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      肺泡Ⅱ型上皮細胞在空氣污染致特發(fā)性肺纖維化中的作用及潛在運用前景

      2022-12-17 06:10:46沈潔淼王守林
      關(guān)鍵詞:肺纖維化充質(zhì)纖維細胞

      沈潔淼,王守林

      南京醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院現(xiàn)代毒理學(xué)教育部重點實驗室,江蘇 南京 211166

      空氣污染是引發(fā)疾病和過早死亡的最重要環(huán)境誘因,已成為威脅人類健康的全球公共衛(wèi)生問題,根據(jù)全球疾病負擔(dān)分析,2019 年空氣污染導(dǎo)致667 萬人過早死亡[1]。肺部是吸入空氣污染物的第一接觸點和第一道防線,空氣污染物常導(dǎo)致嚴重的間質(zhì)性肺病。特發(fā)性肺纖維化(idiopathic pulmonary fibrosis,IPF)是最常見的間質(zhì)性肺病,多發(fā)生在老年人,其特征表現(xiàn)為肺實質(zhì)破壞、細胞外基質(zhì)(extracellular matrix,ECM)沉積及不可逆的肺功能下降,進而導(dǎo)致呼吸衰竭并最終死亡。IPF預(yù)后差,診斷后的中位生存期通常為2.5~3.5年[2]。IPF患者伴隨著巨大的身體、心理和社會經(jīng)濟負擔(dān),且隨著全球人口老齡化,IPF 對患者和醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域提出了更大的挑戰(zhàn)。IPF發(fā)病是基因-環(huán)境之間復(fù)雜相互作用的結(jié)果,環(huán)境危險因素與IPF 發(fā)病密切相關(guān)。歐洲的一項回顧性研究發(fā)現(xiàn),長期暴露于空氣污染可顯著增加IPF 的發(fā)病風(fēng)險[3]。暴露于各種有害刺激引起的肺泡上皮慢性、重復(fù)性、亞臨床微損傷常導(dǎo)致易感個體隨后出現(xiàn)肺泡Ⅱ型上皮細胞(alveolar type Ⅱepithelial cells,AT2)功能障礙,這是IPF致病的啟動和核心過程[4]。明確AT2細胞在空氣污染致IPF發(fā)生發(fā)展中的作用和機制,可為空氣污染致IPF的潛在干預(yù)靶點及效應(yīng)損傷應(yīng)對措施提供依據(jù)和線索。

      1 空氣污染與IPF的發(fā)病風(fēng)險

      1.1 空氣顆粒污染物

      空氣顆粒污染已是全球疾病負擔(dān)中重要的環(huán)境因素。大氣顆粒物水平的增加影響IPF的發(fā)病與病程。二氧化氮(nitrogen dioxide,NO2)和臭氧(ozone,O3)是顆粒物的重要成分,主要來源于交通污染,NO2濃度每增加10 μg/m3,IPF 的發(fā)病率增加7.93%;盡管目前暫未發(fā)現(xiàn)O3與IPF 發(fā)病的相關(guān)性,但O3可促進IPF 急性加重[5-6]。二氧化硫(sulfur dioxide,SO2)和多環(huán)芳烴(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)是常見的燃煤污染物,是霧霾發(fā)生的重要因素。研究發(fā)現(xiàn),SO2慢性暴露可致小鼠肺纖維化,而苯并[a]芘(benzo[a]pyrene,BaP)和SO2聯(lián)合暴露可增強SO2促纖維化效應(yīng)[7],提示空氣顆粒物是IPF 的重要觸發(fā)因素。此外,來自美國和法國的隊列研究表明,短期暴露于空氣顆粒物與IPF 肺功能加速下降有關(guān)[8-9]。

      1.2 香煙煙霧

      香煙煙霧是室內(nèi)重要污染物,被公認為是導(dǎo)致IPF 的危險因素[10]。流行病學(xué)研究表明,當前和曾經(jīng)吸煙者發(fā)生IPF 的風(fēng)險高于從不吸煙者,當前吸煙者的風(fēng)險更高。吸煙與IPF 間存在劑量反應(yīng)關(guān)系,每日吸煙量越大、吸煙時間越長,IPF 的患病風(fēng)險越高[11]。即使在戒煙多年后,曾經(jīng)吸煙仍然是偶發(fā)性IPF 發(fā)展的重要風(fēng)險因素[12]。與非吸煙者相比,吸煙者會在更年輕時患上IPF,有吸煙史的IPF患者生存期更短[13]。二手煙也是IPF的重要危險因素,可使IPF 風(fēng)險增加2倍[14]。此外,出生前母親吸煙的人群患IPF風(fēng)險會增加1.4倍,這可能與生命早期宮內(nèi)暴露有關(guān)[15]。

