氣道炎癥時肥大細胞脫顆粒的神經調控機制△

趙長青 索利敏 祁雪萍

在氣道炎癥，特別是變應性炎癥的發生機制研究中，免疫學機制歷來受到重視。但除此機制之外，是否還存在其他作用機制呢?如果存在的話，這些機制對臨床治療有何指導意義?本文以神經肽調控肥大細胞脫顆粒為例，就近年來這方面的研究進展進行簡要概述。

哮喘、變應性鼻炎等呼吸道變應性炎癥是危及人類健康的全球性疾病，鑒于其逐年遞增的發病率以及巨額的醫療費用等，近年來逐漸成為研究焦點［1-2］。截至目前的研究已經初步揭示了此類疾病發病的主要機制。現已明確，該類疾病發病的根本原因是“內外呼應”所致，外因是變應原(allergen)，內因是變應性體質(atopy)。其實質是當外界變應原達到一定濃度時，刺激特應性個體觸發由多種細胞調控、多種細胞因子參與、免疫球蛋白E(immunoglobulin E，IgE)抗體介導的肥大細胞(mast cell，MC)脫顆粒，進而誘發呼吸道炎癥［3］。由此可見，這是一種以免疫紊亂為主的疾病。為此，世界衛生組織牽頭制定了相關疾病診療指南或專家共識，用于指導臨床［4-5］。國內相關學術團體也隨之結合實際制定了對應的診療方案或專家共識［6］。變應性炎癥發生時，遷徙并停留在呼吸道黏膜下的MC脫顆粒是發病的中心環節之一，因此無論國外還是國內的相關診療指南，在積極預防、改善環境、藥物治療和提倡脫敏等對癥、對因治療環節中，都始終把針對MC脫顆粒的治療作為關鍵措施，例如新型抗組胺藥物、呼吸道噴霧類激素等。這些舉措明顯提高了臨床療效，改善了患者的生存質量。

但是毋庸置疑，按照現有的規范進行治療，雖然確實取得一定療效，但無論治療方案還是臨床效果并非完美無缺，有時甚至還存在許多差強人意之處。究其原因，主要是對MC脫顆粒的機制尚未完全了解。現有的理論和實踐，都比較重視免疫機制，較少關注神經調控機制，特別是感覺神經的調控作用。因此有必要就占據呼吸道變應性炎癥發病核心位置的MC脫顆粒機制，從另外一個視角進行深入探討。

如前所述，MC脫顆粒機制了解比較清楚的是由IgE抗體介導的所謂免疫性脫顆粒，即IgE抗體與MC表面對應受體(FcεRI)特異性結合致敏，結合了IgE抗體的MC與特異性抗原交聯后觸發脫顆粒。屋塵螨抗原誘發的呼吸道變應性炎癥即屬于這種發病機制［7］，其特點可以歸納如下:一是必須有變應原的參與(外因);二是這種變應原必須接觸到特應性個體(內因);三是其脫顆粒形式屬于一種胞吐作用(exocytosis，也稱過敏反應性脫顆粒)。簡言之，這種脫顆粒的實質是一種免疫反應的結果。

那么就MC脫顆粒的機制而言，除了免疫機制之外，是否還存在其他機制呢?有研究［8-9］發現，神經調控機制，特別是感覺神經的調控機制在MC的脫顆粒中扮演重要角色。這是既往不太引人注目但卻可能十分關鍵的一個機制，足以引起人們的重視。

有研究［10］發現，在促發MC脫顆粒的神經調控因素中，神經肽家族是一個不容忽視的方面。研究證實，呼吸道黏膜中存在大量密集的神經肽及肽能神經末梢。通常把氣道黏膜組織中廣泛分布的這類不同于傳統意義上的神經系統，稱為“非腎上腺素能非膽堿能(nonadrenergic noncholinergic，NANC)神經”，也即肽能神經系統(peptidergic nerve system)［11］。這些肽能神經借助神經肽(nueropeptides，NPs)發揮作用。按照功能的不同，NANC神經分為興奮性NANC(e-NANC)和抑制性NANC(i-NANC)兩大類。其中對由感覺神經末梢受到刺激時釋放神經肽的研究較為深入。生理狀態下，人體存在所謂“軸索反射”，也稱軸突反射［12］，即在末梢神經單一軸突的分支，一支產生的興奮通過分支部位傳導到另一支，有時從那里再移向其他神經元。實際上這是一種神經信號放大機制。感覺神經末梢受到刺激時經由“軸索反射”使刺激信號逆行傳遞到附近相關的神經末梢，“動員”更多的神經末梢釋放神經肽，后者一方面作用于呼吸道黏膜組織，誘導血管擴張、通透性增加、炎性滲出、黏膜水腫、黏液分泌亢進、支氣管收縮等，形成所謂“神經源性炎癥”［8］;另一方面，部分神經肽可以作用于MC，進而誘導其脫顆粒［13］。在上述各類由感覺神經末梢釋放的神經肽中，以P物質最為重要［13］。P物質屬于興奮性肽能神經(e-NANC)。

