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研究文章

慢性阻塞性肺疾病和肺气肿肺实质破坏的免疫基础

  • 桑德拉格鲁米利，

    联系医学系，肺部医学院，贝勒医学院，休斯顿，德克萨斯州，美利坚合众国

    ⨯
  • 大卫B Corry，

    隶属关系美国德克萨斯州休斯顿贝勒医学院内科，肺和危重护理科，美国德克萨斯州休斯顿贝勒医学院免疫学系

    ⨯
  • 李震的歌,

    联系医学系，肺部医学院，贝勒医学院，休斯顿，德克萨斯州，美利坚合众国

    ⨯
  • 凌歌，

    联系医学系，肺部医学院，贝勒医学院，休斯顿，德克萨斯州，美利坚合众国

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  • 琳达绿色,

    联系迈克尔E. Debakey Veterans事务医疗中心，休斯顿，德克萨斯州，美利坚合众国病理科

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  • 约瑟夫，

    联系美国德克萨斯州休斯顿Michael E. DeBakey退伍军人事务医疗中心外科

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  • 琼Hacken,

    联系美国德克萨斯州休斯顿Michael E. DeBakey退伍军人事务医疗中心放射科

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  • 拉斐尔•埃斯帕达

    联系美国德克萨斯州休斯顿，贝勒医学院外科

    ⨯
  • Remzi袋,

    联系医学系，肺部医学院，贝勒医学院，休斯顿，德克萨斯州，美利坚合众国

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  • 多萝西·E·刘易斯,

    联系美国德克萨斯州休斯敦市贝勒医学院免疫学系

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  • 法拉Kheradmand

    联系医学系，肺部医学院，贝勒医学院，休斯顿，德克萨斯州，美利坚合众国

    ⨯

慢性阻塞性肺疾病和肺气肿肺实质破坏的免疫基础

  • 桑德拉格鲁米利，
  • 大卫B Corry，
  • 李震的歌,
  • 凌歌，
  • 琳达绿色,
  • 约瑟夫，
  • 琼Hacken,
  • 拉斐尔•埃斯帕达
  • Remzi袋,
  • 多萝西·E·刘易斯
普鲁斯
x

抽象的

背景

慢性阻塞性肺病和肺气肿是长期吸烟的常见结果，但确切的机制，特别是哪种类型的细胞与肺破坏有关，尚不清楚。

方法和结果

我们研究了人体肺部的部分采取淋巴细胞的不同子集去除手术，以找出哪些淋巴细胞是最常见的，其细胞表面标记这些淋巴细胞中表达，以及是否分泌，可能与疾病相关的任何具体因素的淋巴细胞。我们发现，慢性阻塞性肺病和肺气肿患者的肺功能丧失与高百分比的CD4有关+和CD8+T淋巴细胞表达趋化因子受体CCR5和CXCR3(两种都是辅助T细胞1的标记物)，但不表达CCR3或CCR4(辅助T细胞2的标记物)。慢性阻塞性肺疾病和肺气肿患者的肺淋巴细胞分泌更多的干扰素- γ -通常与辅助T细胞相关，干扰素诱导蛋白10和干扰素诱导的单因子，两者都与CXCR3结合并参与吸引辅助T细胞。肺巨噬细胞对干扰素诱导蛋白10和干扰素诱导的单因子(不是干扰素γ)作出反应，分泌巨噬细胞金属弹性酶(基质金属蛋白酶-12)，这是一种有效的弹性降解酶，可导致组织破坏，并与肺气肿有关。

结论

这些数据表明，吸烟相关损害患者肺中的Th1淋巴细胞通过CXCR3配体、干扰素诱导蛋白10和干扰素诱导的单因子驱动肺气肿进展。

引文：(2004)慢性阻塞性肺疾病和肺气肿肺实质破坏的免疫基础。《公共科学图书馆·医学》1(1):e8。https://doi.org/10.1371/journal.pmed.0010008.

