文摘
这是假设的分布和激活肥大细胞在哮喘气道壁可能反映了它们的功能。
肥大细胞的密度(完整和脱粒)气道隔间内软骨和膜的航空公司,从尸体解剖获得致命的哮喘患者,非致死性哮喘,nonasthmatic控制病例检查。
在软骨航空,均值±se的肥大细胞密度控制情况下27±9·mm细胞−2。类似于非致死性哮喘(24±2细胞·毫米−2),但降低(p < 0.05)是导致哮喘患者死亡(16±2细胞·毫米−2)。在膜航空,肥大细胞的密度控制情况下是155±21细胞·毫米−2和高(p < 0.05)的非致命的(270±51·mm细胞−2)和致命的哮喘(219±26·mm细胞−2)。能密度最大的平滑肌和粘液腺软骨航空和气道平滑肌和外墙上的膜的航空公司。脱粒肥大细胞的比例较高(p < 0.05)在哮喘的情况下,与疾病严重程度有关,在软骨,并高于膜航空公司。脱粒的平滑肌是最大的致命的哮喘病例。
能分布和脱粒软骨和膜之间的不同航空公司和整个气道壁。脱颗粒的肥大细胞和哮喘严重程度相关。脱粒在近端增加航空公司可能反映了刺激通过吸入的路线。
本研究支持的澳大利亚西部的哮喘基金会,国家卫生和医学研究理事会,澳大利亚。
哮喘是一种以气道炎症疾病1和改造2。有人建议,但不证明,炎症导致改造。
炎症细胞的程度与气道壁结构(受改造)取决于整个气道壁炎症细胞的分布。两项研究3,4显示肥大细胞的数量增加发现在孤立的敏化人类支气管平滑肌层与非致敏航空公司相比。肥大细胞在哮喘患者出现在不同的数字5- - - - - -10。他们的角色在炎症反应与能力来存储和释放,或合成新创、炎症介质11。能推导出介质的多个操作表明,肥大细胞可能与气道结构。
当肥大细胞激活它们成为部分或完全脱粒5。然而,这发生在哮喘的程度及其与疾病严重程度的关系并没有被量化。进一步理论研究炎症细胞在气道壁的分布在大型和小型航空公司是确定抽样评估炎症的程度的近端支气管树代表远端支气管的气道炎症。因此,本研究的目的是探讨肥大细胞的分布和程度的脱粒气道壁内的大型和小型航空公司的主题没有呼吸道疾病和哮喘患者进行比较。
方法
情况下
左边或右边肺部得到在验尸解剖如果死因是哮喘或死亡发生突然,没有胸部创伤或疾病(哮喘)。病史回顾性获得从家庭成员,通常医生和医院文件。如前所述2,病例分类如下。1)控制:没有哮喘病史,喘息,使用哮喘药物或其他肺部疾病;2)非致死性哮喘:哮喘非呼吸道猝死,但一个明确的背景;造成死亡,3)致命的哮喘:哮喘。情况下被排除在研究如果病史不能获得的细节。伦理批准这项研究从查尔斯爵士Gairdner获得医院的伦理委员会。
组织学制备
肺被浸泡在福尔马林溶液和横向的所有大型航空subsegmental水平下降,导致12 - 18大软骨航空每箱,5为本研究随机选择。六个实质部分(3×2×1厘米)被随机的midsaggital片肺。组织部分被削减(5µm)和彩色使用immunoperoxidase技术antimast细胞类胰蛋白酶单克隆抗体AA1 (Dako型,哥本哈根,丹麦)。
气道尺寸
气道维度(内部和外部气道壁厚和平滑肌、黏膜下粘液腺和软骨)测量如前所述2。基底膜周长(Pbm)直接追踪使用相机lucida和数字化平板电脑。
细胞计数
肥大细胞,可见核数,表示为总数在前面讨论的隔间和细胞·毫米−2每个舱的区域(细胞密度)。气道能总数的比例在每个气道舱进行了计算。
能脱粒
在高功率(×400),positively-stained有核肥大细胞被归类为完整的如果他们密集,紧凑,有完整的胞质边界和周围没有任何积极的染色颗粒(图1所示⇓)。所有其他有核类胰蛋白酶阳性细胞被归类为脱粒(图2所示⇓)。脱粒细胞被表示为总数的百分之一的有核细胞AA1-positive整个气道部分,每个隔间。
Intraobserver气道尺寸误差计算,细胞计数和脱粒指数,如前所述2。所有测量都由一个观察者(净收益Carroll),失明案例记录。
数据分析
每个病例组的均值,计算每种情况的手段,用于分析。巴特利特的方差的同质性进行测试。数据是正态分布,差异组测试使用参数分析(单向方差分析(方差分析),数据不是正态分布,使用非参数测试(克鲁斯卡尔-沃利斯非参数方差分析)其次是邓恩的多重比较检验。概率值< 5%被认为是显著的。
结果
总气道壁
没有显著差异的大小(Pbm)软骨或膜航空公司检查在三种情况下组(表2⇓)。
