基于粉塵螨引起的過敏性哮喘信號通路的研究展望

李賀俠　王新豐

摘 要：過敏性哮喘是一種以肺部嗜酸粒細胞浸潤和對各種激發因子產生氣道高反應性為特征的慢性氣道炎性疾病，而粉塵螨引起的過敏性哮喘最為常見且發病率呈上升趨勢。文中具體介紹了粉塵螨引起的過敏性哮喘信號通路的研究現狀和發展趨勢，借助實驗研究疫苗的特異性免疫治療與信號通路之間的作用關系，揭示通路機制可作為粉塵螨引起的過敏性哮喘的特異性免疫治療的新方法。

關鍵詞：粉塵螨；過敏性哮喘；信號通路；研究展望

過敏性疾病作為當前世界性公共衛生問題之一，引起了衛生事業人員的高度關注，在臨床上比較常見而且多發，常見的表現形式有過敏性哮喘、過敏性鼻炎、過敏性皮炎、過敏性濕疹、過敏性紫癜等。而其中過敏性哮喘較常見且發病率呈逐年上升趨勢，引起人們的高度重視，現已成為研究的熱點。過敏性哮喘是由暴露于空氣中的過敏原而引起的一種慢性氣道炎癥性疾病。塵螨是一種引起過敏性哮喘的常見原因，其中粉塵螨I類變應原（Derf1）是最主要原因之一。過敏性哮喘是以慢性嗜酸性粒細胞浸潤的氣道炎癥、可逆性氣道阻塞、粘液過度分泌、非特異氣道高反應性為特點的最常見的I型超敏反應。許多證據顯示，這些炎癥反應受Th2和Th1連同肥大細胞、支氣管上皮細胞和嗜酸性粒細胞，還有許多炎癥細胞因子和趨化因子的調節。

一、國內外研究現狀

目前研究表明，在特異性抗原刺激下，免疫應答中T細胞亞群Th1/Th2比例失衡和功能失衡是哮喘發病的關鍵機制，表現為Th1型細胞因子（如IL-12、IFN-γ）的減少，Th2細胞分泌前變應細胞因子（如IL-4、IL-5、IL-13）的增多和功能亢進。另外，Th17/Treg比例失衡也哮喘患者中被發現，即Th17/Treg也參與過敏性哮喘的調節。人類的研究表明，變應原特異性免疫治療（Allegan Special Immunotherapy，ASIT）是目前過敏性疾病的唯一病因預防及有效的治療方法，可以有效平衡Th1/Th2的比例失調，從而抑制Th2細胞因子的分泌、促進Th1細胞因子的分泌，同時能夠有效抑制IgE的分泌，有效減少炎癥細胞的產生。但因用于ASIT的疫苗是粗制提取物，常存在特征不明的變應原，使得疫苗的成分比較復雜，而且疫苗的用量也較高，容易引起一些不良反應的發生。因此，新的用于ASIT的疫苗在于發展具有低變應原性、高免疫原性的疫苗。另外，因哮喘的發病機制較復雜，受遺傳和環境雙重因素的影響，特別是由于MHCII分子的多態性，限制了ASIT的廣泛應用。

近年來，通過MHCII途徑設計疫苗備受關注，與天然變應原相比，經MHCII途徑設計的疫苗可明顯增強抗原提呈的效率，是進行過敏性哮喘ASIT的有效策略。目前對過敏性哮喘信號通路的研究成為熱點，Hye-Rin Kim，Dong-Min Lee等觀察了綠原酸（CGA）對卵清蛋白（OVA）誘導的過敏性哮喘小鼠的抑制效應發現激活多種分子包括STAT-6，NF-κB，ERK1/2和JNK。這些分子中，受IL-4/LPS激活的STAT-6和JNK被CGA抑制。

此外，Der f 2刺激IL-13的表達上調是通過激活PI3K/Akt通路，并進一步激活NF-κB通路進而誘導IL-13的轉錄表達。通過實驗應用粉塵螨1類變應原ProDer f 1的重組變應原疫苗DCP-IhC-ProDer f 1，對哮喘小鼠進行特異性免疫治療，并用通路抑制劑作用于哮喘小鼠，探討疫苗的特異性免疫治療與相關通路PI3K/AKT之間的作用關系具有一定的理論指導意義和臨床應用價值。

