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背景:吸烟诱发呼吸道的结构性变化,和被认为是发展的一个主要因素气流阻塞在慢性阻塞性肺疾病。然而,炎性细胞分布差异大航空公司(LA)和小型航空公司(SA)在吸烟者没有系统地探索。
假设:细胞浸润气道壁的内容拉和SA之间的不同。
目的:的内容比较中性粒细胞,巨噬细胞,淋巴细胞和肥大细胞浸润LA和SA吸烟者肺癌的手术。
方法:肺组织从15个吸烟者进行了分析。炎症细胞在固有层中被确认通过免疫组织化学分析,量化的数字图像分析和表达为每个表面的细胞数。
结果:中性粒细胞的数量的固有层浸润SA(平均225.3细胞/毫米2)是高于洛杉矶的固有层(中位数60.2细胞/毫米2;p < 0.001)。类似的结果观察肥大细胞:细胞/ 313.3和133.7毫米2分别在SA和洛杉矶,(p < 0.001)。相比之下,CD4细胞的数量在洛杉矶与SA(中位数217.8 vs 80.5细胞/毫米2;p = 0.042)。结论:这些发现表明非均匀分布的中性粒细胞和肥大细胞在支气管树,并表明这些细胞可能参与与吸烟有关的外围肺损伤的发展。
- 慢性阻塞性肺病,慢性阻塞性肺疾病
- 洛杉矶,大型航空公司
- SA,小航空公司
来自Altmetric.com的统计
吸烟导致肺部异常炎症反应的主要危险因素是发展慢性阻塞性肺疾病(COPD)。几种类型的细胞参与吸烟引起的气道炎症。1在大型航空公司(LA),高数量的巨噬细胞和T淋巴细胞存在于无症状吸烟者与不吸烟者相比。2,3小航空公司(SA)的吸烟者,黏膜下中性粒细胞的数量与包年的数量4和终身高于不吸烟者。5此外,在吸烟者,CD8细胞消极与气流的程度限制,6和CD4 / CD8细胞比率显示了一个转变的CD8细胞与非吸烟者相比。5周围肺组织的变化被认为是主要的贡献者的气流限制吸烟者发展慢性阻塞性肺病。2,7
支气管活检(LA)用于研究疾病的发病机理8或者在评估新的抗炎药物的影响。9然而,仍然悬而未决的问题之一smoking-associated肺病患者是中央和周边肺部炎症的模式是相似的。这是高度相关的SA在COPD的发病机制中的作用。10在哮喘,有证据表明,免疫细胞内积累不同的独特的肺部区域。11日,12据我们所知,没有研究直接比较炎性细胞密度在外围航空公司与中央航空公司的吸烟者。对更好的理解这些知识当然是重要疾病发病机理,为更广泛的解释支气管活检研究和沉积的吸入药物的目标。因此,本研究的目的是比较中性粒细胞,巨噬细胞,淋巴细胞和肥大细胞浸润的固有层浸润SA,在组织与慢性阻塞性肺病或不吸烟者。
方法
本节提供的更多细节(网上在线补充http://jcp.bmj.com/supplemental)。
主题和研究设计
连续患者选择和前瞻性的横断面研究。患者吸烟或戒烟计划为原发性肺癌手术切除。受试者接受了其他疾病的手术被排除在外。15烟民招募(表1),包括7名吸烟者和八人,停止吸烟肺切除术之前至少6个月。
这项研究是医学伦理委员会批准的莱顿大学医学中心(荷兰莱顿),并告知每个主题得到书面同意。
组织学
组织采样和处理
至少两个样品的外围薄壁组织和一个或两个样品中央航空公司的免费的肿瘤。
一个或两个拉和所有票据交换所削减SA,定义为一个内部周边更大(SA) (LA)或小于6毫米,被选为每一个病人。6,13为了避免测量无关地削减航空公司,航空公司和一个短/长直径比< 0.33被排除在研究之外。14
炎症细胞
鼠单克隆抗体被用于识别中性粒细胞、巨噬细胞、CD4细胞、CD8细胞和肥大细胞。多克隆抗体是用于总CD3 T淋巴细胞的识别。
的形态学分析
例编码和测量进行了没有知识的临床数据。固有层(或内壁)之间的区域被定义为上皮基底膜和平滑肌。细胞渗透在SA的固有层和量化使用完全自动化的图像分析系统。15数据被表示为每毫米的细胞数量2。
统计分析
使用V.13.0 SPSS软件进行统计分析。数据提出了均值(SD)或中值(范围),这取决于他们是否正态分布。成对使用Wilcoxon等级测试观察差异进行分析。变量之间的相关性是表示使用斯皮尔曼相关系数(r年代)。概率值的差异p < 0.05被认为是重要的。
结果
表1报告15吸烟者的特征包括在这项研究。
