李文鑫 孟 玲 陳 冉 王志遠(yuǎn)

目前，由于空氣污染、老齡化、吸煙等多種因素的影響，支氣管哮喘的發(fā)生率逐年升高，全世界約有3億哮喘患者，我國已成為世界上哮喘病死率最高的國家之一[1]。支氣管哮喘發(fā)作時(shí)，輔助性T細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞、肥大細(xì)胞等多種免疫細(xì)胞參與氣道炎性反應(yīng)，這些細(xì)胞分泌趨化因子并表達(dá)細(xì)胞表面趨化因子受體。

趨化因子是機(jī)體在免疫反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的低相對分子質(zhì)量蛋白質(zhì)，相對分子質(zhì)量為(8～10)kDa，可由白細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞等多種細(xì)胞產(chǎn)生，通過與G蛋白偶聯(lián)受體結(jié)合發(fā)揮其生物學(xué)效應(yīng)，主要功能是引導(dǎo)某些免疫細(xì)胞定向趨化，在調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)動(dòng)態(tài)平衡、炎癥、傷口愈合、腫瘤轉(zhuǎn)移等方面發(fā)揮著重要作用。根據(jù)其一級(jí)結(jié)構(gòu)，即氨基端兩個(gè)半胱氨酸殘基的相對位置，可分為4個(gè)亞類：CXC、CC、CX3C和C。根據(jù)趨化因子受體結(jié)合的趨化因子類型，也可分為4類：CXCR、CCR、CX3CR和CR[2，3]。其中CC類趨化因子受體CCR4及其內(nèi)源性配體CCL2、CCL5、CCL17、CCL22及CKLF1等參與多種炎性反應(yīng)，與支氣管哮喘的發(fā)病有關(guān)，其機(jī)制是通過與趨化因子受體結(jié)合介導(dǎo)炎性細(xì)胞向支氣管遷移。本文主要就近年來趨化因子受體CCR4在支氣管哮喘中發(fā)病機(jī)制、治療等方面的研究進(jìn)展簡要探討，旨在揭示CCR4與支氣管哮喘的關(guān)系，為其研究提供參考，現(xiàn)綜述如下。

一、CCR4及其配體的結(jié)構(gòu)與功能

1.CCR4受體：趨化因子受體4(CC chemokine receptor 4,CCR4)是一種G蛋白偶聯(lián)的趨化因子受體，最早在1995年被Power CA等發(fā)現(xiàn)，基因定位于3號(hào)染色體p24，基因全長3.34kb，編碼蛋白含有360個(gè)氨基酸殘基，相對分子質(zhì)量為41kDa。廣泛表達(dá)于輔助性T細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞、肥大細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞等免疫細(xì)胞中，與腫瘤、炎癥等疾病相關(guān)，在維持免疫平衡的過程中發(fā)揮重要作用。

2.CCR4內(nèi)源性配體：目前CCR4主要有5個(gè)內(nèi)源性配體，即單核細(xì)胞趨化蛋白1(MCP-1)/CCL2、調(diào)節(jié)活化正常T細(xì)胞表達(dá)和分泌因子(RANTES)/CCL5、胸腺活化調(diào)節(jié)趨化因子(TARC)/CCL17、巨噬細(xì)胞衍生的趨化因子(MDC)/CCL22和趨化素樣因子1(CKLF1)。

MCP-1/CCL2可由淋巴細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、氣道平滑肌細(xì)胞、單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等多種細(xì)胞分泌，基因定位于11號(hào)染色體q11.2～q21，主要通過特異性受體CCR2發(fā)揮作用，在組織受到損傷和炎癥刺激后釋放增加，與支氣管哮喘的發(fā)病有關(guān)[4]。臨床研究發(fā)現(xiàn)，與正常對照組比較，支氣管哮喘患者在無癥狀階段和急性哮喘發(fā)作期間的血清CCL2水平明顯升高，氣道平滑肌細(xì)胞培養(yǎng)上清液中CCL2水平明顯升高[4，5]。一項(xiàng)以支氣管哮喘患兒研究對象的臨床研究中表明，哮喘急性期患兒痰液中CCL2水平顯著高于哮喘緩解期患兒和對照組，CCL2的升高與哮喘的嚴(yán)重程度呈正相關(guān)[6]。