学术编辑：彼得·巴恩斯，美国国家心肺研究所，英国

已收到：2004年5月28日;接受:2004年8月2日;发布：2004年10月19日

版权：©2004 Grumelli等人。这是在创意共享归因许可的条款下分发的开放式文章，其允许在任何介质中不受限制地使用，分发和再现，只要原始工作被正确引用。

利益争夺：作者宣称不存在相互竞争的利益。

缩写:COPD，慢性阻塞性肺病;CT，计算断层扫描;FEV1，强制呼气量1秒;IL，白细胞介素;INF-γ，干扰素γ;IP-10，干扰素诱导蛋白10;I-TAC，干扰素诱导型T细胞alpha Chemattractant;由干扰素诱导的莫科内;MMP，基质金属蛋白酶;PMA，Phorbol Myristate醋酸盐; Th1, T helper 1; Th2, T helper 2

介绍

慢性吸入烟草烟雾导致易感个体的进步肺部破坏，导致慢性阻塞性肺疾病（COPD）和肺气肿，两个良好描述的临床综合征，理解病发生不良症[1，2，3.］.辅助T细胞在阻塞性肺病发病机制中的作用已被证实与哮喘有关，其中T辅助2 (Th2)细胞与人类和实验疾病密切相关[4，5，6，7］.在迄今为止的几项研究中，还提出了COPD中T细胞的潜在作用，显示CD8+T细胞中的人谁抽烟[肺部增加8，9，10，11］.T细胞导致通过其分泌产物诸如细胞因子组织损伤;在小鼠中，白细胞介素的过表达（IL）-13中，在实验性哮喘的发病强烈牵涉T细胞的细胞因子，导致生产蛋白酶的增加以及放大空域让人想起肺气肿的[12］.此外，气道限制是人类哮喘的另一个特征，临床上与吸烟者中的肺功能损失的加速率相连[13］.已经提出的，因此，哮喘和慢性阻塞性肺病可以涉及相同类型的招募炎症细胞，肺内其位置仅不同[14］.

趋化因子，它们的受体和细胞粘附分子调节免疫细胞迁移入炎症组织[15，16，17，18］.T辅助细胞1 (Th1)已被证明分泌白介素2和干扰素γ (IFN-γ)，并表达一种独特的趋化因子受体库，如CCR5和CXCR3 [19，20.，21.］.相比之下，倾向于产生IL-4和IL-5的Th2细胞主要表达CCR4和CCR3 [22.，23.，24.，25.］.在哮喘患者的气道粘膜活检组织的免疫荧光分析显示，大多数T细胞共表达IL-4和CCR4，但是，与此相反，T细胞在COPD患者和肺结节病产生IFN-γ的气道和表达高水平的CXCR3的，而缺乏CCR4表达[26.］.除了T细胞，各种各样的其它炎性细胞已经显示表达不同趋化因子受体是为他们的归巢关键的，这表明用于调节免疫应答的通用机制。干扰素诱导蛋白10（IP-10），单核因子诱导的干扰素γ（MIG），和干扰素诱导的T细胞的α-趋化（I-TAC）是CXCR3三个已知的配体产生的正常和损伤的上皮细胞和T细胞所需要的Th1细胞的归巢[27.，28.，29.］.除了趋化和归巢的调节，其他功能也被归因于趋化因子，包括通过对分化的T细胞的直接影响T细胞命运的调制，以及在血液单核细胞的蛋白水解的调节[19，30.］.

在这项研究中，我们确定了来自吸烟者的肺样品中的显性T辅助表型，中度至严重的COPD和肺气肿和控制患者，没有吸烟有关的肺病。具有COPD /肺气肿的分离出外周血肺淋巴细胞对趋化因子受体表达的分析表明，与从正常个体或单独的肺组织分离的T细胞相比，CD4和CD8 T辅助细胞与TH1表型强烈偏振。吸烟有关的阻塞性肺病。同一细胞在COPD和肺气肿组中自发地分泌更多的IFN-γ和CXCR3受体配体和IP-10，而不是肺气肿。此外，IP-10和MIG，但不是IFN-γ，来自分离的肺巨噬细胞的上调巨噬细胞酶标蛋白酶（基质金属蛋白酶[MMP] -12）。我们的研究结果在一起揭示了COPD /肺气肿和TH1驱动的适应性免疫之间的强烈关联，表明由IFN-γ，MIG和IP-10介导的肺部破坏的链接。