我們研究小組從20世紀90年代開始圍繞鼻黏膜神經肽的合成、分布、肽能神經末梢與相關腺體、血管和上皮細胞等的毗鄰關系、神經肽受體的分布等，采用免疫組織化學方法(包括免疫熒光技術)在動物模型上進行了研究［14-16］。通過研究，初步搞清了鼻黏膜神經肽及其受體的分布規律以及相關生理學和病理學作用。例如研究提示，當鼻黏膜處于高反應性狀態時，鼻黏膜上皮細胞之間以及上皮下血管周圍和某些功能細胞(如MC)附近，聚集著大量的肽能神經末梢，同時其對應的受體也廣泛分布于鼻黏膜的許多靶目標。許多國內同行還就神經肽的功能等進行了相關研究［17-18］，但是限于當時的研究方法，沒有對P物質等神經肽與MC的相關功能進行研究，還不清楚神經肽與MC的這種毗鄰關系是一種具有功能意義的形態學和功能學的“耦合”，還是一般意義上的解剖學平行關系。

最新的一些研究［19-21］為揭示神經肽誘導MC脫顆粒的機制提供了新的證據和啟示。研究明確提示，病理狀態下神經肽可以相對獨立地誘導呼吸道炎癥。這一發現使得既往有關神經肽在呼吸道炎癥中僅扮演“配角”成分的觀念得以更新。上述神經肽誘導呼吸道炎癥的情況見于使用血管緊張素轉化酶(angiotensin converting enzyme ，ACE)抑制劑降低血壓時［19-20］。由于ACE正常情況下可以降解緩激肽和P物質等促炎性神經肽，使用ACE抑制劑后造成此類神經肽降解障礙，導致大量神經肽聚集而誘發病理狀態(血管性水腫等)。另外一種情況是使用一種治療2型糖尿病的新型藥物──二肽基肽酶4(dipeptidyl-peptidase 4，DPP-4)抑制劑時［19，21］，由于 DPP4 抑制劑使生理狀態下的神經肽降解發生障礙，導致神經肽大量聚集誘發病理狀態。如果同時使用該兩類神經肽肽酶抑制劑，則其不良反應具有疊加效果。以上案例有臨床病理學研究可資佐證。

更為直接的證據來自P物質對腸道黏膜MC和嗜酸性粒細胞(eosinophil，EOS)作用的研究［22］。P 物質借助速激肽受體(neurokinin-1 receptor，NK1-R)作用于EOS，誘導后者大量釋放促腎上腺皮質激素釋放激素(corticotrophin—releasing hormone，CRH)，CRH 作用于MC表面相應的CRH受體誘發MC脫顆粒。這是關于P物質借助EOS的“橋梁”作用間接誘導MC實現非免疫性脫顆粒(即不依賴于IgE的脫顆粒機制)的最直接證據。

那么P物質是否可以直接作用于MC調控免疫性脫顆粒呢?已知MC表面分布有2種關鍵的受體，即NK1-R［23］和 FcεRI［24］，前者對應促炎性神經肽——P物質，后者對應特異性IgE抗體。有研究［25-26］提示，SP借助NK1-R作用于MC，可以導致后者細胞表面另一種受體FcεRI的表達水平發生變化。鑒于 FcεRI是IgE抗體誘導MC脫顆粒的關鍵環節，P物質完全有可能通過影響FcεRI進而影響MC脫顆粒。目前的研究［25］表明，P物質確實可以影響 MC表面 FcεRI表型并進而調控MC脫顆粒，但相關研究的結果報道不一。

既然已經知道氣道變應性炎癥的實質是免疫機制紊亂導致的以MC脫顆粒為主的炎性反應，主要由感覺神經末梢釋放的部分神經肽類物質可以借助某種目前尚未明了的機制直接或間接作用于該細胞，進而在氣道炎癥的發病中發揮“推波助瀾”的作用，那么如果能把神經肽誘導肥大細胞脫顆粒的這種機制搞清楚，將有助于“另辟蹊徑”從另一個角度解密氣道炎癥發生的病理生理學機制，為將來制定科學的防治策略提供科學依據。

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