      1.3 工作場所的空氣污染

      職業(yè)暴露是呼吸系統(tǒng)疾病負擔(dān)的重要貢獻者。美國胸科學(xué)會/歐洲呼吸病學(xué)會(ATS/ERS)最近的一份聲明顯示,吸入性工作場所暴露增加了非惡性呼吸系統(tǒng)疾病的負擔(dān),其中,IPF的人群歸因分值(population attributable fraction,PAF)高于10%(為26%)。對來自11 項研究(總共1 229 例IPF 病例)的PAF分析發(fā)現(xiàn),二氧化硅為3%,木塵為4%,金屬粉塵為8%,VGDF(蒸汽、氣體、粉塵、煙霧)為26%[16]。一項來自IPF的職業(yè)和環(huán)境危險因素的病例對照研究發(fā)現(xiàn),可吸入粉塵IPF 風(fēng)險增加1.4倍,石棉增加1.6倍[14]。

      1.4 空氣微生物污染

      空氣微生物特別是病毒吸入,易導(dǎo)致肺纖維化的發(fā)生和急性惡化。盡管呼吸道病毒感染與IPF發(fā)生之間的直接關(guān)系尚未完全確定,但來自先前的嚴重急性呼吸綜合征冠狀病毒(severe acute respiratory syndrome coronavirus,SARS-CoV)和中東呼吸綜合征冠狀病毒(middle east respiratory syndrome coronavirus,MERS-CoV)的證據(jù)表明,冠狀病毒感染存在異常的肺纖維化后遺癥[17-18]。近兩年,SARS-CoV-2 在全球大流行,截至2022 年5月,已累計確診超過5.2 億COVID-19(corona virus disease 2019)病例。SARS-CoV-2 與先前的SARS-CoV 有79%的序列同源性,因而也可能會出現(xiàn)類似的嚴重的肺纖維化后果[19-20]。SARS-CoV-2 病毒感染可導(dǎo)致31%的COVID-19 感染者出現(xiàn)急性呼吸窘迫綜合征(acute respiratory distress syndrome,ARDS)[21],而肺纖維化是ARDS 常見的并發(fā)癥。嚴重或危重的COVID-19 病例康復(fù)患者中,約三分之一的胸部CT 掃描顯示肺纖維化病變[22]。對COVID-19住院患者出院2個月后的肺部CT分析,發(fā)現(xiàn)約52%的患者顯示出廣泛的纖維化[23]。由于SARS-CoV-2 流行時間長,波及范圍大,感染人數(shù)多,因而感染SARS-CoV-2后形成的肺纖維化后遺癥,會逐漸成為全球嚴重的疾病和經(jīng)濟負擔(dān),值得廣泛關(guān)注。此外,最近的一項Meta 分析指出,一些病毒感染可顯著增加IPF 的風(fēng)險(OR:3.48,95%CI:1.61~7.52),包括巨細胞病毒、人類皰疹病毒7和人類皰疹病毒8等[24]。

      2 AT2細胞與IPF的發(fā)生發(fā)展

      在正常肺中,肺泡Ⅰ型(alveolar type Ⅰepithelial cell,AT1)細胞覆蓋近95%的肺泡表面,主要參與肺泡和毛細血管間的氣體交換。肺泡Ⅱ型(AT2)細胞可以分泌表面活性劑,從而降低表面張力以促進呼吸,并以兼性祖細胞的作用而聞名,能夠自我更新并在穩(wěn)態(tài)和再生修復(fù)過程中產(chǎn)生AT1 細胞[25]。在IPF 肺中,AT2 細胞存在廣泛的更新能力受損,吸煙和細顆粒物(particular matter 2.5,PM2.5)污染等引起的衰老、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(endoplasmic reticulum,ER)應(yīng)激、端??s短等共同作用,最終導(dǎo)致AT2細胞無法有效修復(fù)受損的上皮細胞,由此促進IPF 的發(fā)生發(fā)展。此外,當AT2 細胞功能障礙時,不能產(chǎn)生足夠的表面活性蛋白,肺泡上皮細胞會因機械張力增加而面臨繼發(fā)性損傷,這會加劇上皮細胞耗竭并觸發(fā)AT2中的促纖維信號,以及抑制AT2細胞分化為AT1,擾亂肺再生過程,形成惡性循環(huán)[26]。

