慢性阻塞性肺疾病是一种常见、可预防、可治疗的疾病,其特征在于持续的呼吸系统症状和气流受限,这是由于气道和/或肺泡异常所致,通常是由于长期暴露于有害颗粒或气体所引起。其特征是呼气气流受限不完全可逆、慢性炎症失调和肺气肿性破坏,可发展为肺心病和/或呼吸衰竭等严重疾病。
慢性阻塞性肺疾病发病机制
1. 炎症机制
慢阻肺会引起气道阻塞,与气道慢性炎症有关。慢性阻塞性肺疾病的特征性改变包括气道的慢性炎症、肺实质的慢性炎症和肺血管的慢性炎症,一些炎症细胞如中性粒细胞、巨噬细胞、T淋巴细胞等参与了慢阻肺的发生、发展过程。
中性粒细胞具有吞噬作用、杀菌作用和趋化作用。慢阻肺炎症过程的一个重要环节是中性粒细胞的活化和聚集,通过释放中性粒细胞弹性蛋白酶等多种生物活性物质,引起慢性黏液高分泌状态并破坏肺实质。近年来,人们已经研究了几种生化标志物作为COPD的结果预测因子,然而,衡量它们往往需要大量的时间和资源。从常规全血细胞计数测试中计算出的相对简单的炎症生物标志物,例如中性粒细胞与淋巴细胞比率(NLR),也可以预测COPD的进展和结果。有研究结果表明,中性粒细胞与淋巴细胞比率(NLR)是AECOPD和死亡率的重要预测指标。
肺巨噬细胞(LM)是必不可少的免疫效应细胞,在对吸入异物的先天性和适应性免疫反应中起着关键作用。肺组织巨噬细胞的表型变化与慢性炎症反应和各种慢性肺疾病的进展有关,包括慢性阻塞性肺疾病(COPD)。LM是必需的先天免疫效应细胞,在暴露于环境污染物(包括香烟烟雾:COPD的主要环境风险因素)后,会引发和控制肺部的炎症反应。尽管LM对处理和清除肺部吸入的刺激物至关重要,但它们也可能在此过程中通过促进失调的炎症反应对肺组织造成损害,这可能反过来导致功能失调的组织修复和持续的慢性低级别肺部发炎。
2. 蛋白酶–抗蛋白酶失衡机制
α1-胰蛋白酶(α1-AT)是最丰富的循环蛋白酶抑制剂。α1-抗胰蛋白酶(AAT)是一种主要的循环抗蛋白酶,主要从肝细胞释放,其循环水平在蛋白酶过量时升高,尤其是在炎症过程中释放的中性粒细胞弹性蛋白酶(Humanneutrophilelastase, HNE)。许多研究表明,蛋白酶激活和抑制失衡可能导致COPD伴肺气肿。
3. 氧化应激机制
氧化应激是COPD发病机制的主要驱动机制。由于香烟烟雾和空气污染中的外源性氧化剂以及肺部炎症和结构细胞产生的内源性活性氧,COPD患者的肺部氧化应激增加。
许多研究表明,慢阻肺病人的氧化应激增加。氧化物主要有超氧阴离子、羟根、次氯酸、H2O2和一氧化氮等。许多生化大分子如蛋白质、脂质、核酸等可直接被氧化物破坏,从而导致细胞功能障碍或细胞死亡,另外,氧化物还可以破坏细胞外基质,引起蛋白酶–抗蛋白酶失衡,引起炎症反应,如转录因子NF-κB被激活,参与多种炎症介质的转录,如IL-8、TNF-α以及诱导型一氧化氮合酶(NOS)和环氧合物酶等的转录。在严重的COPD患者中,参与能量产生和收缩性能的隔膜蛋白氧化可能部分导致已记录的呼吸肌功能障碍。此外,这些患者的隔膜中超氧阴离子的产生增加。据报道,在各种炎症性疾病中,支气管肺泡灌洗(BAL)细胞产生的超氧阴离子(O2−)增加。
4. 其他机制
其他机制包括自主神经功能失调、营养不良和气温变化等,他们都有可能参加慢阻肺的发生、发展。
越来越多的证据表明,COPD是一种复杂的疾病,其原因不仅仅是气流阻塞。人们已经认识到,COPD是一种全身性疾病,已被证明会对心血管和自主神经系统产生负面影响。在COPD患者中,交感神经的活动可能受到反复低氧血症、高碳酸血症、由于气道阻塞引起的胸腔内压力波动增加、呼吸努力增加、全身炎症和拟交感神经药的使用的影响。由于自主神经系统控制多种参数,自主神经功能障碍是COPD病理生理机制的另一个重要因素。此外,有研究结果表明,以交感神经活动为主为特征的自主神经功能障碍可以显着调节炎症反应。
参考文献:阚婉容. 慢性阻塞性肺疾病发病机制的研究进展[J]. 临床医学进展, 2022, 12(12): 11970-11974.