方法

参与者

28名非特应性既往吸烟者(见表1)进行医学上必要的肺切除术的患者连续进入研究:10名无COPD且无肺气肿证据的患者(对照组)和18名有中度至重度COPD并有肺气肿证据的患者(病变组)(由肺功能测试、高分辨率计算机断层扫描(CT)或常规CT扫描确定)。所有参与者都是有戒烟史的COPD/肺气肿组和对照组，戒烟平均(SD)分别为7 (2)y和4 (2)y。COPD是根据美国国立卫生研究院/世界卫生组织研讨会总结推荐的标准诊断的[31.］.对照组和COPD/肺气肿组的参与者有相似的(平均[SD]为54 [6]和45 [5]分别）“包装年”吸烟历史，每年每天吸烟一包香烟被定义为一年。

缩略图
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表格1。参与者的临床和人口学特征

https://doi.org/10.1371/journal.pmed.0010008.T001.

所有与会者都来自于迈克尔·E·德巴基退伍军人医疗中心和卫理公会医院外科门诊招募，并接受肺切除术用于诊断或治疗目的（表1）.研究方案由人体研究机构审查委员会批准，并获得所有参与者的知情同意。在研究期间，所有参与者在研究前的6周内都没有提示上呼吸道或下呼吸道感染的急性症状。

基于CT的肺气肿评估

使用高分辨率CT（两种在肺气肿组中，对照组中的两个）或常规CT分析用于检测肺气肿，其特征在于存在低衰减区域与周围的正常肺部进行对比[32.，33.］.放射科医生使用CT扫描，根据是否存在小叶中心、全腺或间隔旁肺气肿的客观证据对参与者进行分离，低衰减密度检测限大于3毫米[34.］.

肺淋巴细胞的分离

肺的淋巴细胞通过修改已建立的方案，使用机械破碎，酶消化的组合分离，并且离心分离程序之前的描述[35.，36.，37.］.使用免疫磁阳性分离技术(autoMACS, Miltenyi Biotec, Auburn, California, usa)从全肺炎症细胞(巨噬细胞、嗜酸性粒细胞和中性粒细胞)中分离活淋巴细胞。简单地说，用顺磁珠标记的抗cd3、-CD19和-CD56的肺白细胞，根据制造商的说明，积极选择T、B和NK细胞。每个收获的细胞群直接用于体外试验或以1 × 10的等量冷冻保存7细胞用于未来的分析。

抗体

以下单克隆抗体购自BD Biosciences Pharmingen（San Diego，California，美国）：FitC-，Cy5和PE缀合的抗CD4，-CD8，-CD3，-CD14，-CD69，-CXCR3， -CCR3，-CCR4和-CCR5。对于酶联免疫吸附试验研究，从R＆D系统（明尼苏达州，明尼苏达州，明尼苏达州，明尼苏达州，明尼苏达，美国）购买抗人类抗体，对IFN-γ，IL-4，IP-10，MIG，I-TAC和合适的二级试剂。

外周血和肺淋巴细胞亚群极化的定量分析

通过使用以下单克隆抗体组合的双色流式细胞术(Epic XL FL, Beckman Coulter, Allendale, New Jersey, usa)对T细胞进行表型鉴定:fitc偶联的抗cd4、-CD8和-CD14;PE-和cy5 -共轭的抗ccr4， - ccr3， - ccr5和- cxcr3。新鲜分离的肺淋巴细胞重悬至1 × 10750 μl细胞与CD3、CD4或CD8抗体孵育。

氏菌细胞因子染色

肺淋巴细胞在有或无肉豆芽酸酯(PMA)/离子霉素和brefeldin A的情况下培养12小时。收集细胞，用甲醛固定，用皂素渗透，细胞内标记IFN-γ和IL-4，并染色表面CD69, CD4，根据生产商的建议(Fastimmune, BD Biosciences Pharmingen)和CD8。