      2.1 IPF啟動期

      各種內(nèi)在(如遺傳)和外在(如感染、香煙煙霧和空氣污染等)因素刺激,會產(chǎn)生脆弱的AT2 細胞群,脆弱的AT2細胞受到反復(fù)的刺激會發(fā)展成嚴重的功能障礙。盡管AT1和AT2細胞均容易受到環(huán)境因素作用而損傷,但由于AT2細胞功能障礙使得受損的AT1 難以修復(fù),因而在IPF 中發(fā)揮更重要的作用。香煙煙霧或PM2.5里含有復(fù)雜的混合物,包括一些重金屬和氮氧化物等,易形成自由基,進而攻擊AT2 細胞,導(dǎo)致AT2 細胞凋亡或發(fā)生ER 應(yīng)激。此外,吸入的SARS-CoV-2 病毒顆粒首先在鼻黏膜上沉積,隨后擴展到肺泡是導(dǎo)致COVID-19 患者病情嚴重和發(fā)生肺纖維化的主要原因[27]。血管緊張素轉(zhuǎn)換酶2(angiotensin converting enzyme 2,ACE2)和跨膜絲氨酸蛋白酶2(transmembrane serine protease 2,TMPRSS2)受體是SARS-CoV-2 的靶點[28],盡管單細胞RNA測序(single cell RNA sequence,scRNAseq)顯示只有一小部分AT2 細胞(1%~3%)檢測到ACE2,但在肺泡內(nèi)仍是AT2 細胞主要表達ACE2 和TMPRSS2[29],并且發(fā)現(xiàn)AT2 細胞中的ACE2 表達隨年齡增長而增加,這可能是老年人特別容易感染SARS-CoV-2 的重要原因[30]。在AT2 細胞內(nèi)檢測到SARS-CoV-2 抗原,證實了AT2 細胞確實可被感染[31]。先前研究報告顯示,2003年的SARS-CoV易感染AT2 細胞但不感染AT1 細胞,對AT1 細胞的廣泛損害可能是由于感染后的強烈炎癥反應(yīng)所致,而不是直接感染[32],SARS-CoV-2 與之也類似,AT2 細胞似乎優(yōu)先被感染[33]。根據(jù)對SARS-CoV和流感的研究,AT2 細胞可以在病毒感染后啟動先天宿主反應(yīng),通過分泌多種炎性細胞因子和趨化因子來招募和激活免疫細胞,最終導(dǎo)致功能性表面活性劑喪失、炎癥細胞流入以及AT1細胞受損[27]。

      2.2 IPF激活期

      功能失調(diào)的AT2 細胞可引發(fā)與免疫細胞,特別是巨噬細胞間的串擾,既可以放大初始損傷事件,又可以促進間充質(zhì)擴張。肺內(nèi)巨噬細胞主要分為肺泡巨噬細胞(alveolar macrophages,AMs),包括組織駐留肺泡巨噬細胞(tissue-resident alveolar macrophages,TR-AMs)、單核細胞衍生肺泡巨噬細胞(monocyte-derived alveolar macrophages,Mo-AMs)以及間質(zhì)巨噬細胞(interstitial macrophages,IMs)。研究發(fā)現(xiàn),Mo-AMs 通常促進傷口修復(fù),在IPF 中持續(xù)存在并有助于纖維生態(tài)位的形成[34]。失調(diào)的肺泡上皮修復(fù)與Mo-AMs 激活間存在聯(lián)系,AT2 細胞分泌的MCP-1 可以促進Mo-AMs 在肺內(nèi)的募集和激活。體內(nèi)外模型證明了AT2細胞MCP-1/CCL2分泌在肺纖維化中的重要性,并證實了Mo-AMs 的促纖維化作用。當發(fā)生感染或損傷時,單核細胞進入肺泡腔并發(fā)育成Mo-AMs,通過基因敲除caspase 8(單核細胞分化為Mo-AMs所必需的基因),發(fā)現(xiàn)Mo-AMs而不是TR-AMs 是肺纖維化發(fā)展所必需的[35-36]。綜上,Mo-AMs被募集到肺中以響應(yīng)組織損傷,而AT2細胞的損傷促進了Mo-AMs在肺內(nèi)的募集和激活。

