呼吸道合胞病毒诱发支气管哮喘的研究进展.doc

气管哮喘（简称哮喘）是由多种细胞及其细胞组分参与的气道慢性炎症性疾病。引起哮喘急性发作的病因众多，其中病毒感染为主要病因之一，在90年代就有研究证实80%的美国社区911岁儿童以及50%-55%的成人哮喘发作与病毒感染有关。呼吸道合胞病毒（respiratory syncytial virus，RSV）是导致婴幼儿下呼吸道感染的重要原因，大约有65%的1岁儿童感染了RSV，几乎所有儿童在2岁时至少感染过1次RSV，RSV感染引发的支气管炎的住院儿童可增加其以后发生反复喘息和哮喘的风险，而且，感染后机体获得的免疫反应维持时间不长，仍可再次感染，因此在成人哮喘中RSV的作用亦受到重视。近年来对RSV感染诱发哮喘的研究逐渐增多，现综述如下。1 RSV及其与哮喘的关系1.1RSV的生物学特征1956年在患感冒的黑猩猩鼻咽分泌物中分离黑猩猩感冒病毒（CCA），随后从肺炎患儿的咽拭子中分离到一株与CCA相同的能引起细胞融合病变的病毒，根据其病变特点命名为RSV。RSV为非节段性的负链RNA病毒，属副黏病毒科、肺炎病毒属，病毒颗粒约120300 nm，具有包膜，包膜上有病毒编码的跨膜蛋白，形成棒状突起。RSV基因组主要编码10个蛋白质，其中3个为跨膜表面蛋白F、G和SH；G蛋白介导病毒的吸附，并诱导体液免疫，F蛋白介导病毒的穿入和胞膜融合，可诱导体液免疫和绌胞免疫，是两个主要的病毒保护性抗原。RSV感染呈全球性分布，具有明显季节性，在温带多流行于冬春两季。1.2RSV与哮喘的关系 哮喘是一种免疫介导的导致气道反应性增高的炎症性疾病，病毒已被证明在哮喘的发作和加重过程中起着重要的作用。RSV感染是导致其后反复出现喘息的重要原因，导致婴幼儿住院的严重RSV支气管炎是引起其童年过敏性哮喘的一个危险因素。Narita等通过观察262例因下呼吸道感染住院的3岁儿童，并随访6年，发现27.8%的儿童因RSV诱发喘息，且11.1%的儿童因哮喘发作而接受治疗。Simoes等研究发现，对无过敏性家族史进行RSV预防可减少80%患儿发生反复的喘息，而有过敏性家族史的患儿进行RSV预防不能改善其喘息的发生。因此，婴幼儿的特应性体质（如过敏性鼻炎病史、血清总IgE升高）以及家族过敏史，尤其母亲的哮喘史，都是RSV感染发展成哮喘的危险因素。RSV感染还可以直接诱发或加重哮喘。Chi等以卵蛋白（）VA）致敏Balb/C小鼠，再用OVA雾化，OVA/RSV组气道炎症与高反应性均显著增高，且OVA/RSV+地塞米松组与其相比气道炎症和高反应性明显加重，说明RSV不仅具有加重哮喘的作用，还可造成糖皮质激素抵抗。RSV感染导致气道感染性炎症以及气道高反应性，同时还诱导机体免疫状态发生改变，诱发或加重了哮喘的产生。由此可见，RSV与其他过敏原、遗传因素等相互作用，共同参与了日后哮喘的发生。2 RSV感染诱发哮喘的机制2.1气道上皮细胞损伤 呼吸道上皮细胞被认为是一种复杂的物理屏障，能够防御有害的吸入物和病原体微生物。目前研究表明，气道上皮细胞被认为在哮喘的发病中发挥着重要的作用，气道上皮细胞的活化可能会引起哮喘特征性的气道炎症和气道重塑的发生。哮喘患者呼吸道上皮细胞对环境因素损伤的易感性增加，损伤后的上皮释放肿瘤坏死因子（TNF）、白介素6（IL-6）、粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子等多种炎性介质导致呼吸道炎症；此外.