在软骨航空,肥大细胞的绝对数量和密度横剖面更高(p < 0.05)在非致死性哮喘控制情况下的情况下而致命的哮喘病例。在膜航空公司他们更高(p < 0.05)的致命的和非致命的哮喘与控制情况(表2⇑)。
能密度在气道壁箱内
软骨航空公司
图3一⇓显示能密度在不同气道壁软骨航空的隔间。在控制的情况下,肥大细胞的密度不同气道壁> 50倍,最高的平滑肌细胞(74±17毫米−2),中间的气道壁细胞(35±3毫米−2),粘膜下腺体细胞(39±9毫米−2气道)和外壁(7±1细胞·毫米−2)和最低的上皮细胞(1.5±0.4毫米−2)和腔·mm(0.2±0.1细胞−2)。在黏膜下粘液腺,所有内肥大细胞被认为支持周围的腺体和间质组织没有在个人浆液性或粘液腺泡细胞被指出。相似的非致死性和致命病例观察哮喘。与控制情况下,然而,密度显著降低(p < 0.05)平滑肌,内气道壁的上皮细胞非致死性和死亡病例。腔中的肥大细胞密度较高(p < 0.05)的死亡病例与非致死性哮喘病例相比,和两人都高于控制例(p < 0.05)。在黏膜下腺体肥大细胞的密度显著提高(p < 0.05)与死亡病例相比,非致死性哮喘和控制。外气道壁中组之间没有明显差异。
总额的百分之肥大细胞在不同气道壁隔间
软骨航空公司
图4一⇓显示了总额的百分之肥大细胞在不同气道壁软骨航空的隔间。气道壁内肥大细胞的分布到不同的隔间是类似的三个病例组除了总额的百分之的黏膜下粘液腺肥大细胞更高的哮喘病例。最高百分比的肥大细胞被认为在内部和外部气道壁反映这些隔间横剖面面积就越大。上皮细胞,肥大细胞的百分数更高(p < 0.05)的情况下而致命的和非致命的哮喘控制情况下,而在气道腔,肥大细胞的百分数是致命的(p < 0.05)高于非致死性哮喘病例和控制情况。
膜的航空公司
图4 b⇑显示了总额的百分之肥大细胞在不同气道壁膜航空的隔间。最大的比例,观察肥大细胞在气道壁外,最大的隔间膜航空公司。致命病例的哮喘,肥大细胞的百分数更高(p < 0.05)外气道壁和气道腔,但低(p < 0.05)的气管和气管平滑肌与控制和非致死性哮喘病例。致命的哮喘控制情况下每分(p < 0.05)有较高的总肥大细胞在上皮细胞比情况下的非致死性哮喘。
脱粒
脱粒肥大细胞的平均比例高(p < 0.05)比膜软骨航空航空公司在所有情况下组。与控制情况下,脱粒肥大细胞的比例较高(p < 0.05)的非致死性哮喘和更高的再一次致命的哮喘(表2⇑)。脱粒的差异之间的控制和哮喘病例组相似在不同气道壁间,在这两种软骨(图5⇓)和膜(图5 b⇓三个病例组)航空公司。然而,脱粒明显高于气管平滑肌肥大细胞的死亡病例相比,哮喘控制和非致死性哮喘病例。
intraobserver错误的变异系数为3%,气道维度,11%的细胞计数和脱粒指数为10%。
讨论
考试所得到的见解可以在气道壁肥大细胞的分布。首先,在多大程度上的小支气管活检样本大软骨航空公司代表气道炎症过程更深的墙或更多的远端站点可以评估在支气管树。目前的研究表明,能密度在内壁不同于外气道壁,平滑肌和粘液腺。此外,近端气道的密度远低于远航空公司。其次,相对更高密度的平滑肌细胞和粘液腺表明他们可能是重要的调节这些组织的功能。第三,能脱颗粒对哮喘严重程度的关系表明,一个积极的角色在气道壁炎症效应细胞。第四,高数量的脱粒肥大细胞与膜相比,软骨细支气管与吸入刺激激活这些细胞是一致的。
本研究能数字表示每个横剖面总数,密度(细胞的数量·毫米−2面积测量)。这种方法的细胞数量估计是一个概要文件数的细胞在一个三维(3 d)结构和可能受到偏见如果某些条件不满足12。首先,抽样的组织和领域感兴趣的测量需要执行系统的随机的方式。第二,所有感兴趣的细胞必须有一个相同的概率被计算。这在很大程度上取决于细胞的大小和方向。第三,测量参考面积(即。二维(2 d)剖面区域)应与3 d体积轮廓代表如果绝对细胞在气道体积数量待定。在目前的研究中,抽样过程,从肺收集个人气道阻塞和部分,是系统的和随机的。细胞被发现使用免疫组织化学染色但只有数如果有核。能核的大小并没有发生显著的变化13和小参考剖面相比它测量在这个研究。因为作者无法定义一个初始参考卷整个肺部,并没有使用“查找”一节,2 d剖面计算在这个研究不能转换成3 d体积估计绝对细胞数量。然而,由于原子核的大小和方向是不可能有系统地改变了团体之间,作者认为这些限制不会影响对比组。因为测量的变化主要是由于主体和tissue-block可变性14从不同的网站,大量的随机选择的航空公司在肺部检查和从每个案子意味着数据用于比较细胞组之间的数字。因此,比较组之间的相对细胞密度在这项研究是有效的,使数据直接可比的许多其他已发表的研究报告细胞数量。
