肺結節病細胞免疫機制與中醫藥治療研究進展※

劉 穎 馬 君

(1.湖北省襄陽市中醫醫院肺病科,湖北 襄陽 441000;2.山東中醫藥大學附屬醫院肺病科,山東 濟南 250014)

結節病是一種病因不明的系統性疾病,可累及全身各個器官,其病理特征是非干酪樣壞死性上皮樣細胞肉芽腫,90%以上累及肺部[1]。肺結節病有自愈性,大多數預后良好,但仍有1/3的患者會進展為慢性疾病,最終導致肺纖維化、肺動脈高壓、呼吸衰竭而死亡[2]。肺結節病發病機制暫不清楚,目前研究認為肺結節病的發病機制主要是病原體及抗原刺激引起機體免疫調節異常,從而導致相關細胞因子分泌,特定免疫細胞大量增殖,免疫炎癥過度修復引發局部組織炎性肉芽腫的改變[3]。因此,結節病治療的目標主要是抑制肉芽腫炎癥,調節增強的免疫反應,防止結節病進展為肺纖維化。

西醫治療肺結節病手段有限,首選糖皮質激素,但長期、大量使用,不良反應嚴重,且停藥后易復發[4]。激素不耐受者常采用免疫抑制劑治療,如甲氨蝶呤、羥氯喹等[5]。生物制劑因福利美、阿達木單抗通過拮抗腫瘤壞死因子α(TNF-α),可用于難治性結節患者,但有誘導結節病樣肉芽腫反應風險[6]。近年來,越來越多的研究表明,中醫藥本著“陰平陽秘”的宗旨,可多通路、多靶點作用于機體細胞免疫,對機體免疫系統具有獨特的調控優勢[7]。在臨床觀察中,許多患者通過口服中藥明顯改善了生活質量,使咳嗽憋喘癥狀得以控制。探討肺結節病的細胞免疫機制,發現有效的中醫藥治療方法并挖掘出其治療機制,對肺結節病的治療具有重要意義?，F將肺結節病的細胞免疫機制及中醫藥治療綜述如下。

1 肺結節病細胞免疫機制

1.1 CD4+T淋巴細胞 CD4+T淋巴細胞位于肉芽腫的外層,是結節病的關鍵組成部分。結節病患者CD4+T淋巴細胞高度活化,根據免疫微環境,可分化為輔助性T淋巴細胞1(Th1)、輔助性T淋巴細胞17(Th17)和調節性T淋巴細胞(Tregs),這些細胞又分泌大量的細胞因子、趨化因子,促進或抑制肉芽腫炎癥[8]。

1.1.1 Th1細胞 Th1也是肺結節病形成的主要細胞類型,在肺結節病的活躍期,對肉芽腫的形成、進展和對疾病的整體預后均具有重要作用[9]?；罨腡h1細胞釋放炎癥因子干擾素γ(IFN-γ)和白細胞介素2(IL-2),表達趨化因子受體CXCR3、CXCR6,介導細胞免疫,促進肉芽腫炎癥反應[8]。IFN-γ和IL-2與Th1細胞轉錄因子T-bet和CXCR3結合后增強Th1型免疫反應[10]。在脂多糖(LPS)的刺激下,肺結節病患者的支氣管肺泡灌洗液(BALF)細胞產生更多IFN-γ、IL-2、IL-18,而IL-2和IL-18又可誘導IFN-γ的產生,三者共同激活Th1型細胞活化[11]。另有研究發現,肺結節患者體內IFN-γ誘導蛋白10(IP-10)顯著升高,可促進Th1型細胞向炎癥部位募集,進而促進肉芽腫的形成[12]。