体外T细胞培养和细胞因子测定

肺淋巴细胞与手术组织中分离，并在体外培养三份，持续4天。收集上清液并储存在-80°C中以进行未来分析。根据制造商的说明书（研发系统和BD Biosciences Pharmingen），使用标准抗体基酶联免疫吸附测定法测量IP-10，MIG，IL-4和IFN-γ的上清液浓度。

Western印迹和实时PCR检测MMP12

外周血单核细胞和肺巨噬细胞通过使用具有抗CD14缀合的免疫磁珠阳性筛选中分离，并在无血清培养基中培养（RPMI，L-谷氨酰胺，和青霉素/链霉素）之前过夜刺激0，50,250或500纳克/毫升的IFN-γ，IL-4，MIG，I-TAC，和IP-10。收集上清液，并根据制造商的说明书，使用抗人MMP12（R＆d系统）通过Western印迹检测到MMP12。

从CD14提取细胞总RNA+在有或没有阻断性抗cxcr3抗体(5 μg/ml, R&D Systems)的情况下，用rIP-10 (500 ng/ml)过夜刺激肺巨噬细胞。使用ABI Perkin Elmer Prism 5700序列检测系统(Applied Biosystems, Foster City, California, usa)采用两步实时逆转录PCR法测定mRNA的相对表达[38.］.

免疫染色和组织病理学

石蜡包埋，和新鲜冷冻肺切片（5微米）使用单克隆抗体针对人MMP12（R＆d系统）或非免疫的抗血清通过免疫过氧化物酶协议物（Vectastain精英，矢量实验室，伯林格姆，加利福尼亚州，美国），并进行免疫染色由制造商推荐的血毒素染色。

统计分析

Mann-Whitney测试（非参数，双尾）和学生的T测试（双尾）用于比较两组受试者之间的差异。p<0.05被认为是统计学意义。

结果

Th1肺气肿外周血肺淋巴细胞的免疫偏差

炎症趋化因子、细胞因子及其受体在炎症部位上调，并在白细胞向外周组织募集以应对损伤中发挥关键作用[17，39.］.为了检测Th1极化，我们评估了用于表达CCR5（几个Th1趋化因子的受体）和CXCR3（IP-10，I-TAC和MIG的受体）的肺淋巴细胞。通过评估ETaxin / CCl11，巨噬细胞化学抑制剂蛋白3（CCL7）的CCR4-A受体的T细胞表达，筛选TH2细胞的存在，以及胸腺和活化调节的趋化因子（CCL17）[40，41[CCR3，ETAXIN和相关趋化因子的受体。流式细胞仪揭示了对照中的CCR3和CCR4（1％-3％）的非常低的表达（n =10)及肺气肿(n =18)组，并没有区别对待这些人群(图1一个和1B;数据未显示)。这些发现与CCR5和CXCR3的增强表达呈鲜明对比，如代表性直方图所示（图1一种）。这些TH1特异性趋化因子受体突出到来自所有参与者的肺淋巴细胞上，但在肺气肿的环境中，它们的表达显着提高了（图1一种-1C).此外，CD4和CD8 T细胞表达的CCR5水平相同(图1C）。相比之下，我们发现从同一参与者分离的外周血淋巴细胞上的高度可变表达（0.5％-30％）CCR4，CXCR3和CCR5，并且这种变异与任一组中的疾病存在不相关（数据未显示）.此外，我们将肺淋巴细胞CCR5和CXCR3谱系中的肺部淋巴细胞CCR5和CXCR3曲线进行比较单独（肺粪池肺粪池;非癌症）和10名与肺气肿和伴随癌症的参与者（肺切除治疗小外周癌），发现，基于这些指数不能区分这两组（图1D;数据未显示)。

缩略图
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图1所示。在外周血肺淋巴细胞上的趋化因子受体表达