變態反應性疾病被WHO 列為21 世紀重點防治的三大疾病之一，其在世界各國的總發病高達10%～30%。其中以過敏性哮喘較常見和多發，是受遺傳和環境雙重因素介導的發生于人類各個年齡階段的一種以肺部嗜酸粒細胞浸潤和對各種激發因子產生氣道高反應為特征的慢性氣道炎癥性疾病，是IgE介導的I型變態反應性疾病，其發病率有逐年上升趨勢。氣傳變應原是誘發過敏性哮喘的重要因素，塵螨普遍存在于人類居住環境的塵土中，是最常見的氣傳變應原之一，成為人類研究的焦點。在已知的數十種塵螨中，與人類過敏性疾病關系最密切的主要是粉塵螨（Dermatophagoides farinae，Der f）和屋塵螨（Dermatophagoides pteronyssinus，Der p），是哮喘的主要變應原之一，其主要抗原Der f1/Der f2和Der p1/Der p2，與塵螨過敏性患者血清IgE的結合率可高達70%。Th1細胞主要分泌IL-2、IL-12和IFN-γ，它與TDTH細胞和TC細胞的增殖、分化成熟有關，調節細胞免疫應答，促進巨噬細胞吞噬病原微生物，參與遲發型超敏反應。Th2細胞主要分泌IL-4、IL-5、IL-6、IL-10和IL-13，這些細胞因子作用于B淋巴細胞、肥大細胞和嗜堿性粒細胞表面，導致哮喘的特異性炎癥過程，介導速發型變態反應的發生。

哮喘發病主要是由于Th0偏向于Th2分化導致Th1/Th2失衡，正常人體Th1/Th2比例處于平衡狀態，變應原進入機體以后打破了這種平衡，促進Th2活化，進而分泌大量炎性細胞因子，促進B細胞增殖并產生IgE，招募炎癥細胞集聚，使機體處于致敏狀態，當變應原再次進入機體后，與IgE，結合并活化嗜堿性粒細胞和肥大細胞，使其釋放多種生物活性物質，從而產生過敏效應，觸發I型超敏反應，表現為變態反應速發相的特征及靶器官的過敏性炎癥。

近年隨著研究的不斷深入，以往被認為哮喘發病的主流機制Th1/Th2失衡學說，在許多實驗結果中已經不能完全解釋哮喘的發病機制。近來研究發現，Th17/Treg細胞平衡也參與了哮喘的發生過程。Th17細胞分泌IL-17（包括IL-17A和IL-17F）和IL-22，促進自身免疫性疾病和炎癥性疾病的發生，并起著舉足輕重的作用。IL-17是一促炎性反應細胞因子，促進IL-8的分泌，進而使中性粒細胞聚集，另外，IL-17在氣道重塑過程也起重要作用[ 11 ]。Treg細胞抑制炎癥反應，在維護機體免疫平衡中也發揮重要作用，抑制炎癥細胞因子的分泌，抑制效應性細胞（肥大細胞、嗜堿性粒細胞和嗜酸性粒細胞等）的炎癥反應，抑制IgE的產生，從而抑制了過敏反應的進展。

二、展望

目前對過敏性哮喘信號通路的研究成為熱點，Hye-Rin Kim， Dong-Min Lee等觀察了綠原酸（CGA）對卵清蛋白（OVA）誘導的過敏性哮喘小鼠的抑制效應發現激活多種分子包括STAT-6，NF-κB，ERK1/2和JNK。這些分子中，受IL-4/LPS激活的STAT-6和JNK被CGA抑制。

此外，Der f 2刺激IL-13的表達上調是通過激活PI3K/Akt通路，并進一步激活NF-κB通路進而誘導IL-13的轉錄表達。PI3K（即磷脂酰肌醇三激酶），脂類和蘇氨酸/絲氨酸激酶家族的一員，是一潛在的研發哮喘治療藥物的作用靶點。PI3K在哮喘的發病機制中起著相當重要的作用，通過調節下游的多重信號通路引起細胞的生長、增殖、分化。