1.1.2 Th17細胞 盡管傳統認為結節病是Th1型免疫反應驅動的疾病,但近些年關于以分泌產生IL-17A為特征的Th17細胞的研究應運而生[13]。Th17細胞作為CD4+T淋巴細胞亞群,根據微環境的不同表現出顯著的可塑性,可分泌IL-17、IL-21、IL-22、IL-6和IFN-γ等細胞因子,在炎癥性疾病和自身免疫性疾病中發揮著重要作用[14]。維甲酸相關孤兒受體-γt(RORγt)被認為是Th17細胞譜系的主要調節因子,當機體遭遇抗原刺激時,可誘導Th17分化,并分泌IL-17炎癥因子[15]。IL-17還能促進一氧化氮(NO)的合成及前列腺素E2(PGE2)的表達,表現出強烈的致炎作用[16]。IL-17是Th17細胞中重要的促炎因子,可促使上皮細胞釋放炎癥因子及各種CXCL系列趨化因子、CC類趨化因子等,進一步增強肉芽腫局部炎癥反應[17]。例如趨化因子CCL20(CCR6的配體)有助于將促炎性Th17細胞從血液募集到肺中[18]。KAISER Y等[19]及HUANG H等[20]研究均表明肺結節病患者BALF中Th17細胞計數及IL-17、IL-23等炎癥因子均高于外周血。細胞毒性T淋巴細胞相關蛋白4(CTLA4)可抑制Th17的活化,使其活化終止,而肺結節病中縱隔淋巴結及BALF中CTLA4的分泌減少,從而削弱其對Th17細胞的抑制使其活化與增殖,進而促使肉芽腫的形成[21]。OKAMOTO Y Y等[22]用分枝桿菌感染IL-17A基因敲除小鼠,發現IL-17A是肉芽腫從初生期到成熟期成熟所必需的,且通過Th17細胞的過繼轉移,可促使肉芽腫的成熟,同時對毒性結核分枝桿菌的抵抗作用也減弱。因此Th17細胞的活化作用是肺結節病發病的關鍵。

1.1.3 Tregs細胞 結節病肉芽腫是免疫反應失衡的結果,除了免疫反應過度活化以外,免疫調節能力下降也參與了結節病的發生發展。Tregs細胞可直接殺傷免疫效應細胞,或間接誘導細胞凋亡,發揮免疫自穩功能,防止體內免疫持續活化狀態。Tregs細胞分泌IL-10、IL-4、轉化生長因子β(TGF-β)等抑制性細胞因子,或經膜表面的CD25直接接觸抑制CD4+、CD8+增殖,進而抑制免疫應答程度[23]。叉頭狀轉錄因子P3特異性轉錄因子(Foxp3)是Tregs細胞必不可少的轉錄因子,Tregs細胞的發育、分化、免疫調節直接受Foxp3的調節[24]。Foxp3通過阻斷多種炎癥因子在核轉錄因子κB(NF-κB)途徑上轉錄,從而阻斷IL-2、IL-4、IFN-γ等炎癥因子表達,達到抑制肺部肉芽腫炎癥的作用[25]。有研究表明[26],結節病患者外周血和BALF中Tregs細胞比例均較高,但伴有細胞免疫抑制功能受損,不能抑制Th1細胞免疫反應及炎癥細胞因子IL-6、IL-2、IFN-γ的分泌,反而加重肉芽腫炎癥。一項研究表明[27],Treg/Th17細胞的動態平衡比率隨著疾病的活動而呈下降趨勢,在復發性肺結節病的患者中,隨著治療的進行,Treg/Th17細胞的動態平衡比率上升到正常范圍。MIYARA M等[28]首次提出了Th1細胞與Tregs細胞之間的失衡與活動性肺結節病的關系。研究發現,Tregs細胞在肺結節病肉芽腫、外周循環血中及BALF中數量明顯增多,但Tregs細胞的免疫抑制功能卻下降,這表明Tregs免疫抑制功能與促炎免疫反應的相對能力之間的失衡是肺結節病發病的關鍵[29]。上述關于外周血或BALF中Tregs細胞數量目前還存在爭議,但Tregs細胞能調節肺結節病肉芽腫的炎癥反應是毋庸置疑的。