RANTES/CCL5是由內(nèi)皮細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞、巨噬細(xì)胞及活化的T細(xì)胞等分泌的小分子蛋白，相對分子量約為8kDa，基因定位于17號(hào)染色體q11.2～q12，基因序列長度為276b[2]。CCL5與嗜酸性粒細(xì)胞的氣道募集有關(guān)，重癥哮喘患者的痰液中CCL5濃度高于非重癥哮喘患者[7]。一項(xiàng)納入20例病例對照研究的Meta分析得出結(jié)論，CCL5-28C/G多態(tài)性與哮喘風(fēng)險(xiǎn)顯著增加密切相關(guān)(OR=1.17,95% CI：1.02～1.33,P=0.02)[8]。

TARC/CCL17一般在胸腺、樹突狀細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞等多種細(xì)胞中表達(dá)，基因定位于16號(hào)染色體q13，與T細(xì)胞的成熟有關(guān)。CCR4是CCL17的高親和力受體，在與CCR4結(jié)合后主要通過G蛋白偶聯(lián)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路發(fā)揮作用。目前已有研究發(fā)現(xiàn)，CCL17在哮喘患者的氣道平滑肌細(xì)胞、支氣管上皮大量表達(dá)。Kyung等[9]對121例支氣管哮喘患者通過年齡分組后進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)老年組哮喘患者血清CCL17水平明顯高于青壯年組和中年組哮喘患者。

MDC/CCL22在巨噬細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞、NK細(xì)胞等免疫細(xì)胞中均有表達(dá)，是CCR4的特異性配體，基因定位于16號(hào)染色體q13，與CCL17在結(jié)構(gòu)上具有相關(guān)性，但CCR4與CCL22的親和力較CCL17高，二者發(fā)揮作用的方式也有差異[10]。CCL22通過CCR4受體招募調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Tregs)，在腫瘤、炎癥、免疫調(diào)節(jié)等方面發(fā)揮重要作用。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，哮喘組患者支氣管肺泡灌洗液中CCL22濃度顯著高于對照組[11]。

CKLF1是一種具有趨化活性的細(xì)胞因子，相對分子質(zhì)量約為8kDa，對中性粒細(xì)胞、淋巴細(xì)胞等炎性細(xì)胞具有趨化作用，可在哮喘患者支氣管黏膜上表達(dá)。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，CKLF1在卵清蛋白(OVA)誘導(dǎo)的大鼠模型肺組織中表達(dá)增加，在支氣管肺泡灌洗液中含量升高[12]。另有研究發(fā)現(xiàn)，將CKLF1質(zhì)粒DNA導(dǎo)入小鼠體內(nèi)后可促進(jìn)哮喘發(fā)生，可引起支氣管肺泡灌洗液中白細(xì)胞總數(shù)和嗜酸性粒細(xì)胞百分比的增加[13]。

二、CCR4及其配體與支氣管哮喘

1.CCR4及其配體在支氣管哮喘發(fā)病機(jī)制中的作用：支氣管哮喘發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，目前認(rèn)為，輔助性T細(xì)胞(Th細(xì)胞)在其發(fā)病過程中起重要作用。未受抗原刺激的細(xì)胞稱為Th0細(xì)胞，在受到抗原物質(zhì)刺激后Th0細(xì)胞主要分化為Th1細(xì)胞與Th2細(xì)胞，Th1和Th2細(xì)胞比例的失衡、Th2細(xì)胞過度表達(dá)及相關(guān)炎性介質(zhì)的釋放是支氣管哮喘發(fā)病的重要基礎(chǔ)[14]。Th1細(xì)胞主要表達(dá)CCR5、CXCR3，而Th2細(xì)胞主要表達(dá)CCR3、CCR4、CCR8[15]。相關(guān)研究表明，Th2細(xì)胞主要效應(yīng)是輔助B細(xì)胞的活化，發(fā)揮體液免疫的作用，其分泌的IL-4、IL-5等細(xì)胞因子可調(diào)節(jié)IgE的產(chǎn)生，聚集并激活嗜酸性粒細(xì)胞，在氣道炎性反應(yīng)中發(fā)揮核心作用，同時(shí)參與上皮和成纖維細(xì)胞的氣道重塑[15，16]。Th2細(xì)胞主要在CCR4+T細(xì)胞中表達(dá)，CCR4及其配體在Th2細(xì)胞募集到哮喘氣道中起關(guān)鍵作用。Vijayanand等[16]采用流式細(xì)胞儀對哮喘患者和對照組的外周血樣本中表達(dá)CCR4的T細(xì)胞進(jìn)行計(jì)數(shù)，發(fā)現(xiàn)哮喘患者外周血CCR4+T細(xì)胞數(shù)量較對照組明顯升高，且與哮喘嚴(yán)重程度呈正相關(guān)。同時(shí)使用變應(yīng)原攻擊支氣管外植體，并檢測外植體上清液中T細(xì)胞趨化活性，通過趨化試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)這種T細(xì)胞的趨化活性可以被選擇性CCR4拮抗劑所阻斷。

