香烟烟雾可以重组呼吸道细胞,导致肺部疾病在吸烟结束后仍然存在
![Our airways are lined with a layer of cells called the airway epithelium. When bacteria and other germs are inhaled, one way the airway epithelium protects itself is by transporting secretory immunoglobulin A (SIgA) to the airway surface. SIgA attaches to bacteria to prevent them from invading and causing inflammation. SIgA is made by plasma cells beneath the airway epithelium and transported by polymeric immunoglobulin receptors. People with COPD lack SIgA in their airways, which allows bacterial invasion, inflammation and lung damage. Credit: Dayana Espinoza/Vanderbilt University, CC BY-ND 香烟烟雾可以重组呼吸道细胞,导致慢性阻塞性肺病在吸烟结束后仍然存在](https://scx1.b-cdn.net/csz/news/800a/2020/1-cigarettesmo.jpg)
吸烟是导致慢性阻塞性肺病的最常见原因,这是一种致命的呼吸系统疾病折磨数百万的美国人。但对于许多慢性阻塞性肺病患者来说,戒烟并不是战斗的结束。
香烟烟雾是气体、化学物质甚至细菌的复杂混合物。当它进入肺部时,会产生一种炎症反应很像肺炎。
炎症细胞通常在感染结束或患者戒烟后从肺部清除,但在慢性阻塞性肺病患者中,这些细胞可能会持续数年。这些细胞产生的破坏性酶——旨在消灭细菌——导致进展肺慢性阻塞性肺病的主要特征是损害和呼吸衰竭。
为什么这些细胞在人们戒烟后仍会引发肺部炎症,这一直是个谜。现在,新的研究表明的缺陷免疫系统引起的香烟烟雾都是我的错。香烟烟雾重组气道内的细胞使戒烟的COPD患者的肺部更容易受到细菌的入侵。
篱笆好,邻居好
肺部不断受到吸入的细菌和其他刺激物的轰击。与此同时,它们的任务是将氧气输送到血液中,所以它们不可能像皮肤那样有一个不可渗透的物理屏障。
为了解决这一困境,肺部已经形成了一个多管齐下的防御系统。这个系统的一个关键组成部分是一种叫做分泌性IgA的抗体。这些抗体附着在细菌上,防止它们入侵肺部。分泌IgA不会直接杀死微生物,但它可以防止它们在被其他机制清除之前引发破坏性的免疫反应。
在慢性阻塞性肺病患者中,低水平的聚合免疫球蛋白受体和分泌IgA让细菌更容易进入气道表面,引发炎症反应这种情况在病人戒烟后还会持续。
经过基因改造而缺乏分泌IgA的小鼠还会出现炎症和肺部损伤类似于慢性阻塞性肺病患者。抗生素可以防止他们患上肺部疾病,这表明在吸烟结束后,细菌会导致持续的炎症。
消炎药的双刃剑
由于炎症是COPD的核心,因此抗炎疗法可能是有益的。然而,慢性阻塞性肺病患者也容易发生肺部感染,抗炎药有使身体对感染的自然防御失效的风险。威胁不仅仅是理论上的:A临床试验一种名为利妥昔单抗的抗炎药物的研究由于肺部感染的增加而提前停止。
长期服用许多抗生素也有严重的副作用,长期使用可能会促进对这些药物有耐药性的细菌的生长。
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COPD治疗的新靶点?
在研究缺乏分泌IgA的小鼠时,我们范德比尔特大学医学中心的研究团队和佛罗里达大学的同事们最近发现,这些小鼠的一种相对不常见的细胞类型——单核细胞衍生细胞的数量增加了树突细胞或moDCs。
树突状细胞不会直接破坏细菌,但它们会发出细菌感染正在酝酿的警报,并协调随后的免疫反应。与典型的树突状细胞不同,moDCs最初是一种不同的细胞类型,称为单核细胞。但当慢性炎症发生时,它们会变成一种树突细胞。
我们发现,在经过基因工程改造后缺乏分泌IgA的小鼠中,moDCs激活T淋巴细胞-可以抵抗病毒并能破坏的白细胞细胞在这个过程中,这些T淋巴细胞反过来损害肺部。这些数据表明,在气道中缺乏分泌性IgA的COPD患者中,moDCs也可能协调病理免疫反应。
因为我们不知道moDCs存在于人类肺部,我们使用了一种叫做大规模细胞术的尖端技术来探测它们。它使我们能够将moDCs与在显微镜下看起来非常相似的其他细胞类型区分开来。
与分泌型IgA缺陷小鼠一样,我们发现缺乏分泌型IgA的COPD患者肺部的moDCs数量增加。总之,这些数据表明,分泌性IgA的丧失使气道更容易受到细菌的入侵,从而激活moDCs以驱动持续的肺部炎症。因此,通过药物治疗靶向moDCs可能阻断COPD患者的炎症和肺损伤。
目前迫切需要治疗COPD的新药
还有许多问题需要回答,包括如何最好地瞄准modc。这种策略是否会损害COPD患者抵御感染的能力还有待观察。
然而,对于慢性阻塞性肺病这样一种常见且使人衰弱的疾病,潜在的新药靶点就像一股新鲜空气。
慢性阻塞性肺病是这是美国第四大死因和这是世界上第三大死因.虽然有许多药物可以减轻慢性阻塞性肺病患者的症状和住院率,但没有一种药物被证明可以延长生命。
大多数慢性阻塞性肺病患者不会因此死亡,而是慢性阻塞性肺病患者患有慢性呼吸困难,这对他们的生活质量产生了负面影响。慢性阻塞性肺病的负担不仅是患者个人的负担,还包括家庭、工作场所和经济。
尽管吸烟率很高在美国下降,他们是在许多其他国家也在增加,使COPD成为一个全球性的健康问题。