      2.3 IPF纖維化期

      成纖維細胞是組織衍生的間充質(zhì)細胞,其核心功能是分泌ECM。在IPF 的發(fā)病過程中,活化的成纖維細胞分泌促纖維化介質(zhì)以增強纖維化環(huán)境,導(dǎo)致ECM 的過度產(chǎn)生和向肌成纖維細胞的分化。與成纖維細胞相比,肌成纖維細胞在受損組織中存活時間更長,分泌更多的ECM[37]。目前認可的說法是,反復(fù)的AT2細胞損傷引起AT2細胞功能障礙,失調(diào)的肺泡生態(tài)位持續(xù)釋放大量促纖維因子,刺激成纖維細胞向肌成纖維細胞分化和ECM沉積,損傷修復(fù)異常導(dǎo)致瘢痕形成和肺結(jié)構(gòu)復(fù)雜性的進行性喪失,最終導(dǎo)致氣體交換功能紊亂和明顯的肺纖維化表型[38]。

      綜上,AT2 細胞功能障礙已成為包括IPF 在內(nèi)的彌漫性實質(zhì)肺病的重要過程。AT2細胞作為合成表面活性劑和維持肺泡穩(wěn)態(tài)的肺細胞群,與其他遠端肺細胞間存在質(zhì)量控制網(wǎng)絡(luò),以應(yīng)對異常失調(diào)帶來的挑戰(zhàn)。在外在環(huán)境因素反復(fù)刺激下,功能失調(diào)的AT2 細胞表現(xiàn)出異常的分子特征,包括ER 應(yīng)激和衰老等,并與免疫細胞和間充質(zhì)細胞之間異常通訊,最終驅(qū)動下游纖維化重塑。

      3 AT2 細胞介導(dǎo)的空氣污染致肺纖維化過程的主要機制

      氧化應(yīng)激是最常見的促纖維化因素,是IPF 發(fā)病機制中的重要途徑。香煙煙霧、PM2.5或病毒等損傷AT2 細胞,引起氧化應(yīng)激增加,刺激活性氧(reactive oxygen species,ROS)產(chǎn)生,進而可能影響各種促纖維化因子如轉(zhuǎn)化生長因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)的激活[10,39]。除了經(jīng)典的氧化應(yīng)激機制外,功能障礙的AT2細胞還可通過下列機制發(fā)揮促纖維化作用。

      3.1 上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transformation,EMT)

      EMT是重要的生物學(xué)過程,表現(xiàn)為上皮細胞失去細胞-細胞粘附和頂端-基底極性的特征,并獲得遷移、侵襲和產(chǎn)生ECM成分的間充質(zhì)特征[40]。EMT已被公認為IPF 纖維化的關(guān)鍵機制之一。IPF 患者肺組織的免疫熒光顯示細胞同時具有上皮和間充質(zhì)的特征,表明EMT 活躍[41]。與正常AT2 細胞相比,從IPF 患者肺部分離的AT2 細胞表達了更高水平的間充質(zhì)標志物如α-平滑肌肌動蛋白(alphasmooth muscle actin,α-SMA)[42]。受損的AT2細胞可能是成纖維細胞/肌成纖維細胞的來源,在小鼠肺纖維化模型中的譜系追蹤實驗表明,表達間充質(zhì)標志物的細胞具有上皮來源[43]。一些促纖維化因子已被認為是EMT的誘導(dǎo)劑,其中,TGF-β是最相關(guān)的因子[44]。當香煙煙霧暴露后,刺激AT2細胞釋放TGFβ,進而誘導(dǎo)AT2細胞獲得間充質(zhì)細胞樣表型,抑制TGF-β水平后,可減輕EMT 及肺纖維化效應(yīng)[45]。此外,表觀遺傳修飾也可影響AT2 細胞的EMT 過程。PM2.5暴露通過甲基轉(zhuǎn)移酶樣蛋白3(methyltransferase like protein 3,METTL3)介導(dǎo)的N6-甲基腺嘌呤(N6-methyladenosine,m6A)修飾觸發(fā)BEAS-2B 細胞的EMT進程并導(dǎo)致小鼠肺纖維化形成[46]。