CCR4及其配體參與哮喘的發(fā)病機(jī)制中，涉及一系列細(xì)胞因子和其他介質(zhì)的釋放。Cho等[17]研究發(fā)現(xiàn)，與非哮喘組患者比較，哮喘組患者Th2型細(xì)胞因子IL-4、IL-5、IL-9、IL-13、CCL11和CCL26及中性粒細(xì)胞相關(guān)細(xì)胞因子IL-1α、IL-1β、CXCL1和CXCL8的絕對水平增加。當(dāng)哮喘患者暴露于過敏原及其他抗原物質(zhì)后，胸腺基質(zhì)淋巴生成素(TSLP)和IL-33等物質(zhì)釋放增多，促使樹突狀細(xì)胞成熟，成熟的樹突狀細(xì)胞與初始CD4+T細(xì)胞相互作用，誘導(dǎo)Th2細(xì)胞分化并向炎癥部位遷移[18，19]。

Th2細(xì)胞表面CCR4受體與CCL2、CCL5、CCL17、CCL22等配體相結(jié)合，產(chǎn)生IL-4、IL-5和IL-13等細(xì)胞因子，這些細(xì)胞因子與哮喘的氣道炎癥密切相關(guān)[20]。其中IL-5對血液及氣道組織中的嗜酸性粒細(xì)胞的激活和成熟起重要作用，與氣道高反應(yīng)的發(fā)生有關(guān)。IL-4和IL-13可以使血管內(nèi)皮細(xì)胞黏附分子1(VCAM-1)表達(dá)增多，并促進(jìn)嗜酸性粒細(xì)胞進(jìn)入氣道，還可刺激分布在支氣管黏膜的杯狀細(xì)胞發(fā)育，在氣道內(nèi)分泌大量黏液，同時(shí)削弱氣道平滑肌對β受體激動(dòng)劑的敏感度。IL-4和IL-13還可以誘導(dǎo)B細(xì)胞分化，促使B細(xì)胞從分泌IgM向IgE轉(zhuǎn)化[21]。IgE在哮喘的早期反應(yīng)中發(fā)揮重要作用，變應(yīng)原再次進(jìn)入機(jī)體時(shí)會(huì)與IgE相結(jié)合，使IgE分子發(fā)生交聯(lián)，并引起肥大細(xì)胞、嗜堿性粒細(xì)胞脫顆粒并釋放組胺、白三烯、前列腺素等多種炎性介質(zhì)和細(xì)胞因子。這些炎性介質(zhì)及細(xì)胞因子能夠引起支氣管平滑肌收縮，氣道黏液分泌增多，氣道上皮結(jié)構(gòu)破壞，晚期誘導(dǎo)促纖維化的修復(fù)反應(yīng)，使氣道重塑，最終導(dǎo)致肺功能惡化[22]。

2.CCR4及其配體拮抗劑在支氣管哮喘治療中的作用：目前大劑量吸入型糖皮質(zhì)激素(ICS)+長效β2受體激動(dòng)劑(LABA)是支氣管哮喘臨床治療的主要方案，可使約60%的重癥哮喘患者得到有效控制，但長期使用存在較大的不良反應(yīng)，因此探討新的哮喘治療方法是有必要的[18]。現(xiàn)已有多種針對哮喘發(fā)病機(jī)制中各個(gè)環(huán)節(jié)的生物制劑用于哮喘的輔助治療，如抗IgE單克隆抗體、抗IL-5單克隆抗體、抗IL-4單克隆抗體、抗IL-13單克隆抗體、胸腺基質(zhì)淋巴細(xì)胞生成素(TSLP)單克隆抗體、趨化因子受體拮抗劑等[23]。

