼠受到卵清蛋白刺激后，会出现较高程度的嗜酸性粒细胞浸润，其肺组织中Th2细胞因子和嗜酸性粒细胞趋化因子的表达均显著增加[35]。上述研究结果提示未来应该更多地关注CC10及黏膜上皮细胞功能异常在哮喘发病机制中的作用。

笔者回顾相关研究发现，CC10的分泌和功能障碍与呼吸道慢性炎症的发生发展密切相关。近年来大量研究表明，表达CC10的细胞在呼吸道黏膜上皮修复中起重要作用，深入研究CC10的功能可能为将来治疗呼吸道疾病提供重要的靶点[36-37]。此外，近年来重组CC10蛋白的应用研究为CC10的临床推广提供了可靠依据，亦为临床上治疗COPD和哮喘等肺部炎症性疾病提供了新思路。