持续的呼吸道上皮细胞损伤会促使其释放碱性成纤维细胞生长因子、血小板源生长因子等促纤维化因子，导致哮喘呼吸道重塑的形成。呼吸道上皮细胞是RSV复制和产生病理基础的主要部位，也是机体抵御病原体侵入的重要免疫屏障。体外研究发现，RSV感染人支气管上皮细胞可以增加ICAM-1的表达，进一步研究表明，RSV可通过与ICAM-1结合促进RSV进入和感染气道七皮细胞，而这种结合可以被融合F蛋白阻断，提示炎症因子ICAM-1在RSV入侵上皮细胞过程中有重要作用。RSV感染上皮细胞后，随着RSV在上皮细胞复制，大量的RSV通过气道分泌物，进入肺组织周围，激活肺内的单核细胞，表达一些与哮喘相关的细胞因子和趋化因子，例如RANTES、iNOS、5-lypoxygenase、IL-10和IL-13等，干扰免疫调节，促进炎症的发生。RSV感染使上皮细胞纤毛脱落，纤毛清除能力降低，并使血管通透性增加，导致大量黏液、细胞碎片等堆积气道，且侵入气道的炎性细胞填充细支气管、肺泡，使之闭塞，加重哮喘。2.2T细胞亚群的改变 近年来的研究表明辅助性T细胞Th1/Th2亚群比例失衡和功能失衡是哮喘的主要免疫发病机制，不同类型的外界刺激引发机体不同类型的免疫防御，并且引起Th0细胞向Th1或Th2细胞分化。Xia等发现单纯RSV感染Balb/c小鼠后血清中T辅助细胞因子改变呈Th1反应，但经卵白蛋白致敏后再感染RSV则呈Th2反应，说明RSV与其他抗原相互作用的结果改变了T辅助细胞的选择性活化，使得细胞因子形式由单纯RSV感染的Th1反应转向类似于哮喘的Th2反应。蒋雄斌等研究发现卵蛋白致敏小鼠RSV感染后可引起CD8+T细胞数量及功能改变，即由产生IFN-+为特征的Tc1胞向产生心IL-4+，IL-5+为特征Tc2细胞转化，并可能与气道内IL-4、IL-5升高及嗜酸粒细胞的大量募集有关。2.3气道炎症与气道高反应性 气道慢性炎症被认为是哮喘的本质，气道反应性增高则是哮喘的主要病理生理特征。RSV感染引起的气道病理生理改变及相关的临床症状除了与病毒复制直接损伤相关外，更主要的是由于感染诱发了大量的细胞因子和炎症介质释放，进而引起的气道免疫炎症损伤和异常修复过程。Tasker等用RSV致敏7d龄的幼鼠，成年后再次感染RSV后发现小鼠肺中炎症趋化凶子MCP-1、MIP-1、RANTES以及TNF的含量比起未致敏的成年感染小鼠浓度增高。夏虎等发现，经过RSV感染的哮喘模型，通过OVA致敏，可以提高对激发物乙酰甲胆碱的敏感性，显示气道反应性增高；且小鼠气道周围大量淋巴细胞浸润，黏液分泌明显增加。蒋雄斌等应用OVA腹腔注射致敏、OVA气道雾化吸入结合RSV滴鼻激发复制哮喘模型，与OVA组比较，OVA/RSV组BALF中细胞总数、嗜酸粒细胞、淋巴细胞、中性粒细胞均明显增加（P值均0.01），BALF上清中IFN-、IL-4、IL-5含量均明显升高（P0.01）；支气管黏膜增厚，管腔收缩、狭窄，上皮破坏，支气管周围炎症细胞浸润加重，气道反应性亦明显升高（P0.01）。OVA致敏条件下RSV感染可进一步增加气道阻力，降低胸肺动态顺应性，且恢复时间较单纯OVA致敏小鼠明显延长（分别延长6 d，10 d）。