吸烟结束后香烟烟雾如何导致COPD挂起

How Cigarette Smoke Causes COPD To Hang On After Smoking Ends
慢性阻塞性肺疾病(COPD)是美国的第三大死亡原因。
 图片由 StockSnap 

吸烟是慢性阻塞性肺疾病的最常见原因,这种疾病通常是致命的呼吸道疾病, 折磨数百万 美国人但是对于许多患有COPD的患者来说,戒烟并不是战争的结局。

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,会产生类似于肺炎的炎症反应。

感染结束或患者戒烟时,炎症细胞通常会从肺部清除,但是对于COPD患者,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)会导致进行性肺损伤和COPD的呼吸衰竭特征。

人们停止吸烟后,这些细胞继续触发肺部炎症,这是一个谜。 现在,新 研究表明 应当归咎于香烟烟雾引起的免疫系统缺陷。 香烟烟雾 重新编程气道内的细胞,使戒烟的COPD患者的肺部更容易受到细菌的侵袭。

好的篱笆可以成为好邻居

吸入的细菌和其他刺激物不断轰炸肺。 同时,他们的任务是让氧气进入血液,因此它们不会像皮肤那样具有不可渗透的物理屏障。

为了解决这一难题,肺部开发了多管齐下的防御系统。 该系统的关键成分是称为分泌型IgA的抗体。 这些抗体会卡在细菌上,以防止它们侵入肺部。 分泌型IgA不会直接杀死微生物,但可以阻止微生物触发破坏性的免疫反应,然后才能通过其他机制清除。

Illustration of how SIgA operates in the lining of a person's airway. 我们的气道衬有一层称为气道上皮的细胞。 吸入细菌和其他细菌时,气道上皮自我保护的一种方法是将分泌性免疫球蛋白A(SIgA)转运到气道表面。 SIgA附着在细菌上,以防止它们侵入并引起炎症。 SIgA由气道上皮下的浆细胞产生,并由聚合免疫球蛋白受体转运。 患有COPD的人的呼吸道缺乏SIgA,这会导致细菌入侵,炎症和肺部损伤。 Dayana Espinoza /范德比尔特大学, CC BY-ND


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在COPD患者中,较低的 聚合免疫球蛋白受体 和分泌型IgA 使细菌更容易进入呼吸道表面,触发 炎症反应 患者戒烟后这种情况仍然存在。

经过基因处理的小鼠缺乏分泌型IgA 也会发炎和肺部损伤 类似于COPD患者。 抗生素可以防止他们患上肺部疾病,表明细菌在吸烟结束后会引起持续的炎症。

消炎双刃剑

由于炎症是COPD的核心,因此抗炎治疗可能有益。 但是,患有COPD的患者也容易受到肺部感染,抗炎药可能会失去激活人体抵抗感染的天然防御能力。 威胁不仅仅是理论上的: 临床试验 由于肺部感染率的上升,一种名为利妥昔单抗的抗炎药的研究被提前终止。

长期服用许多抗生素也有严重的副作用,长时间使用可能会刺激对这些药物产生抗药性的细菌的生长。

How Cigarette Smoke Causes Copd To Hang On After Smoking Ends
国家心肺血液研究所

治疗COPD的新靶点?

在研究缺乏分泌型IgA的小鼠时,我们范德比尔特大学医学中心的研究小组和佛罗里达大学的同事最近发现,这些小鼠的肺中一种称为单核细胞衍生的树突状细胞(moDC)的细胞相对较少见。

树突状细胞不会直接消灭细菌,但会发出细菌感染正在酝酿并协调随后的免疫反应的警报。 与典型的树突状细胞不同,moDCs以一种称为单核细胞的不同细胞类型开始其生命。 但是,当慢性炎症发作时,它们会变成一种树突状细胞。

我们发现,在经过基因工程改造的小鼠中缺乏分泌型IgA, moDCs激活T淋巴细胞 –抗病毒的白血球并可以在此过程中破坏细胞–这些T淋巴细胞反过来会损害肺部。 这些数据表明,对于缺乏呼吸道分泌型IgA的COPD患者,moDC可能还可以协调病理免疫反应。

由于不知道在人肺中存在moDC,因此我们 使用了一种称为质谱分析的尖端技术 来发现他们。 它使我们能够将moDC与其他在显微镜下看起来非常相似的细胞类型区分开。

像分泌型IgA缺陷型小鼠一样,我们发现缺乏分泌型IgA的人类COPD患者的肺中moDC数量增加。 总之,这些数据表明分泌型IgA的丧失使气道更容易受到细菌的侵袭,从而激活moDCs来驱动正在进行的肺部炎症。 因此,通过药物治疗靶向moDC可能会阻止COPD患者的炎症和肺损伤。

COPD迫切需要新药

仍然有许多问题要回答,包括如何最有效地定位moDC。 这种策略是否会损害COPD患者抵抗感染的能力还有待观察。

但是,对于像COPD一样常见且使人衰弱的疾病,潜在的新药靶标来自呼吸新鲜空气。

COPD是 美国第四大死亡原因全球第三大死亡原因。 尽管有许多药物可以减轻COPD患者的症状和住院率,但没有一种药物可以延长寿命。

大多数COPD患者不会因此而死, 但是那些患有COPD的人 患有慢性呼吸困难,会对他们的生活质量造成负面影响。 COPD的负担不仅是个人患者,而且是家庭,工作场所和经济体。

虽然吸烟率是 在美国下降, 他们是 在其他许多国家也在增加,使COPD成为全球健康问题。The Conversation

关于作者

医学助理教授Bradley Richmond, 范德比尔特大学

本文重新发表 谈话 根据知识共享许可。 阅读 原创文章.


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