嗜酸性粒细胞阳离子蛋白在变态反应疾病中的应用

嗜酸性粒细胞阳离子蛋白在变态反应疾病中的应用 嗜酸性粒细胞阳离子蛋白在变态反应疾病 中的应用 国外医掌呷暖系统舒册2001年第21卷第2明 037嗜酸性粒细胞阳离子蛋白在变态反应疾病中的应用 新疆医科大学第一附属医院儿科r乌鲁木齐830054)徐婷婷综述李维域审枝 97? 摘要本文从嗜酸性粒细胞用离子蛋白(EcP)的结构和特点出发.综述了ECP在哮 喘,变应性鼻炎,特应性 皮炎.过敏性结膜炎等变态反应疾病中的作用. 关键词嗜酸性粒细胞阳离子蛋白:嗜酸性粒细胞;变惫反应 自1879年PauI,rhieh第一次描述了嗜酸性粒 细胞(eosinophil,EOS)组织化学特性以后,越来越多 的研究发现,在哮喘,鼻炎,特异性皮炎,过敏性结膜 炎等变态反应疾病患者的血清,尿液.眼泪,鼻腔和 支气管分泌物中存在EOS及其释放的颗粒蛋白. Clemens于1906年提出变态反应的概念"在最初接 触异种蛋白后机体出现的特异性获得性反应".该反 应以局部嗜酸性粒细胞的聚集和活化为特点.E0s 被话化后,主要释放4种强碱性颗粒蛋白:主要碱性 蛋白(majorbasicprotein,MBI),嗜酸性粒细胞阳离 子蛋白(eosinophiicationicprotein,ECP),嗜酸性粒 细胞衍生的神经毒素(eosinophil—derived rleurotoxirbEDN)及嗜酸性粒细胞避氧化物酶 (eosinophilperoxidase,EPo),其中ECP作为EOS 活性标记,已被广泛应用于变态反应疾病的诊断,治 疗和疗效判定中,本文就其在变态反应疾病中的应 用作一综述. 1ECP的结构与特点 1.1ECP的结构ECP是一种分子量21kD的基 础蛋白,存在于EOS颗粒的基质部分,占颗粒的 3O%,它的N一端59个氨基酸残基与人类胰核糖核 酸酶显示了良好的同源性.ECP是一种单链糖蛋 白,在进入颗粒储存之前加工成1820kD蛋白质,其 等电点大于11,并且每摩尔蛋白质包含2.5摩尔 锌…. 1.2ECP的特点?ECP的释放:补体成分和细 胞素能促进EOS脱颗粒.血清受调理素作用,非吞 噬的交联葡萄糖珠(sOS)引导EOS脱颗粒至外环 境中,经细胞松弛素B预处理的EOS在吞噬了血清 受调理素作用的酵母多糖后,在可溶性激动剂如补 体C5a,C3a,血小板激活因子(plateletaCtiredfact0r. PAF),FMLP,尤其是C5a作用下释放ECP,通过免 疫电于显微镜可看到ECP被释放到吞噬体内.IL 一 3和IL一5能显着提高由C3a和CSa启动的ECP 释放,而白细胞功能抗原CD1lb,CD18和CD32单 克隆抗体则抑制FX)S脱颗粒.ECP的释放与SOS 有相互作用.细胞素介导的ECP释放增加被磷脂 酶A2(PLA2)的抑制剂盐酸米帕林所抑制【3-@ 分泌型E('P:ECI在分泌过程中结构发生了变亿, 单克隆抗体EG1,EG2分别表示储存状态和释放状 态的EC在皮肤,胃肠道,心脏,脾脏中活性的 E(附近可找到FCP这种分泌形式,并且它与 MBP一样都对寄生虫具有细胞毒作用.?ECP鲫 神经毒性:虽然ECP具有核精核酸酶活性,并且冲冬 其注入脑脊液时显示了神经毒性,但是选种明能豫 乎不能解释其溶细胞作用.ECP的其它作用遥包 括抑制淋巴细胞增殖,诱导人工脂质体的离子通道 开放,通过与XI因子粘台而防止凝血,抑制铸搬爵 和肝素的功能等1]?. 2EcP相关疾病及其临床意义 2.1哮喘(asthma) 2.1.1诊断标志物哮喘是气道的一种慢性炎性 疾病,其中许多细胞和细胞成分起作用,特是 EOS,肥大细胞,T淋巴细胞,巨噬细胞,嗜中性粒纲 胞和上皮细胞.EOS分泌的碱性蛋白对气遭上皮 的毒性作用以及释放的炎性介质,主要包括皿小板 活化因子(PAF),白三烯((1eukotrie.'n'esC4, L1),白三烯D4(LTD4)等,可以诱发气进炎症, 介导气道上皮细胞的损伤脱落,这是?)S参与哮喘 发病,导致气道慢性炎症和气道高反应性的基础. 