      3.2 細胞衰老

      IPF是一種與年齡相關(guān)的疾病,85%的患者在首次診斷時年齡>70歲。衰老是肺生理功能下降的主要風(fēng)險,與年齡相關(guān)的衰老失調(diào)會導(dǎo)致肺部無法對損傷和壓力源做出適當?shù)姆磻?yīng),從而引起細胞損傷修復(fù)異常,最終導(dǎo)致死亡,因此衰老與IPF發(fā)展的易感性增加有關(guān)。除了正常衰老外,吸煙、感染等空氣污染會成為“二次打擊”源,通過與衰老相關(guān)的事件加速肺部衰老,并可能導(dǎo)致AT2細胞再生受損和修復(fù)不足,不僅會加速IPF的進展,還會增加老年人本就易受傷害的肺部發(fā)生IPF 的風(fēng)險,并可能成為IPF的最終誘發(fā)因素[47]。

      AT2 細胞衰老被認為是IPF 的重要病理特征,盡管在間充質(zhì)細胞中也觀察到衰老,但在動物模型中發(fā)現(xiàn)是AT2 細胞衰老,而不是間充質(zhì)細胞的衰老,最終導(dǎo)致肺纖維化的發(fā)生[48]。與正常肺組織相比,IPF肺組織AT2細胞衰老相關(guān)標志物(如p16)的水平更高。單細胞測序顯示,在肺纖維化區(qū)域中,AT2細胞衰老相關(guān)信號通路異常激活[48-49]。動物及細胞實驗也發(fā)現(xiàn),香煙煙霧可以通過SIRT1/自噬依賴性途徑誘導(dǎo)AT2細胞衰老,進而誘導(dǎo)肺纖維化發(fā)生[50]。衰老的發(fā)展和維持涉及一系列復(fù)雜信號通路,端??s短是引起細胞衰老的原因之一。Povedano等[51]發(fā)現(xiàn)敲除AT2 細胞中端粒重復(fù)結(jié)合因子1(telomeric repeat binding factor 1,TRF1),可引起小鼠肺部端粒功能障礙,并通過誘導(dǎo)DNA損傷和上調(diào)p21/p53,引發(fā)小鼠肺纖維化。氧化應(yīng)激和無效的端粒質(zhì)量控制都可能匯聚導(dǎo)致受損AT2 細胞發(fā)生DNA損傷反應(yīng)。持續(xù)的DNA 損傷可激活級聯(lián)反應(yīng)導(dǎo)致衰老,包括NF-κB、p53 和PI3K/AKT 通路的激活[2]。衰老的發(fā)展伴隨著炎性蛋白的分泌,即衰老相關(guān)分泌表型(senescence associated secretory phenotype,SASP)。衰老的AT2細胞釋放SASP因子,如TGF-β、IL-6等,誘導(dǎo)肺成纖維細胞大量增殖和活化,導(dǎo)致基底膜破壞和ECM的沉積[52]。盡管衰老的成纖維細胞和AT2細胞都可能分泌出SASP,但似乎只有AT2細胞分泌的SASP影響肺纖維化的進展[48],這可能是衰老的AT2 細胞引起IPF 的重要原因,也解釋了IPF中炎性基線升高的原因。本課題組近期研究發(fā)現(xiàn),萘[2,1-a]芘(naphtho[2,1-a]pyrene,N21aP,一種六環(huán)多環(huán)芳烴),可以在AT2 細胞中被細胞色素P450 1A1(CYP1A1)代謝活化生成活性代謝產(chǎn)物N21aP-二氫二醇,形成DNA 加合物,引起AT2 細胞DNA 損傷進而發(fā)生細胞衰老,衰老的AT2細胞釋放大量SASP 因子,引起AT2 細胞-成纖維細胞間異常通訊,誘導(dǎo)成纖維細胞向肌成纖維細胞分化和ECM沉積,最終導(dǎo)致小鼠肺功能下降和肺纖維化形成。