平均在一秒钟用力呼气量,表示为一个百分比(FEV的预测价值1% Pred), 79.3(15.3) %和烟熏的平均数量为40.0(22.9)包年。烟已经戒平均为11.2(7.9)年(平均(SD))在研究。
一个或两个拉每个病人了。洛杉矶内部周边的中位数是22.8毫米(范围9.1 - -42.3)和中值分析了固有层的面积是0.93毫米2(范围0.42 - -3.77)/气道。至少一个SA适合分析获得所有的病人,平均四周边航空公司(范围1 - 11)分析每个病人。内部周边SA中值为1.6毫米(范围0.6 - -5.5),和中值分析了固有层的总面积是0.023毫米2(范围0.004 - -0.150)/气道。
在整个集团的中性粒细胞数量SA(中位数225.3细胞的固有层/毫米2(范围42.1 - -874.9))高于在洛杉矶(平均60.2细胞/毫米2(范围9.0 - -743.3);p < 0.001;无花果1和2)。
炎性细胞计数在大型航空公司的固有层(LA)和小型航空公司(SA) (n = 15科目)。水平线表示中位数的值。AA1 +,肥大细胞;CD68、巨噬细胞;CD3、总T淋巴细胞;CD4细胞、CD4阳性T淋巴细胞;CD8, CD8 + T淋巴细胞;CD4 / CD8, CD4 / CD8细胞比率;+,中性粒细胞。
中性粒细胞在小(A)和(B)大航空公司相同的慢性阻塞性肺疾病患者:中性粒细胞在红色elastase-positive细胞;部分与苏木精复染色。艾尔,肺泡腔;G,支气管腺体;L,气道腔;米,平滑肌。箭头:阳性细胞在固有层的例子。原来放大:×200。
类似的结果观察肥大细胞:肥大细胞数的中位数在固有层的股价是313.3细胞/毫米2(范围112.9 - -507.5),而中位数133.7细胞/毫米2被发现在洛杉矶(范围43.0 - -292.0;p < 0.001;无花果1和3)。
肥大细胞在大小(A)和(B)航空公司相同的慢性阻塞性肺疾病患者:AA1-positive细胞是红色的;部分与苏木精复染色。艾尔,肺泡腔;L,气道腔;米,平滑肌。箭头:阳性细胞在固有层的例子。原来放大:×200。
相比之下,CD4细胞内容更高的固有层(中位数217.8细胞/毫米2(范围0.0 - -903.4))与SA(平均80.5细胞/毫米2(范围6.6 - -452.9);p = 0.042;图1)。
细胞的数量差异的固有层浸润SA和拉并没有发现其他细胞类型分析,包括巨噬细胞、CD3细胞和CD8细胞(图1)。在洛杉矶和SA的内容中性粒细胞,肥大细胞和CD4淋巴细胞没有与FEV1% Pred, FEV1/ FVC比率或烟熏,表示包年最低(p值= 0.059)。
除了这些主要结果,我们进行了亚组分析将样本划分为当前和抽过烟,到患者和没有慢性阻塞性肺病和non-COPD(详情,请参阅在线补充(网上http://jcp.bmj.com/supplemental)。
讨论
我们的主要结论是,固有层中的中性粒细胞和肥大细胞密度的股价高于慢性阻塞性肺病的吸烟者有或没有。这表明这些细胞可能参与的发展与吸烟有关的外围SA中肺损伤的炎症。有趣,而中性粒细胞和肥大细胞的数量高于周边航空,CD4细胞的数量更高。
没有研究吸烟者描述整个支气管炎性细胞分布的直接比较LA和SA。然而,在哮喘、更高密度的CD45细胞和嗜酸性粒细胞报道固有层的拉比SA。16
中性粒细胞在SA能起到相关作用与吸烟有关的疾病的发病机制。相对痰中性粒细胞计数之间的正相关和高分辨率计算机断层扫描的外围指标气道功能障碍吸烟者已被证实。17此外,中性粒细胞浸润的平滑肌SA的数量与慢性阻塞性肺病或不吸烟者相比,高控制,18和更高的中性粒细胞数量已报告的黏膜下层SA在吸烟者和不吸烟者相比,终身。5然而,其他研究气道炎症细胞浸润外围壁没有显示在统计上有显著差异的中性粒细胞在COPD患者相比,吸烟者肺功能正常。4,6,19
在吸烟,慢性阻塞性肺病的发展是伴随着增加上皮细胞肥大细胞和巨噬细胞的数量,但在剩下的气道壁周边航空公司。19在中央航空公司、支气管活检标本的分析展示了更高密度的粘膜肥大细胞的无症状吸烟者与从不吸烟者。20.此外,肥大细胞的数量呈正相关tenascin的厚度和层粘连蛋白层,表明这些细胞的作用在吸烟者的组织改造。20.