（a）表达趋化因子受体CCR4，CCR5和CXCR3的单一颜色直方图，来自代表性控制和肺气肿参与者。

（b）来自所有参与者的汇总数据（控制，n =10;肺气肿,n =18）显示表达CCR4和CCR5的总肺淋巴细胞的百分比（中值±SD）。

（c）来自相同参与者的数据，显示CD4（顶部）和CD8（中间）T细胞上的百分比（中位±SD）CCR5表达，以及来自相同参与者组的未分叉T细胞（底部）的CXCR3表达。

（d）肺气肿与参与者中总肺淋巴细胞趋化因子受体（中位数±SD）曲线的分析。参与者有（1）肺粪池肺脓肿手术（非癌症，n =8)或(2)肺切除术治疗小周围细胞癌(n =10）。参与者显示出通过CCR5表达确定的类似炎症指数。

在（b）和（c），*，p<0.001;†，p =0.01;‡，p =0.02;∫，p =0.007（Mann-Whitney测试）用于对肺气肿和对照组进行比较。

https://doi.org/10.1371/journal.pmed.0010008.g001

虽然人类的肺巨噬细胞是不知道表达CXCR3，我们怀疑在此基础上趋化因子受体的免疫组化CD14+肺气肿的肺部肺部细胞占总肺癌的大部分肺部CXCR3+免疫反应性（图2一个;数据未显示)。为了证实这一点，我们测定了表达CD14和cd11b的肺细胞总数和CXCR3的百分比。CD14和cd11b都是单核细胞/巨噬细胞的标志。我们发现超过40%的CD14+来自参与者的细胞患有肺气肿，但不控制参与者对CXCR3也是阳性的（图2）.此外，肺T细胞中CXCR3的表达与预测的1 s用力呼气量百分比(FEV1)之间存在显著的负相关R2拟合优度拟合统计0.27（图2C;p= 0.0089，r= -0.52）。这些数据表明，强型1偏压是从参与者的与COPD和肺气肿的外周肺分离的T细胞的特征，并且这种免疫表型与这种疾病的特征的肺部破坏相关。此外，我们首次表明，据我们所知，CXCR3表达，Th1炎症的标志物延伸到肺单核细胞和巨噬细胞。

缩略图
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图2。CXCR3在控制肺控制和蓄育吸烟者中的表达

（A）代表前向和侧向散射全肺细胞从患有COPD和肺气肿中的参与者的特性。抗CD11b PE缀合的和抗CD14 FITC缀合的抗体可检测肺巨噬细胞（中），和平均荧光强度的直方图显示抗CXCR3-Cy5和对照抗体（CIG）检测与肺气肿患者的肺巨噬细胞。

（b）从控制个体汇集数据没有（n =5)和(n =8）肺气肿。列是中值，条形为SD。*，p =0.009 (Mann-Whitney test)用于肺气肿和对照组参与者的比较。

（c）CD3对CXCR3表达之间的负关联+T细胞和FEV1百分比预测基于R2拟合优度拟合统计0.27（p =0.0089,r=−0.52,n =24)。

https://doi.org/10.1371/journal.pmed.0010008.g002

IFN-γ，IP-10和MIG，但不是IL-4由肺淋巴细胞表达

我们寻求额外的功能数据以确认从排烟人分离的外周血肺炎细胞的表观Th1偏差。新鲜分离了未以其他方式操纵从参与者肺气肿淋巴细胞（分泌高水平IFN-γ，MIG，和IP-10的，与这两种细胞因子的显著更大分泌肺的淋巴细胞图3一种-3.C).有趣的是，我们无法在对照组或肺气肿患者的肺淋巴细胞中检测到相当数量的I-TAC，这是CXCR3的另一种已知配体(数据未显示)。同样细胞的胞浆内细胞因子染色也得到了类似的结果(图3d），其中PMA /离子霉素刺激强烈诱导CD69的IFN-γ生产+/ cd8.+肺淋巴细胞。CD4的表面染色与本协议不可行;但是，CD8的百分比−/ IFN-γ+细胞大致等于CD8的细胞+/ IFN-γ+细胞（中值[SD]，19 [6]与16 [4),分别)。因为CD4的总数+和CD8+T细胞近似等同，这表明非CD8+/ IFN-γ+细胞主要是CD4+，因此th1细胞。最后，典型的Th2细胞因子，IL-4未在任一组中检测，如酶联免疫吸附测定或氏菌细胞因子染色（图3e;数据未显示），证实了免疫应答underlies吸烟有关的肺部炎症和肺气肿的标记Th1免疫偏离。