      3.3 ER應(yīng)激

      ER主要參與維持蛋白質(zhì)穩(wěn)態(tài),在蛋白質(zhì)折疊過程中對其進行質(zhì)量控制。任何影響蛋白質(zhì)加工的因素都可能使錯誤折疊的蛋白質(zhì)在ER 中積聚,稱為ER應(yīng)激。作為對ER應(yīng)激的反應(yīng),細胞會啟動一種稱為未折疊蛋白反應(yīng)(unfolded protein reaction,UPR)的信號級聯(lián)反應(yīng)[53]。UPR有助于蛋白質(zhì)合成、折疊和降解,如果UPR不能減輕ER的壓力,就會觸發(fā)凋亡通路[2]。ER 應(yīng)激和UPR 反應(yīng)通過AT2 細胞凋亡、EMT 等與IPF 相關(guān)[54]。香煙煙霧和顆粒物可引起AT2 細胞氧化損傷和ER 應(yīng)激,進而導(dǎo)致AT2細胞凋亡[55],這可能是通過p-ERK-eIF2α-ATF4-CHOP 通路介導(dǎo)[56],并在纖維化區(qū)域內(nèi)可見AT2 細胞凋亡標志物表達的增加[57]。AT2細胞產(chǎn)生大量表面活性蛋白,因此對蛋白質(zhì)穩(wěn)態(tài)特別敏感,表面活性蛋白突變會通過ER應(yīng)激引起細胞凋亡[2],這也是IPF發(fā)生的重要觸發(fā)因素。

      衰老、EMT和ER應(yīng)激是AT2細胞致IPF的常見機制,雖然這些途徑都能單獨發(fā)揮作用,但更重要的是它們并不是孤立地起作用,而是會相互作用以促進IPF發(fā)生發(fā)展(圖1)。ER應(yīng)激激活UPR導(dǎo)致促衰老因子的調(diào)控,包括p21 和p53,進而引起細胞衰老并釋放大量SASP因子。TGF-β是重要的SASP因子,也是EMT 誘導(dǎo)因子,TGF-β在AT2 細胞中引發(fā)EMT,由此極化的肺泡上皮細胞獲得間充質(zhì)和遷移特征[58],三者共同作用,促進IPF的發(fā)展。

      圖1 與IPF發(fā)生相關(guān)的常見生物學(xué)過程Figure 1 Common biological processes associated with IPF

      4 靶向AT2細胞在IPF預(yù)防及治療中的應(yīng)用前景

      4.1 IPF診斷生物標志物

      IPF 的準確診斷仍是一個挑戰(zhàn),肺活檢依然是目前診斷IPF的金標準[59],然而由于存在創(chuàng)傷性,通常不會選擇。肺部CT 是常用的診斷方法,但有時CT 難以與其他纖維化肺疾病區(qū)分。血清生物標志物因其無創(chuàng)性,受到廣泛關(guān)注,IPF的特定血清生物標志物有助于IPF 鑒別診斷、判斷IPF 嚴重程度、預(yù)測對藥物治療的反應(yīng)以及對臨床試驗的患者危險程度進行分層以便選擇更好的治療方式。研究表明,可反映AT2 細胞功能障礙的涎液化糖鏈抗原(krebs von den lungen-6,KL-6)和表面活性蛋白D(surfactant D,SP-D)在診斷IPF 中是有價值的[60-61]。聯(lián)合使用血清KL-6、SP-D 和骨橋蛋白(osteopontin,OPN)可提高區(qū)分IPF患者和非IPF間質(zhì)性肺病患者的診斷準確性[62]。KL-6 和SP-D 已在日本被用于IPF的診斷[63]。然而,目前IPF血清生物標志物的臨床應(yīng)用仍然有限,仍需多種臨床試驗驗證生物標志物的敏感性和特異性,以期對IPF 進行早期診斷并指導(dǎo)用藥,達到最大化的療效及減少藥物不良反應(yīng),提供個體化和精準化的治療。

