的发生机制及防治课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,的发生机制及防治,哮喘气道黏液高分泌,的发生机制及防治,第四军医大学西京医院呼吸内科 宋立强,哮喘的发生机制,环境因素,炎症细胞、细胞因子,以及炎症介质相互作用,遗传易感个体,神经调节失衡,气道平滑肌结构功能异常,气道炎症,气道高反应性,环境激发因素,症状性哮喘,气道黏液高分泌,上皮细胞,结构功能异常,一、假复层柱状纤毛上皮：,柱状纤毛细胞,杯状细胞,Clara,细胞,基底细胞,刷状细胞,神经内分泌细胞（,Kuchisky,细胞）,二、固有层：,淋巴细胞、浆细胞、肥大细胞,气道上皮的细胞结构,粘膜下层：,浆液细胞（浆液腺为主的混合腺）,细胞因子：,集落刺激因子：,GM-CSF,、,G-CSF,pleiottropic,细胞因子：,IL-1,、,6,、,8,、,10,、,IL-11,、,TNF-,趋化因子：,MCP-4,、,RANTES,、,eotaxin,生长因子：,TGF-,、,TGF-,脂类介质：,PGE2,、,PGF2,、,PAF,肽类介质：,ET,族、,vasopressin,、,P,物质、,CGRP,氧自由基：,过氧化氢、,NO,哮喘上皮细胞,气道高反应性,液体：是上皮转运的水、离子,大分子：,黏蛋白（,Mucin,）,杯状细胞、黏膜下腺,血清蛋白,主要来自血液,抗微生物蛋白,(,溶酶体、铁传递蛋白、补体、,IFN,、,sIgA,、,IgG,、,Igm,）和蛋白酶抑制剂,浆细胞,气道黏液的构成及来源,参与组成黏液,-,纤毛清除系统,(,Scavenging system,),黏液分两层：,1.,溶胶（内层）：,随纤毛摆动,2.,不吸水凝胶（外层）：,防止蒸发,运送速度：气管：,5-20 mm/min,支气管：,0.5-1 mm/min,气道黏液的基本功能,上皮细胞在气道重塑的中的病理变化,轻中度哮喘患者,，,气道活检标本中的,杯状细胞,数量是正常人的 2.5 倍，储存的黏蛋白量增加3倍,。,与死于非哮喘的呼吸系病人相比，哮喘持续状态而死亡病人的,杯状细胞,数量增高了30倍。,气道黏液高分泌是哮喘的主要症状之一,轻中度哮喘患者气道活检标本中的杯状细胞数量是正常人的 2.5 倍，储存的黏蛋白量增加3倍,。,与死于非哮喘的呼吸系病人相比，哮喘持续状态而死亡病人的杯状细胞数量增高了30倍。,致敏豚鼠被抗原激发引起黏液的,分泌速度,快达,110,-5,s,数量可达几百倍（,Jack in the box,）。,粘液高分泌病史还是,肺功能,FEV1,下降,加速的独立危险因素。,气道黏液高分泌是哮喘的主要症状之一,杯状细胞的主要功能就是分泌黏蛋白。,生理基础：,正常恒河猴气道上皮杯状细胞的黏液储备量是黏,膜下腺体的,2,倍以上。,粘液下腺仅存在于骨性气道。相反，杯状细胞几乎,位于整个传导气道。,黏蛋白主要由杯状细胞产生,增生（,hyperplasia,）：大气道中数量增加。,化生（,metaplasia,）：小气道中增加。,研究证实：,吸入OVA或IL-13激发后，小鼠支气管在,6小时,便可见到新生的杯状细胞，,3天,时达到高峰。,黏蛋白主要由杯状细胞产生,痰液的,粘滞性和弹性,决定着其与纤毛的偶联效应，从而决定着粘液纤毛系统的清洁效率。,虽然粘蛋白在粘液湿重中不足,2,，但其与粘液的,粘滞性和弹性,密切相关。,黏蛋白的基本功能,黏蛋白的基本结构与基因表型,黏蛋白是高度糖基化的大分子，包括一个肽链和许多寡糖侧链。,分别是,MUC,基因、,N-,乙酰半乳糖胺基转移酶的产物。,基本结构：肽链为核心，占聚合物的,20,。,各亚单位构成寡聚糖侧链，占,80,。,肽链中,70,一,80,的区域已高度糖基化，余为,“,裸区,”,。,目前,GenBank,已登记,21,个黏蛋白基因。,分泌型：,MUC2,，,MUC4,，,MUC5AC,，,MUCSB,，,MUC6,一,MUC9,，,MUC12,膜联合型：,MUC1,，,MUC3,，,MUCA,，,MUC12,有疏水性的跨膜区,气道活检检测到,15,种,基因的,mRNA,在人气道上皮表达,(MUC1,MUC14,，,MUC5AC,，,MUC5B,，,MUC6,MUC18,等,),。,正常及哮喘患者中最高的是,MUC5AC,，哮喘高,60%,。,黏蛋白的分类,MUC5AC,的结构模式图,CK,区（羧基端）与,“,胱氨酸结,”,的蛋白质超家族（如,TGF-2,、,PDGF,、,NGF,等）呈现同源性。,MUC1,MUC2,MUC4,MUC5B,and MUC7,在哮喘患者也能检测到。,MUC2,and MUC4,表达在哮喘患者明显升高，而,MUC5B,则显著降低。