支气管哮喘发病机制
哮喘的发生涉及气道炎症、气道高反应性和气道重塑机制。固有免疫细胞中肥大细胞在哮喘发病起作用;适应性免疫细胞中Th2细胞介导免疫反应参与哮喘;气道高反应性与神经调节失衡(胆碱能神经功能亢进)和气道上皮损伤与修复异常有关;气道重塑包括细胞外基质沉积(成纤维细胞增殖活化致细胞外基质沉积)和血管新生(诱导气道局部血管新生加重炎症等),不同年龄段哮喘患者在这些机制中各有特点且相互影响。
一、气道炎症机制
(一)固有免疫细胞参与
1.肥大细胞:在哮喘发病中起重要作用,当变应原等刺激因素作用于机体时,肥大细胞被激活,释放组胺、白三烯等炎症介质,组胺可使气道黏膜血管通透性增加、支气管平滑肌收缩,白三烯能引起气道平滑肌强烈收缩、黏液分泌增加等,这些作用会导致气道狭窄、气流受限等哮喘相关症状。在儿童哮喘患者中,肥大细胞的异常活化更为常见,可能与儿童免疫系统发育尚未完全成熟,对外界变应原更易产生过度反应有关。
(二)适应性免疫细胞参与
1.Th2细胞介导:Th2细胞是参与哮喘适应性免疫反应的关键细胞。变应原进入机体后,被抗原呈递细胞摄取、处理并呈递给Th细胞,促使Th0细胞向Th2细胞分化。Th2细胞分泌白细胞介素-4(IL-4)、白细胞介素-5(IL-5)、白细胞介素-13(IL-13)等细胞因子。IL-4能促进B细胞增殖分化为产生免疫球蛋白E(IgE)的浆细胞,IgE可结合在肥大细胞、嗜碱性粒细胞表面,当再次接触相同变应原时,变应原与IgE结合,使肥大细胞等脱颗粒,释放炎症介质;IL-5能促进嗜酸性粒细胞的分化、存活和活化,嗜酸性粒细胞浸润到气道黏膜,释放毒性蛋白等进一步加重气道炎症和上皮损伤;IL-13可引起气道上皮细胞功能紊乱,增加黏液分泌,导致气道高反应性。在成年哮喘患者中,Th2细胞相关的免疫失衡也是常见的发病机制,而对于老年哮喘患者,Th2细胞介导的炎症反应可能会随着年龄增长而有所变化,但总体仍参与哮喘的病理过程。
二、气道高反应性机制
(一)神经调节失衡
1.胆碱能神经功能亢进:气道内存在胆碱能神经和非胆碱能非肾上腺素能神经(NANC)。在哮喘患者中,胆碱能神经功能相对亢进,迷走神经兴奋时释放乙酰胆碱,作用于气道平滑肌上的M受体,引起气道平滑肌收缩,导致气道狭窄,使患者对各种刺激因素更为敏感,易出现喘息等症状。例如,寒冷空气、花粉等刺激可通过胆碱能神经反射引起气道收缩,在哮喘患者中这种反射更为强烈,从而表现出明显的气道高反应性。不同年龄的哮喘患者都可能存在胆碱能神经功能的异常,但儿童由于气道神经发育特点,可能对胆碱能刺激的反应更为敏感。
(二)气道上皮损伤与修复异常
1.上皮损伤:各种有害因素,如变应原、空气污染、感染等可导致气道上皮损伤。上皮损伤后,其屏障功能破坏,原本被上皮覆盖抑制的神经末梢暴露,更容易受到刺激而引起气道收缩;同时,上皮损伤后释放的炎症介质等会进一步加重炎症反应和气道高反应性。在儿童哮喘中,由于儿童气道上皮相对脆弱,更容易受到外界因素影响而损伤,从而导致气道高反应性的发生风险增加。而老年哮喘患者,上皮修复能力下降,损伤后难以有效修复,也会持续存在气道高反应性的问题。
三、气道重塑机制
(一)细胞外基质沉积
1.成纤维细胞增殖与活化:在哮喘慢性炎症过程中,炎症介质等刺激气道成纤维细胞增殖并活化,合成和分泌大量细胞外基质,如胶原蛋白、纤维连接蛋白等。这些细胞外基质在气道壁沉积,导致气道壁增厚、重塑,影响气道的正常结构和功能,使气道狭窄进一步加重,且这种重塑是不可逆的,会严重影响哮喘患者的长期预后。在不同年龄段的哮喘患者中,成纤维细胞的这种异常反应都可能存在,但儿童处于生长发育阶段,气道重塑对其肺功能的长期影响更为显著,老年哮喘患者如果长期未得到有效控制,也会出现明显的气道重塑。
(二)血管新生
1.新生血管形成:哮喘慢性炎症状态下,会诱导气道局部血管新生。血管新生会导致气道血流增加,进一步加重炎症反应,同时也会影响气道的结构和功能。在哮喘患者中,无论是儿童还是成人,血管新生都是气道重塑的一个重要方面,它与气道炎症相互促进,形成恶性循环,使得哮喘病情难以有效控制。