1.2 巨噬細胞 結節病肉芽腫結構的核心是巨噬細胞,作為抗原提呈細胞(APC),巨噬細胞識別外來或自身抗原后,將抗原提呈給T淋巴細胞,且互相激活并誘導分化[30]。巨噬細胞根據免疫微環境不同可分為M1型(經典激活)和M2型(替代激活)[31]。由LPS和IFN-γ激活的M1巨噬細胞釋放IL-12、IL-16、TNF-α、IL-23,表達誘導型一氧化氮合酶(iNOS),促進肉芽腫炎癥的發展[32-33]。NF-κB是Toll樣受體4(TLR4)誘導的M1巨噬細胞極化的關鍵轉錄調節因子,參與調控細胞免疫、炎癥反應[34]。而在LPS誘導的肺損傷模型中,下調NF-κB表達可減少炎癥因子TNF-α、IL-1β、IL-6的分泌,從而減少肺部肉芽腫炎癥[35]。M2巨噬細胞是在Th2細胞因子(IL-4和IL-13)存在的情況下產生的,分泌抗炎細胞因子IL-10、IL-1ra、TGF-β、趨化因子CCL18,具有抗炎、促進組織愈合和重塑、促纖維化的功能[36-37]。RAMOS-CASALS M等[38]在研究結節病時發現M2激活與纖維化及CCL18上調有關。在博萊霉素誘導的肺損傷的急性期和纖維化期,M2樣巨噬細胞標志物的表達均升高[39]。肺結節病患者BALF中,肺泡巨噬細胞產生更多的IL-13,IL-13是調控差異表達最重要的細胞因子,并且在體外結節肉芽腫模型中,IL-13介導的M2型巨噬細胞極化參與肉芽腫的形成[40]。SHAMAEI M等[37]研究發現,縱隔淋巴結組織和經支氣管鏡肺活檢組織標本中,CD163陽性的M2型巨噬細胞增多,肺結節病患者縱隔淋巴結和經支氣管肺活檢標本中CD163+巨噬細胞的數量明顯高于肺結核患者,提示晚期肺結節病患者向M2極化轉移。這些研究提示,M1巨噬細胞可引起肺部炎性肉芽腫改變,而M2型巨噬細胞可誘導結節病肺纖維化。因此可通過抑制M2極化而阻斷結節病進展為肺纖維化。

1.3 其他免疫細胞 結節病肉芽腫被普遍認為是CD4+T淋巴細胞和巨噬細胞介導的免疫反應活化的結果,然而近年來有研究表明,還有其他免疫細胞參與了肉芽腫的形成。

1.3.1 樹突狀細胞(DC) 雖然大多數研究都集中在肺泡巨噬細胞是結節病的主要致病細胞,但新的證據表明DC在結節病中起著關鍵作用[41]。根據來源不同,DC細胞可分為髓系DC(mDC)和漿細胞樣 DC(pDC)[42],兩者都可誘導T淋巴細胞分化,但研究表明,mDC與結節病的關系更為密切,結節病患者外周血、BALF及肉芽腫內mDC含量明顯增加[43]。TATEYAMA M等[44]研究發現,在肌肉結節病患者中,肉芽腫外周層淋巴層中mDC和pDC均升高,但 mDC細胞計數高于pDC。此外,pDC產生的IFN-α可以導致T淋巴細胞分泌IFN-γ和IL-2增加,從而促進肉芽腫的形成。DC細胞表面成熟的標志為CD83和CD86,肺結節病患者BALF中其表達下降[45],而包含肉芽腫的活檢中卻發現大量的成熟DC[46]。以上研究都表明DC的遷移和成熟有助于結節病的發生。

