慢性阻塞性肺疾病急性期呼吸道炎癥機制研究

孫奎亮

【關鍵詞】 慢性阻塞性肺疾病;急性期;炎癥;呼吸道

DOI：10.14163/j.cnki.11-5547/r.2019.18.110

慢性阻塞性肺疾病（COPD）是以患者呼吸道癥狀逐漸加重為特征的疾病， 尤其是呼吸困難癥狀。可導致患者治療費用加重或頻繁住院。未來十年中， COPD的發病率有可能越來越高， 可導致龐大的醫療保健費用開支和高死亡率， 因此， COPD成為臨床醫生面臨的一個挑戰， 并成為全世界范圍內的公共衛生難題。然而， COPD可伴隨著其他慢性疾病的變化而變化， 并成為共病現象中的一個重要組成部分[1]。

1 COPD的病理生理學機制

COPD的病理生理學機制包括小氣道或呼吸道末梢疾病（或慢性支氣管炎）， 小氣道或呼吸道末梢疾病以小氣道的增厚和纖維化以及肺氣腫為特征， 兩者都能夠促成呼吸道氣流限制。在COPD患者中， 呼吸道氣流限制是與呼吸道和肺實質的非正常性炎癥反應相聯系。炎癥反應涉及到先天性免疫反應細胞：中性白細胞和巨噬細胞以及適應性免疫細胞

（T和B淋巴細胞）， 但是也包括結構性細胞的激活， 包括呼吸道上皮細胞。吸煙者吸煙可通過促炎癥反應通路的激活， 包括核轉錄因子-kB通路和p38細胞分裂素活化蛋白激酶通路誘導肺部的炎癥反應。由吸入性煙霧所導致的氧化應激和炎癥細胞共同進一步加劇了COPD患者的呼吸道炎癥。除了加強肺部的炎癥和氧化性應激之外， COPD還以對肺部的有害性宿主反應為特征， 這種損傷潛在性的可導致下呼吸道細菌定殖化增加， 反使COPD患者更容量出現病情急劇惡化[2]。

2 COPD病情加劇的致病因素

從以前的研究來看， 細菌感染、病毒感染和環境污染物成為COPD病情加劇的重要致病因素。所有這些因素可導致呼吸道的短暫性急性炎癥和肺的慢性炎癥發展為疾病的終端肺源性心臟病。COPD患者中的某些免疫反應異常情況可加速細菌和病毒性呼吸道感染。然而， 在病毒和細菌感染之間還有一個更緊密的聯系， 即為COPD病情加劇， 其成因性聯系難以證明[3]。

在COPD急性期中急性呼吸道和肺部炎癥可由病毒和細菌感染引起， 存在大量炎性細胞及炎癥介質的增加。細菌感染加重伴隨著嗜中性呼吸道炎癥的顯著加重， 且伴有痰液中的中性粒細胞彈性蛋白酶、白細胞介素（IL）-8、IL-1β和腫瘤壞死因子（TNF）-α的高水平表達。病毒相炎性COPD病情加重可導致痰液中干擾素-γ誘導性蛋白-10（IP-10）的顯著升高， IP-10與人類鼻病毒載量呈緊密聯系。目前定義在COPD加重期的大多數重要的生物學種類， 細菌占優勢型， 病毒占優勢型， 嗜酸性粒細胞占優勢型和以炎癥類型有限變化為特征的生物型， 即為稀少炎癥型。另外， 呼吸道感染， 暴露于污染物中也成為COPD急性期， 加劇的觸發因素。暴露于不溶性顆粒物和有機化合物中也可以引起細胞毒性， 通過生成活性氧， 使支氣管上皮細胞氧化性應激增加。加劇炎癥和氧化性應激（在呼吸道中）， 在COPD患者中可觸發復雜的機制導致呼吸道癥狀的惡化[4]。