先前的研究航空公司能数字的显示与控制情况下相比,那些哮喘有更高5,6,减少了8或类似9,10,15,16肥大细胞的数量。研究之间的差异可能是由于哮喘严重程度的差异,使用不同的方法,治疗效果和脱粒的程度的变化17- - - - - -20.。作者的知识,没有先前的研究系统地量化能脱粒。能推导出介质的浓度越高,如组胺、前列腺素D2(PGD2),白三烯C4 (LTC4)和类胰蛋白酶在支气管肺泡灌洗(BAL)流体早期和晚期哮喘反应后local-allergen挑战21,建议能脱粒。脱粒的数量是最大的致命的哮喘的情况下,建议增加能激活在这些情况下。此外,提高脱粒可能造成低估肥大细胞的数量在这些情况下(即。不包括细胞没有颗粒左)。
最大的量能脱粒被发现在黏膜下粘液腺体和气道平滑肌层致命的哮喘病例。Pesciet al。22显示的脱粒肥大细胞数量的增加粘液腺的慢性支气管炎患者,疾病特点是过多的粘液,和布拉德11观察白细胞介素- 6积极肥大细胞主要集中在靠近黏膜下粘液腺7。能够很好的证明,能提取蛋白酶能够作为有效的促分泌素组胺,这是存储在从激活肥大细胞分泌,刺激平滑肌缩短和血管舒张23。作者显示之前,增加分泌粘液的气道腔结合适量的平滑肌缩短在活的有机体内可能引起夸大了气道狭窄24突然,这可能导致致命的哮喘发作25。这些发现表明,肥大细胞是一个重要的效应细胞在哮喘的急性发作。
发现肥大细胞的密度是最高的相对于其他气道平滑肌层墙上隔间Ammit的结果相似et al。3和伯杰et al。4。目前的研究是第一个定量证据显示肥大细胞内的主要细胞nonasthmatics和哮喘患者气道平滑肌层,而那些存在于平滑肌层的致命的哮喘大多脱粒。康奈尔大学8注意积累肥大细胞在软骨支气管平滑肌层附近从例致命的哮喘。哮喘急性发作期间,激活肥大细胞可能导致异常释放化学介质,导致过度的刺激平滑肌和粘液腺。支持这一假说的发现大量能升高后落下帷幕流体介质在来自例哮喘过敏原的挑战26和较低的肥大细胞数量在活检获得患者比无症状时期哮喘的一集27。
一个潜在的机制,可能导致气道壁肥大细胞数量减少哮喘发作期间的运动细胞气道壁进入气道腔。这是观察在这个研究支持的比例更高的肥大细胞腔的致命的哮喘病例与非致死性哮喘和nonasthmatic控制情况。此外,更高的肥大细胞数量后观察过敏性哮喘患者的痰allergen-inhalation挑战20.。另一个潜在的机制能减少数量是增加细胞的凋亡。虽然能细胞凋亡的程度并不是评估在这项研究中,因此不能排除机制减少单元数量,持续炎症条件通常是推迟或受损细胞凋亡的特征。
的程度能在本研究更高的脱粒软骨(近端)航空公司相比,膜(远端)航空公司。人们很容易推测主要原因是占主导地位的能刺激脱粒接近发生呼吸道的黏膜表面,在更大程度上,在近端支气管树中,由于吸入刺激。在目前的研究中,水平能脱粒粘液腺体在所有情况下的哮喘是气道明显高于观察外墙上,表明选择性刺激肥大细胞。机制可以解释这是神经肽能够诱导能脱粒28还有大量的胆碱能神经出现在当地的气道上皮黏膜下粘液腺轴突路径29日。因此,这些神经的刺激粘膜表面和随后的神经肽的释放可能导致增加能脱粒的粘液腺。
肥大细胞的密度低于膜软骨航空公司的航空公司相比,哮喘病例与控制情况。同样,康奈尔大学的研究8也报道的肥大细胞数量减少气管软骨航空公司从致命的哮喘病例与控制。研究肥大细胞的数量在支气管活检从近端支气管树在轻度哮喘显示变化的情况下,在一些研究显示肥大细胞在气道壁的增加5,30.,一些只在上皮6,和其他人没有区别9,10,15,16。这种变化可能是由于脱粒,细胞凋亡或抗炎治疗的影响。尽管如此,目前的研究清楚地表明,支气管活检获得的近端支气管树可能并不总是代表炎症的模式在气道壁或沿整个长度的支气管树。
总之,除了明确定义的角色immunoglobulin-E-dependent对抗原刺激的反应在哮喘等过敏性疾病,有可能是肥大细胞可能显著增强宿主非特异性反应的许多功能急性炎症刺激,如在哮喘患者锻炼,寒冷的空气和食盐水吸入。肥大细胞的独立活动的航空公司应该考虑在短期和长期治疗策略。
- 收到了2001年8月23日。
- 接受2001年11月27日。
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