      4.2 IPF靶向治療和干預(yù)

      當前,IPF仍是一種不可治愈性肺病,尼達尼布和吡非尼酮是常見的IPF治療藥物,可以減緩IPF的呼吸惡化并延長生存期,但并不能完全改善癥狀且存在耐受問題。吡非尼酮通過下調(diào)關(guān)鍵的TGF-β等的產(chǎn)生和釋放,減少氧化應(yīng)激,尼達尼布是血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)和血小板衍生生長因子受體(platelet-derived growth factor receptors,PDGF-R)的抑制劑,這兩種藥物均可干預(yù)IPF發(fā)病有關(guān)過程,但均存在一定不良反應(yīng),如胃腸不耐受等[64]。重復(fù)性AT2細胞損傷是IPF的關(guān)鍵過程,基因和環(huán)境之間的復(fù)雜相互作用,激活了眾多促纖維化途徑,它們成為了早期臨床試驗探索的潛在分子靶點。除了經(jīng)典的尼達尼布和吡非尼酮外,越來越多的針對潛在分子靶點的新療法在臨床試驗中得到探索。AT2細胞衰老是IPF 的關(guān)鍵機制之一,也是IPF潛在的干預(yù)靶點,目前首先確定的抗衰老藥物是達沙替尼和槲皮素(dasatinib and quercetin,DQ),它們聯(lián)合使用能在博萊霉素誘導(dǎo)的小鼠肺纖維化模型中有效消除衰老的AT2 細胞并改善肺功能[65]。首次在IPF 患者(n=14)中進行的DQ 臨床研究顯示,抗衰老療法是安全的,并且可以改善IPF 患者的身體機能,而相關(guān)不良事件如胃腸道不適等可以接受[66]。鑒于IPF肺部的AT2細胞數(shù)量較少,消除衰老的AT2細胞可能會阻止肺組織修復(fù),因而必須仔細測試用于治療IPF的抗衰老療法,而靶向損傷的AT2 細胞釋放的SASP 因子似乎是阻斷IPF 有害損傷的另一種可行策略。遺憾的是,盡管已認識到IPF 是由上皮驅(qū)動的肺纖維化疾病,但由于機制尚未完全清楚,因此針對AT2細胞的治療尚未促使患者病程取得實質(zhì)性進展,未來還需繼續(xù)努力尋找新的可靠的治療方法。

      5 總結(jié)和展望

      IPF是一種以ECM過度沉積和肺組織結(jié)構(gòu)重塑為特征的慢性肺病,生存及預(yù)后差。越來越多的文獻支持空氣污染和IPF之間的因果關(guān)系。本文闡述了AT2 細胞作為重要的靶損傷細胞在空氣污染致IPF 發(fā)生發(fā)展中的重要作用以及常見的機制,以期為AT2細胞作為空氣污染致IPF的潛在干預(yù)靶點提供依據(jù)。目前,關(guān)于IPF的臨床診斷仍以肺部CT為主,血清生物標志物因其無創(chuàng)性和特異性,與肺部CT 相比,對IPF 的鑒別診斷及精準治療更有優(yōu)勢。目前常用的兩種藥物尼達尼布和吡非尼酮僅能緩解而不能治愈IPF,鑒于AT2細胞在IPF發(fā)生發(fā)展中的重要作用,盡管目前未取得實質(zhì)性進展,但相信靶向AT2 細胞的治療會成為未來IPF 治療的熱點,而深入了解AT2細胞在IPF中的作用機制會對該類藥物的研發(fā)提供線索和啟發(fā)。

      隨著人口老齡化、空氣污染的加重及吸煙人數(shù)的增多,IPF的患病率整體呈升高趨勢。吸煙是IPF最公認的危險因素,控?zé)熂皽p少煙草使用對IPF 的預(yù)防起著重要作用??諝忸w粒物及工作場所的風(fēng)險暴露評估及污染物接觸限值的制訂,可用于健康保護。疫苗接種可以預(yù)防病毒感染,而核酸檢測是早期發(fā)現(xiàn)SARS-CoV-2 感染的快速方式,這都是目前預(yù)防SARS-CoV-2 的有效手段。因此,預(yù)防及控制危險因素的暴露,提高高危人群的精準篩查,實行早期診斷和干預(yù),對于預(yù)防IPF的發(fā)生、減輕居民疾病負擔(dān)有著重要的公共衛(wèi)生意義。

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