研究表明CCR4在Th2細(xì)胞上高表達(dá)，那么以CCR4及其配體為突破點(diǎn)抑制Th2細(xì)胞發(fā)揮作用可能是治療支氣管哮喘的一種重要方法。為探討CCR4拮抗劑在支氣管哮喘中的作用，近年來設(shè)計(jì)了一系列CCR4拮抗劑，其作用可能是抑制CD4+Th2細(xì)胞向氣道聚集從而抑制氣道高反應(yīng)。化合物GSK2239633A是一種由葛蘭素史克(GSK)開發(fā)的小分子CCR4拮抗劑，Cahn等[24]研究發(fā)現(xiàn)，其在健康男性受試者中具有較高的安全性和良好的耐受性，但口服生物利用度較差，最大僅為16%，給藥1h后在血液中CCR4的抑制峰值低于80%，4h低于50%，且僅有74%的受體占有率，低于預(yù)測有效治療炎癥所需的90%的受體占有率，因此不適合作為支氣管哮喘治療的靶向藥物。Zhang等[25]設(shè)計(jì)并合成了CCR4拮抗劑化合物8a，通過小鼠過敏性哮喘模型發(fā)現(xiàn)其具有較好的特異性，可以有效阻斷CCR4與CCL22、CCL17和CKLF1 3種配體的相互作用，其阻斷作用強(qiáng)于化合物22，有效減輕了哮喘小鼠模型的氣道高反應(yīng)，減少了氣道嗜酸性粒細(xì)胞及Th2細(xì)胞的數(shù)量。TARC/CCL17是CCR4重要的內(nèi)源性配體，以其作為靶點(diǎn)可以抑制CCR4的表達(dá)，進(jìn)而可以減輕支氣管哮喘癥狀。Honjo等[26]將來自銅綠假單胞菌的外毒素片段PE38與TARC融合后得到TARC-PE38，將其導(dǎo)入屋塵螨(HDM)特異性IgE誘導(dǎo)氣道炎癥的小鼠模型CCR4陽性的細(xì)胞內(nèi)，可以觀察到CCR4陽性細(xì)胞及Th2細(xì)胞的數(shù)量較導(dǎo)入前減少，有效地抑制了小鼠模型的氣道高反應(yīng)及過敏性氣道炎癥。

CCR4拮抗劑在過敏性鼻炎、特應(yīng)性皮炎和腫瘤等疾病中也有較多研究，Mogamulizumab是一種CCR4單克隆抗體，已被美國食品和藥品管理局(FDA)批準(zhǔn)用于蕈樣真菌病(MF)和(或)Sezary綜合征(SS)的治療，但具有藥物性皮炎、感染、自身免疫性并發(fā)癥及增加移植并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)[27]。近年來，Jackson等[28]設(shè)計(jì)了一種新型小分子CCR4受體拮抗劑，具有有效的口服生物利用度，同時(shí)可以有效抑制調(diào)節(jié)性T細(xì)胞進(jìn)入腫瘤微環(huán)境，而不降低正常組織中的調(diào)節(jié)性T細(xì)胞。但CCR4及其配體拮抗劑在支氣管哮喘等呼吸系統(tǒng)疾病中的研究相對較少，且主要局限于基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，對其安全性及有效性仍需進(jìn)一步探討。

三、展 望

迄今為止，越來越多證據(jù)表明趨化因子受體及其配體參與氣道高反應(yīng)，但每種受體存在多個(gè)配體，每個(gè)配體也存在多個(gè)受體，其關(guān)系復(fù)雜，因此尚未確定何種趨化因子在支氣管哮喘的發(fā)病機(jī)制中起主要作用，有待于進(jìn)一步研究。CCR4及其配體的拮抗劑可以從分子水平選擇性阻斷CCR4與趨化因子結(jié)合，抑制炎性細(xì)胞向支氣管遷移，進(jìn)而達(dá)到從源頭上控制哮喘的目的，在支氣管哮喘的發(fā)病機(jī)制及治療中均發(fā)揮重要作用。CCR4及其配體作為支氣管哮喘治療中的重要靶點(diǎn)，仍具有較大的研究空間。