1.3.2 自然殺傷(NK)細胞 NK細胞能夠分泌多種促炎和抗炎細胞因子,表現出不同的表型和功能活性,參與結節病肉芽腫炎癥反應。結節病患者肺內的NK細胞高表達CD56,產生大量IFN-γ、TNF-α,增加了肺內炎癥反應[47]。另有研究發現,肺結節病患者BALF中NK細胞數量增加,這與結節病的預后及是否需要糖皮質激素治療有關[48]。然而NK細胞在結節病中的作用還缺乏共識,仍需進一步探討。

2 中醫藥與肺結節病細胞免疫

2.1 肺結節病的中醫治則 肺結節病屬于西醫學病名,中醫學根據其臨床表現,將其命名為“咳嗽”“喘證”“痰核”“積聚”等范疇。查閱肺結節病機相關文獻,發現多數醫家認為本病屬本虛標實之證,臟腑虛弱,痰瘀痹阻肺絡是其病機關鍵[49-50],虛、痰、瘀貫穿疾病發病的始終。治療當以益氣扶正?；钛禐樵瓌t,臨床常選用一些補益、活血、化痰的中藥。近年來,眾多研究表明,中醫藥可通過拮抗炎癥細胞因子,在調控結節病細胞免疫方面發揮著重要作用,從而延緩肺結節病的進展。

2.2 中藥提取物

2.2.1 補益類中藥 黃芪的主要活性成分黃芪甲苷[51],可降低一些炎癥相關因子如TNF-α、IL-1β、IL-5、IL-6、趨化因子CCR3、CCR5及受體CXCR2的表達,使中性粒細胞活化受到限制,表現出抗炎、調節免疫的作用。黃芪甲苷還能拮抗促炎癥因子高遷移率族蛋白1(HMFB1),調節肺部炎癥水平,且HMFB1對Tregs細胞免疫功能具有抑制作用[52],故黃芪甲苷可調節機體免疫水平。劉慧等[53]研究發現,黃芪糖蛋白通過調節RORγt、Foxp3轉錄因子的表達,進而糾正Th17/Treg細胞平衡,對膠原誘導性關節炎小鼠具有治療作用。黨參具有維持機體免疫平衡的作用,通過作用于TNF、轉錄因子p65(RELA)、IL-10、IL-6、IL-2等靶點發揮免疫調節功能[54]。黨參甲醇提取物能調節巨噬細胞介導的免疫反應,提高機體抗炎能力[55]。黨參多糖能調節T淋巴細胞循環,維持小鼠T淋巴細胞平衡[56]。白術提取物能抑制炎癥細胞因子生成以發揮抗炎作用,還能調節免疫系統,治療自身免疫性疾病[57]。LI C Q等[58]研究發現,白術內酯Ⅰ能抑制TNF-α、IL-6的產生,表現出抗炎作用,抗肉芽腫組織增殖。白術內酯Ⅲ通過抑制NF-κB通路相關的NO、PGE2、TNF-α和IL-6等炎癥因子的釋放,從而抑制LPS誘導的RAW264.7小鼠巨噬細胞的炎癥反應[59]。白術多糖可通過刺激NF-κB來調節巨噬細胞活性[60]。