其中碱性蛋白强烈的细胞毒性是关键因素.动镩实 验表明,ECP对气道上皮,肺泡上皮以及角质细忽 的损伤作用十分明显,可以在豚鼠的气管上皮引起 剂量依赖式损伤在兔的气道内滴注小量ECP可 以引起上皮损伤,剥落,细胞聚集和细胞栓子形成, 这些现象与死于严重哮喘患者的表现非常相似.学 者Nahm,Park最近研究了哮喘患者痰液中EICP水 平与IgA之间的关系,结果两者呈线形相美(r: 067,P=0.002).证t哮喘患者气管支气管分 泌物中,lgA参与rEOS的脱颗粒,I是E()s擞 活状态下脱颗粒的有效刺激因子,为ECP的支气管 一 肺局部损害提供了进一步的依据【.c|?等 围外医学呼吸系坑分册20叭茸第21卷第2期 报道,EOS标记物ECP和嗜酸细胞蛋白x (ozslnophi[proteinX,EPX)反映了)S的活性,在 哮喘和其它EOS被激活的疾病中.血清ECP及尿 EPX升高,持续哮喘患儿的血清ECP显着高于那些 过去四个星期偶发或无哮喘症状患儿的血清 ECt)l.此外,Yazicioglu等发现,痰液ECP在鉴别 具有相似症状的哮喘和慢性支气管炎时具有一定的 价值【. 众多临床资料表明:哮喘患者血清和痰液中的 ECP水平有很好的一致性,哮喘及其严重程度与血 清Ea,水平相关,而与末梢血中EOS无关.但 Vanto,Koskinen得出结论:在区分患儿有无哮喘及 评价哮喘严重性方面,血清ECP并不比外周血EO.S 计数更具优越性,它对症状性,活动性哮喘诊断的敏 感性是54%,特异性是71%.近30年来,由于哮 喘发病率增加2,3倍是与枯草热,湿疹和对吸入过 敏原的皮肤点刺实验的增加相一致,因此,Cal,~en, Vanlo等同时还研究了特应症(atopy)对哮喘的影 响,结果显示,具有特应症的患儿其血清ECP显着 高I非特应症者(P=0.01),特应症可以影响血清 ECP水平 2.1.2监测标志物血清ECP可用于监测治疗效 果,P~Jtsma用二丙酸倍氯米松(BDP)治疗症状性 哮喘,发现治疗前患者外周血中ECP升高,治疗后 下降(P<0001)I.Turktas等研究发现,所有哮 喘忠者的血清ECP都显着高于对照组,平均血清 IgE则无差别,在吸入皮质类固醇治疗3个月后,血 清ECP下降,症状一给药积分及肺功能改善,肺功 能与血清ECP之间有显着联系,这表明血清ECP 是一很好的疾病标记,对监测哮喘抗炎治疗效果有 益_l[1.在季节性哮喘和职业性哮喘中,血清ECP 也是一个监测哮喘活动和评价治疗效果的敏感指 标,在桦树花粉季节,高花粉负荷(HPL)之前,期间, EG2抗原决定簇在细胞内的表达都显着增加(P< 0.0J,P<0.05),EG2不仅代表了EOS的活性而 且反映出患者在季节中暴露于抗原的情况【1』. 两岁以下的儿童可因呼吸道感染出现过喘鸣, 这在部分患儿代表了哮喘的开始.Koller等将第一 次出现喘鸣的婴儿作为研究对象,了解是否活性的 EOS能预测哮喘的发展,他们用血清ECP来反映 I"OS活性.结果显示:在喘鸣的婴儿,单纯E感儿, 健康对照组之间有显着差别;并且在喘呜组中,血爵 ECP高于20p.g/L的比那些低于201ag/L的在一年 故血清ECP对早期喘鸣能否发展 内更易罹患哮喘, 成哮喘具有预测性价值,并提示了血清ECP可用于 鉴别哪些患儿需要接受早期治疗[12. 2.2变应性鼻炎(allergicrhinitis) 2.2.1病因学指标变应性鼻炎又称过敏性鼻炎, 是发生在鼻粘膜的变应性疾病.变应原进入机体后 主要产生I型变态反应:大量生物活性介质释放,鼻 粘膜中EOS明显程润等.引起鼻粘膜水肿,鼻塞,喷 嚏,清涕增多等临床表现.其中,E0S毒性蛋白在 变应性鼻炎的发病机制中起重要作用,大量研究通 过检测血清ECP及鼻分泌物,鼻灌洗液中ECP来 反映EOS的活性,帮助临床进行诊断和治疗. 