机制与非均匀分布的支气管炎症细胞并不完全理解。可能不同的炎性环境存在于航空公司,与细胞因子的梯度表达式。使用一个allergen-induced哮喘模型在恒河猴,米勒等12报道水平的提高远端肺内的细胞因子和趋化因子,而CD4淋巴细胞累积优先的近端中层地区肺。作者提出的远端肺可能参与动员效应免疫细胞进入航空公司,而近端航空公司可能作为水库的免疫细胞,导致慢性炎症。我们的结果与吸烟有关的炎症进一步支持这一假说。
的找到优惠的CD4细胞分布在近端航空公司,在目前的研究和米勒等,12由在啮齿动物的研究也支持。在进行的一项研究在正常大鼠肺、效应T淋巴细胞积累优先固有层的支气管和肺泡地区。21同样,人类淋巴细胞倾向于遵循更多的支气管肺泡内皮细胞内皮比,根据Ainslie讨论初步数据等。22
已经提出,淋巴细胞(CD4细胞)可能优先到达肺车厢由支气管血管,而中性粒细胞和肥大细胞可能优先迁移到postcapillary小静脉的肺血管,特别是到肺的毛细血管系统。23日,24
评估趋化因子的表达和其他炎症介质可能参与炎症细胞的招聘可能有助于理解底层机制。然而,从我们组从先前的研究结果,25使用组织的患者人群部分可比,在目前的研究中,表明这可能是复杂的。在这项研究中,研究上皮引发表达SA没有与中性粒细胞等炎症细胞的数量。25这一发现最有可能的解释是,细胞涌入不仅是监管由单个细胞因子(如引发),但可能也涉及到一个更复杂的机制,例如,各种化学引诱物和粘附分子。因此,研究在大范围的介质和粘附分子需要。然而,这种分析是超出了本研究的范围。
回家的消息
炎性细胞浸润在固有层的分布不是统一在吸烟者支气管树。
中性粒细胞和肥大细胞数量的小航空公司(SA)高于在大航空公司(LA)。
相比之下,CD4细胞的数量在洛杉矶更高。
炎症细胞的选择性招聘SA可能导致慢性炎症和SA的改造,导致肺功能下降。
在目前的研究中,使用可再生的全自动细胞计数进行和以前公布的方法由我们小组开发的。15SA之间的差异和洛杉矶没有观察到的所有细胞类型研究表明这些发现不太可能是偏见的结果引入的方法。估计stereological细胞数量的方法(3 d体积)可以提供更准确的结果,因为相对于2 d(地区)measurements-the不同大小的细胞考虑概要文件。26日,27然而,公正的体视学需要公正的抽样,难以实现在研究使用切除肺组织,因为选择是基于,例如,肺癌的诊断策略。迄今为止,绝大多数吸烟者慢性阻塞性肺病/领域的研究细胞/区域作为结果,一致的结果。28用体视学炎症性肺部疾病的额外的好处是一个正在进行的讨论的话题26日,29日,需要进一步调查。
本研究的一个潜在的弱点是,组织没有足够的终身不吸烟对照组进行分析。因此,特定的可能性分布观察中性粒细胞和肥大细胞不是独家吸烟者不能排除。实际上,一些证据表明,正常人可能更高的肥大细胞密度在膜航空公司比在软骨航空公司。30.我们的研究仅限于气道的内层的分析,这也是支气管活检的主要成分,因此比较我们的结果以及获得使用支气管活检是有效的。虽然在其他气道炎症肯定发生层,给我们温暖等14报道,与慢性阻塞性肺病吸烟者有一个更大的细胞密度的“内在”,粘膜下层的地区比在“外”,advential层,并暗示在慢性阻塞性肺病气流阻塞可能与粘膜下细胞密度。
总之,我们的结果显示一个微分大量中性粒细胞和肥大细胞在固有层SA和洛杉矶的吸烟者,这表明浓度和/或炎症刺激,调节细胞的功能活动在不同的隔间的肺招聘可能会有所不同。因此,增加细胞招聘的外围肺部可能导致慢性炎症和重塑在这个水平。
确认
我们感谢lamv, 2004年12月去世。
引用
补充材料
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在这个数据补充文件:
脚注
网上发布的第一个2006年8月17日
资金:本研究由意大利di巴勒莫和莱顿大学医学中心Valeas意大利和意大利一氧化氮俱乐部。
利益冲突:某人收到Valeas教育提供无限制的意大利,葛兰素史克和阿斯利康。TM没有利益冲突。lamv没有利益冲突。KFR已经咨询了参与咨询委员会会议和演讲费收到阿斯利康,勃林格,辉瑞、诺华、ALTANA制药,默沙东公司和葛兰素史克。VB参与咨询委员会会议和演讲费收到葛兰素史克。肺学的部门(LUMC)和KFR PSH和睡衣从ALTANA制药公司员工收到拨款,诺华公司,拜耳,阿斯利康,辉瑞、默沙东,呼气疗法和葛兰素史克公司从2001年到2004年。Dipartimento di药物、Pneumologia Fisiologia e Nutrizione Umana (DIMPEFINU)和lamv和VB从拜耳工作人员收到拨款,罗纳Poulenc,阿斯利康,MSD和安万特制药公司从2001年到2004年。
Vignola教授于2004年12月去世。