2.2.2 活血類中藥 川芎中含有的阿魏酸乙酯能顯著減輕LPS誘導的小鼠肺組織的病理損傷,減輕中性粒細胞浸潤,抑制促炎細胞因子(TNF-α、IL-1β、IL-6)的生成,從而減輕炎癥反應[61]。川芎嗪可下調急性肺栓塞大鼠內皮素1(ET-1)、COX-2、細胞間黏附分子1(ICAM-1)蛋白的表達,從而抑制炎癥反應,減輕肺組織損傷[62]。研究表明,川芎嗪可增強Tregs細胞數量及免疫抑制功能,減少Th17細胞數量及抑制免疫活化功能,從而降低IL-17促炎因子的分泌[63]。丹參可以通過抑制炎癥因子IL-1、IL-6和TNF-α等的分泌,對機體產生抗炎作用,從而改善肉芽腫炎癥[64]。其中丹參多糖可以顯著提高小鼠腹腔巨噬細胞的吞噬功能,刺激淋巴細胞增殖,下調細胞因子IL-1β、IFN-α、iNOS的表達,具有保護機體免受細胞因子過量表達而受到損傷,顯示出較好的免疫調節保護活性[65]。丹參酮ⅡA[66]能降低小鼠血清IL-1β、TNF-α表達水平,升高IL-10表達水平,顯著改善小鼠肺纖維化程度,延緩結節病的進展。莪術醇可下調肺纖維化大鼠TGF-β、纖溶酶原激活物抑制因子1(PAI-1)等細胞因子,緩解大鼠肺纖維化,從而延緩結節病肺纖維化的進程[67]。三七總皂苷可以增加T淋巴細胞介導的細胞免疫,調整Th1/Th2、Th17/Treg免疫失衡狀態,抑制TNF-α、TGF-β1、IL-1、IL-6水平,起到調節免疫、抗炎的效果[68]。雷公藤多苷可通過下調TLR4/NF-κB通路,抑制LPS誘導的巨噬細胞釋放TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-12等炎癥因子,發揮抗炎,調節免疫作用[69]。LI J M等[70]研究證實,雷公藤甲素影響T淋巴細胞、巨噬細胞、樹突狀細胞等多種細胞因子表達,是最主要的抗炎、免疫抑制成分。

2.2.3 化痰類中藥 陳皮主要成分是黃酮類,包括二氫黃酮和多甲氧基黃酮。研究發現二氫黃酮可下調大鼠IFN-γ的水平,還可降低小鼠巨噬細胞NO、IL-10、IL-12、TNF-α水平,降低大鼠TNF-α和IL-1β水平,通過抑制炎癥因子表達,降低免疫細胞和炎性細胞浸潤起到抗炎作用[71]。多甲氧基黃酮可抑制LPS誘導的RAW264.7細胞炎癥以及iNOS和環氧合酶-2(COX-2)基因表達,發揮抗炎作用[72]。彭文潘等[73]基于網絡藥理學研究發現,陳皮提取物可通過TNF-α信號通路發揮抗肺纖維化作用,延緩結節病向肺纖維進展。楊曉露等[74]研究證實,甘草總黃酮能抑制炎癥因子iNOS、IL-6、COX-2,下調激活巨噬細胞中iNOS、COX-2的水平,從而達到抗炎效果。GUO A等[75]研究顯示,甘草提取物異寡核苷酸和柚皮素能調節小鼠免疫,促進Tregs細胞的誘導作用,增強Tregs細胞免疫抑制作用,對自身免疫性疾病和炎癥性疾病有治療作用。茯苓多糖通過TLR4/TRAF6/NF-κB信號在體外和體內發揮的免疫調節作用,其機制可能與調節IL-2、IL-6、IL-17A、TNF、IFN-γ等炎癥因子有關[76]。茯苓三萜通過下調NF-κB抑制iNOS、COX-2的表達,對LPs激活的RAW264.7巨噬細胞產生抑制NO的作用,從而起到抗炎作用[77]。

3 討論與展望

近年來,學者們對免疫系統在肺結節病發病機制中的作用進行了眾多研究,認為多種免疫細胞失調誘導相關細胞因子產生,促進了肺結節的發生發展。中醫藥治療肺結節病的作用日趨顯現,且中醫藥治療毒副作用小。中醫藥以多靶點、多通路作用于機體細胞免疫,從而抑制炎癥細胞因子的產生,有效阻止肺結節的進程。但中醫藥治療仍存在不足,單純中醫藥治療肺結節的研究報道不足;盡管對肺結節發病機制的研究取得了進步,但對其了解仍不明確。當深入了解肺結節的發病機制,從微觀角度探索中醫藥治療肺結節的機制,為肺結節病的預防與治療提供新思路。