过敏性鼻炎患者常见症状是嗅觉功能障碍,但 是这种现象的病理生理学及季节性变态反应疾病嗅 觉功能减退的时间过程尚不明了对牧草花粉过敏 的鼻炎患者,其鼻容积流量(msaIvolumeflow, NvF)及鼻分泌物中的炎症细胞活性标记(ECP)在 季节前后的变化,与嗅觉功能改变的关系显示,变应 性鼻炎患者暴露在过敏原下会发展成显着的嗅觉功 能障碍,嗅觉上=皮细胞炎症功能失调是其可能的重 要发病机制",J. 2.2.2疗效指标临床研究证实,空气污染吻:如 臭氧,二氧化氮,二氧化硫会使变应性鼻炎和哗喘患 者对吸人性过敏原产生气道高反应性,并且使鼻分 泌物中ECP水平显着升高,提示这些污染物可引发 EOS被随后的过敏原激活.Davies等研究发现,吸 入皮质类固醇可显着减少患者体内污染物+过敏原 介导的ECP释放,尽管过敏性个体气道中过敏原诱 导的改变受污染物影响机制尚未完全明了,但体外 气道上皮细胞因为能合成出可影响 研究已证实, EOS和其它炎症细胞活性的多种细胞素和粘附分 子而起重要作用.取特应性鼻炎和非鼻炎患者的鼻 上皮组织并培育,发现鼻上皮细胞持续释放大量前 炎症细胞素,皮质类固醇可降低这种反应l1. Wang用氟替卡松水制剂喷鼻(FPANS),证明 FPANS治疗鼻过敏原激发(NAC)引起的粘膜炎症 有效J,患者病情的缓解与鼻分泌物,鼻腔灌洗液 内的H)s数量和ECP水平下降有良好的相关性. 对橄榄花粉过敏的变应性鼻姑膜炎及轻度哮喘儿 童,用标准橄榄花粉浸液进行双盲,安慰剂对照的舌 下免疫疗法,发现临床症状明显改善,治疗组皮肤反 应性降低;在第一个花粉季节高峰期,治疗组血清 ECP下降(P=0.叭),因而大剂量特异性舌下免疫 疗法可安全有效地改善橄榄花粉过敏性鼻炎,哮喘 的症状"J.氯雷他定,西替立嗪是新一代抗组织胺 药,这两种药物的作用机制在于显着减少血清ECP (P<0.002),EPO(P<0.OO6),组胺(P<001) 国外医学呼哑系统分册2001年第2I替l翦:船 的水平及细胞问牯附分子一1(cellularadhesion molecules-1,IcAM一1)在鼻上皮细胞内的表达(P< 0.O2),抑制_r鼻牯膜的过敏性炎症反应,从而改善 鼻部症状,在临床得到广泛应用. 2.3特应性皮炎(atopicdermatitis,AD)AD是具 有遗传史,血IgE高,可伴发哮喘和过敏性鼻炎的慢 性复发性,癌痒性,炎症性皮肤病患者体内存在免 疫缺陷:T抑制细胞减少(),嗜中性白细胞及单桉 细胞功能缺陷EOS增高,同时约洳%患者I旦F升 高. lgE介导的迟发反应在AD的发病机制中起关 键作用,有研究证明,尽管EOS和嗜中性粒细胞颗 粒蛋白的沉积发生在IgE介导的迟发反应阶段,并 且在AID皮肤损伤处缺乏EOS侵润,但该处却有 EOS碱性蛋白(MBP)的细胞外沉积,而在皮肤活检 标本中,未发现有嗜中性粒细胞弹性蛋白酶和乳铁 蛋白酶的细胞外沉积.此外,血清及尿中ECP, MBP,H)N升高,其中血清MBP水平还与皮肤病变 的范围有关,血清嗜中性粒细胞弹性蛋白酶无升高, 以上提示在AD中只有EOS脱颗粒,而无嗜中性粒 细胞脱颗粒,在迟发反应及AD中EOS占有优 势1is]. 另有研究证明,在总lgE升高,皮肤点剌实验阳 性,尤其是对尘螨属,花粉和植物胶乳阳性的人中 ECP也是升高的,这表明非感染接触性变态反应疾 病中还包括速发性反应lJ.临床上可通过测定炎 症标记来监测病情的活动变化,Sugai测定了I1名 AD患儿血清ECP水平(21.2?l8.7t~g/L)显着高 于对照组(5.8士2.3几),有显着性差异(P< 0.05)[20J.Cairn证明在AD中,血清ECP及尿 EPX升高,它们与病情严重程度密切相关,并且活 动期血清ECP要高于稳定期及正常儿童血清ECP 水平t.在皮质类固醇治疗后,患者的症状减轻, 皮损明显好转,ECP水平下降(P<0.003).因此, ECP为诊断,治疗和监测AD提供了直接的依据. 