意义尚不清楚。,气道黏液高分泌形成的两个主要因素,杯状细胞增生与黏蛋白合成增加。,快速的分泌过程。,合成分泌,黏蛋白,细菌,病毒,化学介质,（烟、,SO,2,、,NH,3,等）,增 生,杯状细胞,嗜酸性粒细胞,（,PAF,、,TGF-,等）,正 常,杯状细胞,Th2,淋巴细胞,（,IL-4,、,5,、,9,、,13,等）,中性粒细胞,（弹性蛋白酶）,黏蛋白合成的外界刺激因素,EGFR,酪氨酸激酶活化途径：,EGFR,与配体结合，酪氨酸磷酸化；,引起下游分子磷酸化，,ras-raf-MEK-erk/MAPK 途径，,信号经 shc、grb2 传递，,最后经 c-jun、c-fos 传到核内,，促进,MUCSAC,合成。,此作用能被酪氨酸激酶抑制剂所阻断。,MUC5AC,基因表达的调控,激活因素：,中性粒细胞,释放的,TNF-,能通过促进,EGFR,表达，促进,MUC5AC,合成。,IL-13,能引起中性粒细胞聚集并释放氧自由基，间接通过,EGFR,，促进,MUC5AC,表达。,G-,蛋白,PLC,PKA,依赖性途径：,G-,蛋白,MAPK,依赖性途径：,UTP,激活,百日咳毒素阻断,调控,Ras-MEK1,2-SRK1,2-NF-kB,途径：,培养,铜绿假单胞菌的上层液,能通过此途径，促进,培养的兔上皮细胞细胞表达,MUCSAC,。,调控,钙激活,Cl,通道（,CLCA,）：,调控,给,在体,哮喘小鼠气道粘膜转染正义或反义,CLCA cDNA,，能促进或抑制杯状细胞数量、,MUC5AC,表达。,离体,NCI-H292,细胞系，转染,CLCA,能促进,MUC5AC,表达。,CLCA,阻断剂,（尼氟灭酸、抗体）能抑制在体或离体,MUC5AC,表达。,主要实验依据：,目前已知的,CLCA,家族成员,牛,bCLCA1 bCLCA2 bCLCA3,人,hCLCA1,hCLCA2 hCLCA3,小鼠,mCLCA1 mCLCA2,mCLCA3,异,种,同,源,蛋,白,目前已知的,CLCA,基因,气道黏液高分泌形成的两个主要因素,杯状细胞增生与黏蛋白合成增加。,快速的分泌过程。,储存在颗粒中的大,MUC,分子在包装时需要集聚，这一过程对黏蛋白的,聚阴离子特性,来说较困难。,在颗粒中,高浓度的钙离子,功能：使,MUC,分子间的排斥作用减弱。,黏蛋白的分泌,储存,分泌过程：,颗粒的外表面与与胞膜的内面融合,;,通过胞内钙外流和胞外水内流形成一个通道,;,钙离子的丢失又恢复静电排斥，加速扩展了,MUC,大分子，后者同时被流入的水所水合，容,量进一步增大并释放。,黏蛋白的分泌,脱颗粒,在致敏的啮齿类动物，,高剂量的过敏原,激发能引起杯状细胞脱颗粒。,Zileuton,（,5-,脂氧合酶抑制剂）能阻断脱颗粒。提示白三烯具有激发脱颗粒功能。,其它激发因素,：糜蛋白酶、嗜酸性粒细胞阳离子蛋白、中性粒细胞弹性蛋白酶等。,黏蛋白分泌的刺激因素,EOS,与,NCI-H292,细胞,共培养,，前者能通过,EGFR,刺激,MUC5AC,合成、释放。,但,8,个,哮喘患者,吸入气溶胶型过敏原，尽管,1,小时后,EOS,炎症发生，但在,1,或,24,小时取气道活检或肺泡灌洗液均未发现脱颗粒。说明脱颗粒在人是复杂的。,胞膜的豆蔻酰化富丙氨酸,C,激酶底物（,MARCKS,）磷酸化，并从胞膜移位到胞浆。被去磷酸化后，,与肌动蛋白和肌球蛋白结合,，并与,MUC,颗粒膜相作用，促进了黏蛋白颗粒向外周移动与分泌。,黏蛋白分泌的调控,气道黏液高分泌目前的对症治疗药物,标准桃金娘油,糖皮质激素不能完全抑制,不能抑制原代培养气道上皮细胞合成和分泌,MUC5AC,；,不能抑制,IL-13,诱导的小鼠黏液高分泌症状。,潜在的治疗药物,1.,红霉素：抑制气道炎症，还能破坏中性粒细胞蛋白酶；,2.,中性粒细胞弹性蛋白酶抑制剂：,3.,细胞因子拮抗剂：,IL-4,、,5,、,9,、,13,4.,白三烯受体拮抗剂：,5.,抗胆碱能：主要,M3,。异丙托溴铵（非选择性）、,噻托溴铵,6.EFGR,酪氨酸激酶抑制剂：,7.,速激肽受体拮抗剂：速激肽（如,SP,）能通过神经激肽,受体（,NK1,）促进黏液分泌。,8.,钙依赖,Cl-,、,K+,通道,9.,磷酸二酯酶,4,（,PDE4,）抑制剂：西洛司特、,罗氟司特（二代）,10.MARCKs,反义寡核苷酸：,11.,选择性多巴胺受体,2,激动剂：,12.,嘌呤能受体（,P2Y2,受体）激动剂：,UTP,1.,黏蛋白合成与分泌的调控因素很多，,是否存在共同的通路？,2.,气道黏液高分泌在哮喘、,COPD,、,CF,中,的发生机制是否一样？,3.,早日开发出新的、有效的临床治疗药物。,4.,尚无气道粘液高分泌诊治的权威性指南。,目前存在的问题,谢 谢！,