AKT（即蛋白激酶B），一種蘇氨酸/絲氨酸激酶，是PI3K直接的下游效應器。NF-κB是一個調節Th2細胞分化和細胞因子分泌的關鍵核轉錄因子。PI3K和AKT在NF-κB的活化過程中起著重要的作用，在很多哮喘模型研究中，PI3K/Akt通路對NF-κB的調節作用已經被證實。Akt活化IκB激酶（即IKK），IKK反過來使IκBa磷酸化，結果導致存在于細胞質中IκBa白酶體降解和與IκBa結合在一起的NF-κB釋放。IκBa是一種保持NF-κB處于失活狀態的抑制性蛋白。游離狀態的轉錄因子NF-κB從細胞質轉到細胞核，引起Th2細胞因子等促炎性基因的轉錄。另外，PI3K/Akt信號通路在嗜酸性粒細胞、T細胞、B細胞和肥大細胞的活化和免疫應答中也起著至關重要的作用。近年來，PI3K/Akt/NF-κB通路在疾病方面的應用引起了人們的廣泛關注。研究顯示氧四環素通過抑制NF-κB通路從而減輕OVA誘導的哮喘小鼠的過敏性氣道炎癥。

報道發現抗瘧藥物青蒿酯通過抑制PI3K/Akt通路從而減輕OVA誘導的過敏性小鼠的哮喘癥狀。還有研究表明白蘞素可以減輕內毒素性炎癥通過抑制ROS調節的PI3K/Akt/NF-κB信號通路的活動。

因此，設計實驗應用粉塵螨1類變應原ProDerf1的重組變應原疫苗DCP-IhC-ProDerf1，對哮小鼠進行特異性免疫治療，并用通路抑制劑作用于哮喘小鼠，探討特異性免疫治療與相關通路PI3K/AKT之間的作用關系。通路機制為粉塵螨引起的過敏性哮喘的特異性免疫治療提供新思路，具有一定的理論指導意義和臨床應用價值，可能是一個新的有前景的治療途徑。

參考文獻：

[1] Liu Z，Jiang Y，Li C.Design of a ProDerf1 vaccine delivered by the MHC class II pathway of antigen presentation and analysis of the effectiveness for specific immunotherapy.IntJ Clin Exp Pathol.2014，7（8）：4636-4644.

[2] Bohm L，Maxeiner J，Meyer-Martin H，et al.IL-10 and Regulatory T cells Cooperate in Allergen-Specific Immunotherapy To ameliorate Allergic AsthmaJ Immunol.2015.194（3）：887-897.

[3] 朱萬春，諸葛洪祥.粉螨性哮喘發病機制研究進展[J].環境與健康雜志，2007，24（3）：184-186.

[4] Cui Y. Structural biology of mite allergens [J].Mol Biol Rep，2013，40（1）：681-686.

[5] Shi YH，Shi GC，Wan HY，et al. Coexistence of Th1/Th2 and Th17/Treg imbalances in patients with allergic asthma [J]. Chin Med J （Engl），2011，124（13）：1951-1956.

[6] 李孟榮.變應性哮喘特異性免疫治療進展[J].實用兒科臨床雜志，2012，（27）16：1226-1229.

[7] Maggi E. The TH1/TH2 paradigm in allergy[J].Immunotechnology，1998，3（4）：233-244.

[8] Zhao J， Lloyd CM.， Noble A. Th17 responses in chronic allergic airway inflammation abrogate regulatory T-cell-mediated tolerance and contribute to airway remodeling[J]. Mucosal Immunol，2013，6（2）：335-346.

[9] Minematsu N，Nakamura H，Furuuchi M， et al. Common functional polymorphisms in the cathepsin S promoter in Japanese subjects： possible contribution to pulmonary emphysema [J].Respirology，2008，13（4）：498-504.

[10] Caminschi I and Shortman K.Boosting antibody responses by targeting antigens to dendritic cells[J].Trends Immunol，2012，33（2）：71-77.

作者簡介：李賀俠（1991-），女，安徽阜陽人，2014年本科畢業于安徽理工大學，現就讀于安徽理工大學，病原生物學專業，碩士研究生。

通訊作者：王新豐（1988-），安徽亳州人，博士，講師，現在湘潭大學環境與資源學院從事教學和科研工作。