2.4过敏性结膜炎(allergicconjunctivitis)EOS 炎症是变态反应性结膜炎患者的基本病理改变,大 量数据显示,在眼的过敏性炎症过程中,EOS颗粒 蛋白可以造成组织损伤,MBP和ECP可影响人类 角膜上皮细胞的形态及生存能力,使细胞形态改变 程度与MBP,ECP剂量呈正比,并降低细胞的生存 力(P<005),EP0仅降低细胞的生存力,EDN则 没有这两种作用因此,MBP,ECP,H)0在不同程 度上影响了角膜上皮细胞的功能,并可能参与了角 膜病的发病.春季角膜炎(vernal keratooonjunct{vitis,VKC)是一种常见的变奄il直结 膜炎,对VKC患者的结膜活检发现,E(Js数僧加 并且分布异常,在患者的眼泪中也有高浓度戢EOS 瘦ECP,外周血中EOS显示出一种典型激潘表型 全貌(轮廓),与血清中ECP和EDN/EPX的高水 平相关.对枯草热结膜炎,在以特异性过敏激发 后的迟发反应阶段,也可见到EOS及E(:P的秘 聚-. Montan等做了一项研究发现,在单一:t划最 膜过敏原激发后的迟发相反应(1ate-pha5ei~-;potlse, LPR),ECP持续释放人眼泪,并与病情程曲有一定 的相关性,而血清ECP则保持不变.E0SE(的 出现是迟发反应的标志_2,西替立嗪即过调箨 E0S功能的不同方面而起到治疗作用. 2.5其它疾病许多研究还观察了患者L:CP水平 与囊性纤维变性(cysticfibrosis,CF),嗜酐陛粒细胞 性胃肠炎,慢性及冷性荨麻疹,食物过敏击腔牯连 等疾病之间的关系.这些研究均提示HP在该类 疾病的发病中起一定作用 综上所述,ECP参与了多种变态反『I疾病的发 病过程,测定ECP的水平有助于协助昕,进行病 情评价,指导治疗,判断疗效,它已在临日得到了广 泛的应用. 参考文献 IS.T妇e.etAn1RevRespjrDis,1991;I566,571 2TakalS.et.A】kr,1996;51:563—568 3Eg嘣粕A.e,.IntAhAllergyIrmnuno1.1"{;】l5:j21,I2R 4NahamDH.etCIinExpAllergy.1997;27:f,68i 5caflirtKHMonaddiArchC}tD珥.1997;52:r,5—41 6Yazid~juM.et.JAsthma,1999;36:493,5P[2 7VantoT.etA【lergy,I999:53t415,4I9 8tL-3enI'H,e1pediatrAllergyIrnamnd,tqH}8:ll21如 9hIJt?GP.etAllergy.. 1998:53:653一(r 10rktasI.alArchDisChild,I996;75:31z一318 1lkE.AIk~gy.19%51.:697—705 12KollerDY.e1JAllergyClinImmunot.1991~99}752,756 13KlimekL_Pnemndol~.15I98;52r196,202 I4KlimekL.etalJA】lergyainIam~uno1.1997d00:158,164 15vRJ.etAllergy,1997;52(38supr~?59,65 16WangD.HAllergy1998;53:375,382 】7VourD,etalAIlergy,】5I98;53}662—677 18OTTNL,etat.jAller~(3inImmmn~l,19~;94G52B--152.8 19KiecSwierczynal【aM,eta1.MedPr.15I97;书:45,加 20Sugal丁.elClinExpAllergy.1992;22:5r5—281 21TSDrInwOphtMtrr~lvis(:.J997;38:5599 22BroniniS.eta!PdlergO",1997;52【34su:44,47 23MontanH.ctalClinhp~lergy.】996.6:1125,l】30