缩略图
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图3。IFN-γ，MIG，和IP-10产生隔离肺淋巴细胞

（A-C）来自对照个体和具有肺气肿的参与者的肺淋巴细胞而无需额外刺激3或4天，并评估（a）IFN-γ，（b）mig和（c）IP-10的分泌（控制，n =8;肺气肿,n =12）。列是中值，条形为SD。*，P =0.007;†，p =0.01;‡，p =402用于​​比较肺气肿和控制参与者。

(D)来自具有代表性的前吸烟者肺气肿个体的相同细胞不受刺激(No ST)或PMA/离子霉素(PMA/I)处理24小时，通过流式细胞术评估表面CD8和CD69的表达以及细胞浆内IFN-γ的积累。

(E)肺淋巴细胞产生IL-4。从一个典型的有肺气肿的吸烟者的肺淋巴细胞培养24小时，有或没有PMA/离子霉素刺激(PMA/I)，并通过流式细胞术评估细胞浆内IL-4和IFN-γ的积累。

https://doi.org/10.1371/journal.pmed.0010008.g003

IP-10和MIG但不是IFN-γ直接上调MMP12通过CXCR3

肺气肿和不可逆气道限制是慢性吸烟的特征，与弹性蛋白的破坏和由此导致的肺弹性后坐力的丧失有关。因此，要与气道阻塞的发病机制相关，必须证明1型炎症促进肺弹性溶解。因为弹性蛋白的丧失是由蛋白酶调控的[42]，我们接下来确定MMPs，特别是弹性蛋白酶MMP9和MMP12的表达是否受IP-10、MIG和IFN-γ(肺气肿肺中检测到的主要细胞因子)的调控。事实上，分离的外周肺巨噬细胞，而不是分离的血液单核细胞，在对IP-10和MIG反应时分泌MMP12，而不是IFN-γ (图4.一个;数据未显示)。这些发现反映了特异性受体 - 配体相互作用，因为在CXCR3功能阻断抗体存在下，IP-10未能诱导MMP12（图4.b）。此外，免疫组织化学研究表明，参与者的肺巨噬细胞具有肺气肿，但不能控制参与者，专门表达MMP12（图4.C和4综上所述，这些发现表明Th1，而不是Th2，细胞因子和相关的趋化因子是建立人类肺气肿下的前弹性肺环境所必需的。

缩略图
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图4。1型细胞因子MMP12的调控

(一)CD14+，淋巴细胞耗尽的肺白细胞培养，并且没有指定的重组人IP-10和IFN-γ的量，并通过Western印迹评估MMP12的存在。

（b）折叠相对于来自肺巨噬细胞的MMP12 mRNA的未刺激而增加（- - - - - -） 与 （+通过实时PCR确定的功能阻断抗体的存在或不存在于CXCR3的情况下存在500ng / ml IP-10。

(C和D)肺气肿参与者的肺组织(C)显示定位于巨噬细胞的MMP12强免疫染色(箭头)，(D)显示没有肺气肿且未检测到MMP12的对照组参与者的肺组织。插图显示肺巨噬细胞MMP12染色阳性(C)和阴性(D) (×60) *，p =0.04。

https://doi.org/10.1371/journal.pmed.0010008.g004

讨论

在这项研究中，我们从肺气肿和非肺气肿的人肺中分离出T细胞和肺巨噬细胞。我们的研究有三个主要发现。首先，并非像人类的异质性性质所暗示的那样具有功能上的多样性，前吸烟者肺气肿患者的肺T细胞相对同质，并具有明显的Th1偏倚特征。其次，主要的Th1趋化因子MIG和IP-10与促弹性肺环境相关，因为这些细胞因子上调与肺气肿相关的弹性酶MMP12。最后，我们发现肺淋巴细胞中没有明显的Th2趋化因子受体(如CCR3和CCR4)表达，也没有产生IL-4。总之，我们的发现证明了适应性免疫应答在COPD中的作用，并提示Th1细胞在控制主要吸烟相关的肺生理和结构变化方面的主要作用。