3 COPD急性期可誘發的病癥

呼吸道炎癥在急性感染或病情加劇期間也可以導致系統性炎癥的加重， 這通過促炎性介質的水平可以揭示。COPD急性期與血清C反應蛋白， IL-6和骨髓子祖細胞抑制因子-1和肺部活化調節趨化因子（PARe）具有相關性， 還有脂聯素、可溶性細胞間粘附分子-1在細胞和分子決定簇的急劇增加（呼吸道和全身性炎癥中）可以導致全身性癥狀， 如發熱、心動過速或心動過度、高血壓或低血壓。由感染所誘發的急性呼吸道炎癥包括COPD急性期， 可以具有顯著地全身作用（對于非呼吸系統器官）。例如， 急性呼吸道感染和COPD的加重， 可增加心肌梗死和中風的風險。這種聯系背后的機制可能涉及到急性呼吸道感染的血栓前和血液動力學效應、心血管事件（心肌梗死和中風）風險的瞬間升高， 在呼吸道感染診斷明確后第3天即可發生， 這些作用可以解釋非呼吸道誘因死亡， 尤其是心血管事件的高發生率， 尤其在流感大爆發期間[5]。

4 討論

呼吸道炎癥機制可通過感染或污染物所觸發， 可導致肺呼吸道黏膜層的損傷， 呼吸道炎癥伴發水腫， 粘液分泌過多可導致呼吸道阻塞和呼吸道癥狀的惡化， 例如咳嗽、咳痰和更為嚴重的呼吸困難， 呼吸道氣流阻力的增加可導致呼吸額外負擔加重， 產生特異性傳入反饋（從本體感受器和代謝感受器來自于呼吸道肌肉）。感覺到呼吸困難， 具體描述為呼吸做功過多。因此， 空氣滯留和動態性充氣過度可以呼吸氣流阻力增加的形式發展， 變得越來越嚴重。動態性充氣過度可減少呼吸肌的效率， 以無效長度的形式工作。COPD急性期中呼吸困難的機制也涉及到支氣管肺C型纖維。外源性或內源性因素可以在COPD急性期中出現， 例如化學刺激物、傳染性病原體和炎癥性介質， 導致支氣管C型纖維的激活， 伴隨著支氣管損傷的加重， 粘液分泌過多， 咳嗽和呼吸困難。外源性或內源性因素也可以導致炎癥誘導性過敏， 甚至于正常的生理學刺激， 如普通吸氣， 通過激活C型纖維受體和導致感覺和反射反應加重。

通過在全身性炎癥期間釋放的某些細胞因子的致熱性質可以引起COPD患者TNF-α、IL-1β、IL-6、體溫上升[6-8]。

這些細胞因子可以激活終板血管器內神經元。終板血管器為腦部的一個心室周圍器官， 可以與下丘腦的視前正中核相互連接， 并且在溫度調節中以協調中心的角色起作用。致熱效應不僅在細胞因子中可以被描述， 而且對于釋放的細菌內毒素也可以產生致熱效應， 在全身循環中， 可以發生于呼吸道的急性感染期。前列腺與包括前列腺素（PG）D2、PGE2、PGF2α和PGT2， 以及血栓烷A2， 成為各種適應性反應的潛在性誘導因子， 在全身性炎癥中， 在血腦屏障的內皮細胞和血管周細胞中， 上游的促炎性細胞因子可以轉變為下游的介質。PGE2視交叉前神經元的受體可成為最主要的發熱受體， 在由細菌內毒素誘導的發熱反應中， 血栓烷A2和PGF2α的生成在全身性炎癥期間通過對心臟直接的作用可以導致心動過速， 而不依賴于交感神經系統活性。β-受體阻滯劑可緩解由細菌脂多糖所誘導的心動過速， 表明交感神經系統， 可能在觸發全身效應中涉及到。

呼吸道感染和（或）空氣污染為COPD急性期最主要的原因， 可導致呼吸道的急性炎癥， 并且引起急性呼吸道癥狀的惡化。然而， 由感染或污染所導致的急性炎癥， 幾乎都伴隨著全身性炎癥， 可以通過伴發的慢性疾病的代償失調而導致急性呼吸道癥狀， 如急性心力衰竭、血栓栓塞等， 并且常隨著COPD的變化而變化。多數伴發的慢性疾病在COPD患者中并不僅具有靶器官的慢性炎癥（如肺、心肌、血管和脂肪組織）， 而且也具有如呼吸困難等臨床表現， 出于該種原因， 共患疾病患者如（COPD伴發慢性心力衰竭和高血壓等）， 呼吸道癥狀的急性惡化尤其變得難以研究， 因為其可以由COPD所致， 也可以由伴發的疾病所致， 例如失代償型心力衰竭、心律失常和血栓栓塞， 而不一定是由于呼吸道和肺。

參考文獻

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[收稿日期：2018-12-26]