说明OVA致敏小鼠RSV感染后可导致气道反应性明显增加，且小气道病变可能是气道高反应性增高、持续时间延长的关键因素，并和OVA致敏哮喘气道反应性增高具有不同的病理生理特征。2.4遗传异质性 哮喘患者的气道高反应性受遗传基因的控制，特应性体质的人在发生哮喘之前就已表现出气道高反应性，有哮喘家族史的无症状儿童气道反应性亦有不同程度的升高。Harker等认为RSV感染的下呼吸道支气管炎患儿的免疫反应在感染前就存在Th2优势免疫应答和IFN-分泌减少。说明RSV感染的下呼吸道支气管炎是特异性体质的早期标志，预示患儿日后可能出现哮喘。有研究表明，IL-13基因多态性与RSV感染哮喘密切相关。Ermers等对101例RSV下呼吸道支气管炎住院患儿进行6年的前瞻性队列研究发现，有过敏性疾病家族史与6岁以后喘息发作相关，且6岁以后喘息发作是哮喘发作的症状，与IL-13基因多态性的功能相关。董晓艳等也发现IL-13ArgllOGln位点G-A变异与RSV感染后婴幼儿喘息发生和哮喘发病相关，两者在该位点上可能存在相似的遗传基础。2.5神经生长因子（nerve growth factor，NGF）NGF是调节神经发育和反应的重要因子，且在炎症、组织修复和重塑中产生重要影响。在哮喘的发病中，NGF的过度表达可增强炎症，促进神经性炎症的发生和引起气道高反应，导致气道平滑肌收缩、血浆外渗、黏液分泌增多、炎症反应被放大等病理生理反应。RSV感染可引起气道内感觉神经肽分泌失衡，i-NANC神经功能抑制，e-NANC功能亢进，从而促进气道高反应性的发生，肺内神经营养素NGF的表达随年龄的增加而逐渐衰减，其高亲和力受体trkA和低亲和力受体p75的表达也相应地减少，RSV感染可以影响这种生理性衰减，诱导NGF和其高亲和力受体trkA转录及其蛋白的高表达。赵然然等发现RSV感染大鼠肺组织NGF与脑源性神经生长因子（BDNF）明显升高，气道感觉神经元SYN及NF的表达也明显升高，相关分析也表明NGF、BDNF的浓度与气道反应性以及SYN、NF表达呈明显正相关。3治疗和预防目前，对病毒诱发哮喘的治疗除按照哮喘的防治规范进行治疗外，还包括针对呼吸道病毒感染的预防和抗病毒治疗。2002年Wenzel等报道，39例易患呼吸道疾病的高危患儿，13例早期给予RSV免疫球蛋白治疗，26例作为对照，结果显示，710年后治疗组患儿的肺功能明显好于未治疗组，而且治疗组过敏性疾病及哮喘的发生率也大大降低。抗病毒治疗除应用抗病毒药物如金刚烷胺、利巴韦林等之外，还采用病毒疫苗预防治疗，但是RSV疫苗对哮喘的预防和治疗效果不甚理想。此外，RSV单克隆抗体Palivizumab能与RSV上的F蛋白结合，抑制其入侵宿主细胞，对RSV感染的预防作用大大高于RSV免疫球蛋白。研究表明，其对预防RSV感染的预防有效，能降低哮喘患者55%的住院率，此项研究结果为RSV感染哮喘的治疗和预防提供了新的思路。另外，对RSV感染哮喘的治疗，中医药也有其独特的疗效。三拗汤及其类方可减轻RSV感染诱发哮喘小鼠支气管周围炎的病变程度，降低气道反应性，对RSV诱导的哮喘小鼠有一定的治疗作用；痰热清对RSV有直接灭活及抑制增殖的作用，对其感染靶细胞有阻断作用，并呈明显量效关系。由此可见，中医药可通过直接抗病毒、调节细胞因子、减轻哮喘气道炎症等方法，对RSV感染哮喘进行治疗