CCR5和CXCR3 T细胞以及这些细胞在肺中积累的上调外围提示异常，不懈这些激活的T细胞的肺募集与吸烟有关的肺部疾病唯一的人，尽管停止接触到的煽动剂，烟草抽烟。我们发现没有阻塞性肺部疾病或肺气肿是戒烟者个人在他们的肺部相对较少的Th1偏见的炎症;因此，我们的研究结果反映了特有的COPD微环境中的炎性改变。此外，肺的淋巴细胞从与严重的阻塞性肺部疾病4终身非吸烟者个体中分离由于囊性纤维化或阻塞性细支气管炎没有表现出肺（S. Grumelli，F. Kheradmand，D. B. Corry的，未发表的数据）的Th1细胞的炎性偏压。此信息证实了我们的发现，在COPD主要的Th1免疫偏离/肺气肿体现独特的戒烟者个体的肺微环境。哮喘谁抽烟，目前尚不清楚，但为了研究COPD /肺气肿没有其他混杂变量人口人群中的患病率，谁可能有哮喘的人被排除在外，因此，我们的研究结果仅限于非哮喘的个体气肿。

我们使用T细胞趋化因子受体表达分析以确定肺T细胞的募集并非没有先例。抗原攻击后Atopic哮喘患者气道粘膜免疫组织化学分析显示，大量CCR4+和CCR8.+T细胞表达IL-4，而CCR4在严重特应性皮炎患者中表达显著，随着疾病活动的减弱而降低[26.，43］.类风湿关节炎患者滑膜液中T细胞的免疫染色显示，几乎所有与关节炎症相关的T细胞表达CXCR3和CCR5，与来自相同参与者的血液T细胞相比显著富集。此外，既往对COPD吸烟者和肺功能正常者的研究也显示CD8的存在+/ CXCR3+T细胞在气道上皮细胞和粘膜下层[44］.我们通过显示CXCR3在肺巨噬细胞和CD4上的表达来扩展这些发现+肺气肿患者的T细胞和th1相关趋化因子与弹性基质金属蛋白酶之间的功能相互作用

除了详细描述表面趋化因子受体表达外，我们还从功能上证实了周围型肺T细胞明显的Th1偏倚，表明无论是在静止状态还是刺激后，这些细胞都分泌IFN-γ而不是IL-4。因此，我们的发现证实了趋化因子受体表达模式在T细胞效应表型的初始评估中的作用。

据认为，通过由MMP家族的弹性蛋白降解酶MMP2，MMP9和MMP12介导的过量蛋白水解，通过来自MMP家族的过度蛋白水解，以及来自丝氨酸蛋白酶家族的中性粒细胞弹性蛋白酶[45，46］.细胞因子和趋化因子是MMP的基质，但它们还在病理条件下调节MMP的表达[47，48］.这里我们已经表明，IP-10和MIG，两种趋化因子从参与者的肺部淋巴细胞分泌，具有肺气肿，特别是MMP12，从而有利于促进肺部破坏的蛋白水解微环境。加强肺巨噬细胞和IP-10 / MIG依赖性MMP12分泌的关联是我们已经证明，在人类巨噬细胞中，如T细胞，表达CXCR3，并且响应于IP-10 /的MMP12分泌需要该受体。mig刺激。除了定义肺气肿肺的主要免疫表型之外，这些附加结果涉及主要的吸烟引起的肺的主要细胞（巨噬细胞），MMP（MMP12）和效应细胞因子（IFN-γ，IP-10和MIG）破坏。我们进一步表明，这些酶可以通过TH1细胞或TH1相关细胞因子驱动的近端免疫事件调节。因此，对未来研究的主要重要性是抗原的性质和最终驱动这种炎症反应的佐剂因素。

