吸煙結束後香煙煙霧如何導致COPD掛起

吸煙結束後香煙煙霧如何導致COPD掛起
慢性阻塞性肺疾病(COPD)是美國第三大死亡原因。
 圖片由 StockSnap 

吸煙是慢性阻塞性肺疾病的最常見原因,這種疾病通常是致命的呼吸道疾病, 折磨數百萬 美國人但是對於許多患有COPD的患者來說,戒菸並不是戰爭的結局。

香煙煙霧是氣體,化學物質甚至細菌的複雜混合物。 當它進入肺部時,會產生類似於肺炎的炎症反應。

當感染結束或患者戒菸時,炎症細胞通常會從肺部清除,但是對於COPD患者,這些細胞可能會持續數年。 這些細胞產生的破壞性酶(旨在消滅細菌)會導致進行性肺損傷和COPD的呼吸衰竭特徵。

人們停止吸煙後,這些細胞繼續觸發肺部炎症,這是一個謎。 現在,新 研究表明 應當歸咎於香煙煙霧引起的免疫系統缺陷。 香煙煙霧 重新編程氣道內的細胞,使戒菸的COPD患者的肺部更容易受到細菌的侵襲。

好的籬笆可以成為好鄰居

吸入的細菌和其他刺激物不斷轟炸肺。 同時,他們的任務是讓氧氣進入血液,因此它們不會像皮膚那樣具有不可滲透的物理屏障。

為了解決這個難題,肺部開發了多管齊下的防禦系統。 該系統的關鍵成分是稱為分泌型IgA的抗體。 這些抗體會卡在細菌上,以防止它們侵入肺部。 分泌型IgA不會直接殺死微生物,但可以阻止微生物觸發破壞性的免疫反應,然後才能通過其他機制清除。

SIgA如何在人的氣道內襯中運作的圖示。 我們的氣道襯有一層稱為氣道上皮的細胞。 吸入細菌和其他細菌時,氣道上皮自我保護的一種方法是將分泌性免疫球蛋白A(SIgA)轉運到氣道表面。 SIgA附著在細菌上,以防止它們侵入並引起炎症。 SIgA由氣道上皮下的漿細胞產生,並由聚合免疫球蛋白受體轉運。 患有COPD的人的呼吸道缺乏SIgA,這會導致細菌入侵,炎症和肺部損傷。 Dayana Espinoza /范德比爾特大學, CC BY-ND

在COPD患者中,較低的 聚合免疫球蛋白受體 和分泌型IgA 使細菌更容易進入呼吸道表面,觸發 炎症反應 患者戒菸後這種情況仍然存在。

經過基因處理的小鼠缺乏分泌型IgA 也會發炎和肺部損傷 類似於COPD患者。 抗生素可以防止他們患上肺部疾病,表明細菌在吸煙結束後會引起持續的炎症。

消炎雙刃劍

由於炎症是COPD的核心,因此抗炎治療可能有益。 但是,患有COPD的患者也容易受到肺部感染,抗炎藥可能會失去激活人體抵抗感染的天然防禦能力。 威脅不僅僅是理論上的: 臨床試驗 由於肺部感染率的上升,一種名為利妥昔單抗的抗炎藥的研究被提前終止。

長期服用許多抗生素也有嚴重的副作用,長時間使用可能會刺激對這些藥物產生抗藥性的細菌的生長。

抽煙結束後香煙煙霧如何導致Copd掛起
國家心肺血液研究所

治療COPD的新靶點?

在研究缺乏分泌型IgA的小鼠時,我們范德比爾特大學醫學中心的研究小組和佛羅里達大學的同事最近發現,這些小鼠的肺中一種稱為單核細胞衍生的樹突狀細胞或moDC的細胞相對較少見。

樹突狀細胞不會直接消滅細菌,但會發出細菌感染正在醞釀並協調隨後的免疫反應的警報。 與典型的樹突狀細胞不同,moDCs以一種稱為單核細胞的不同細胞類型開始其生命。 但是,當慢性炎症發作時,它們會變成一種樹突狀細胞。

我們發現,在經過基因工程改造的小鼠中缺乏分泌型IgA, moDCs激活T淋巴細胞 –抗病毒的白血球並可以在此過程中破壞細胞–這些T淋巴細胞反過來會損害肺部。 這些數據表明,對於缺乏呼吸道分泌型IgA的COPD患者,moDC可能還可以協調病理免疫反應。

由於不知道在人肺中存在moDC,因此我們 使用了一種稱為質譜分析的尖端技術 來發現他們。 它使我們能夠將moDC與其他在顯微鏡下看起來非常相似的細胞類型區分開。

像分泌型IgA缺陷型小鼠一樣,我們發現缺乏分泌型IgA的人類COPD患者的肺中moDC數量增加。 總之,這些數據表明分泌型IgA的喪失使氣道更容易受到細菌的侵襲,從而激活moDCs來驅動正在進行的肺部炎症。 因此,通過藥物治療靶向moDC可能會阻止COPD患者的炎症和肺損傷。

COPD迫切需要新藥

仍然有許多問題要回答,包括如何最有效地定位moDC。 這種策略是否會損害COPD患者抵抗感染的能力還有待觀察。

但是,對於像COPD一樣常見且使人衰弱的疾病,潛在的新藥靶標來自呼吸新鮮空氣。

COPD是 美國第四大死亡原因全球第三大死亡原因。 儘管有許多藥物可以減輕COPD患者的症狀和住院率,但沒有一種藥物可以延長壽命。

大多數COPD患者不會因此而死, 但是那些患有COPD的人 患有慢性呼吸困難,會對他們的生活質量造成負面影響。 COPD的負擔不僅是個人患者,而且是家庭,工作場所和經濟體。

雖然吸煙率是 在美國下降, 他們是 在其他許多國家也在增加,使COPD成為全球健康問題。談話

關於作者

醫學助理教授Bradley Richmond, 范德堡大學(Vanderbilt University)

本文重新發表 談話 根據知識共享許可。 閱讀 原創文章.


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