尽管这完全是一项人类研究，但我们的发现与在小鼠身上进行的研究有惊人的相似之处。MMP12缺乏已被证明可以保护小鼠在长期暴露于香烟烟雾后不患肺气肿，这暗示MMP12可能是这种物种发生肺气肿的关键蛋白酶[49，50］.因此，人和小鼠的研究牢固地表明MMP12在肺气肿发病机制中的重要性。有趣的是，除了溶解弹性蛋白外，MMP12还是在降解α1-antikrypsin的MMP中，人白细胞弹性蛋白酶的主要生理抑制剂[51，52］.因此，MMP12的趋化因子诱导的上调可能通过α1抗胰蛋白酶的失活直接和间接地编排肺基质降解。慢性阻塞性肺病和肺气肿的治疗目前仅限于支气管扩张药物，以减轻呼吸困难，抗生素并发呼吸道感染，接种疫苗突出呼吸道病原体。除了努力防止吸烟或戒烟鼓励，不存在由于措施防止肺气肿的发展或治疗气道阻塞的具体原因。通过提供洞察COPD的免疫病理机制，我们的发现提供了真正的希望，能够预防或停止吸烟相关的肺部疾病的疗法将来可能。

致谢

我们感谢A.克林顿·怀特博士对稿件的严格审查，杰夫·斯科特先生用流式细胞仪技术援助，帕梅拉史密斯威克女士，玫瑰Baglia女士，临床研究协调员迈克尔博士里尔登，和所有的人谁慷慨参与在这个研究中。这项工作是由资金支持的国家心肺和血液研究所（64061，72419，69585）和贝勒医学院（AI 36211）。由国家哈思肺和血液研究所提供的资金使我们的研究可能的，但对任何其他问题，如研究设计，数据收集和分析，决定发表或准备手稿没有影响。

作者捐款

D. B. Corry，D. E. Lewis和F. Kheradmand设计了这项研究。S. Grumelli，L.-Z.歌曲，L. Green，L.歌曲，J. Hacken和F. Kheradmand分析了数据。J. Huh，R.Espada，R. Bag和F. Kheradmand注册患者。D. B. Corry，D. E. Lewis和F. Kheradmand致力于写论文。

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    病人总结

    许多人在吸烟后会出现长期的肺部问题，包括肺气肿。在气道的最末端是微小的气囊。健康人在吸气和呼气时，气囊很容易伸展和放松。但对于肺气肿患者来说，气囊中充满了空气，但无法正常排出，所以空气被困住，导致呼吸困难。虽然肺气肿的症状可以治疗，但没有治疗方法可以逆转对肺的损害。

    研究人员对两组患者进行了研究，他们都是前吸烟者，后来被送往医院接受了部分肺切除手术，有些是因为癌症，有些是因为其他原因。研究人员研究了肺气肿患者的肺部样本，并观察了肺气肿患者肺部的免疫细胞的确切类型，发现大多数免疫细胞属于一种特定类型。研究人员还表明，免疫细胞可以告诉其他肺细胞产生损害肺的化学物质。

    肺气肿中的肺损伤可能不是由香烟烟雾中的毒素直接引起的。相反，如果你有肺气肿，你的身体可能会对毒素做出反应，产生一种特殊的免疫细胞，这是造成肺部损伤的关键。因此，如果医生能找到改变这种细胞行为的方法，就有可能减少或限制肺损伤。显然，不吸烟或停止吸烟是预防慢性阻塞性肺病或肺气肿的最好方法。

    这项研究非常小，这意味着结果可能无法完全准确;特别是，该研究没有包括从未吸烟的患者的详细信息。因此，肯定这些特殊的免疫细胞是否真的是肺气肿的肺损伤之间的联系。研究人员需要研究更多患有肺气肿的患者以及从未吸烟的人。

    两个开始的地方是以下专业组织的患者网页。

    美国呼吸护理协会：http://www.yourlunghealth.org/diseases_conditions/copd/

    英国胸部社会：http://www.brit-thoracic.org.uk/public_content.asp?pageid=9&catid=21&subcatid=177