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腺苷及腺苷受体与支气管哮喘Role of Adenosine and Adenosine Receptors in Asthma周玲（综述）潘家华（审校）（安徽省立医院儿科，合肥 230001）【摘要】腺苷是一种嘌呤核苷，它通过特殊的细胞表面受体诱导哮喘患者支气管狭窄。随种属等的不同，腺苷受体亚型的分布和作用亦不相同。吸入腺苷能刺激多种炎性细胞及炎性介质的释放，但由于其作用机制尚不明确，近年来它作为支气管肺疾病的一种介质，越来越受到人们的关注。【关键词】腺苷；受体，嘌呤能 P1；哮喘【中图分类号】Q525；R562.25【文献标识码】A【文章编号】1673-4408（2006）03-0181-03腺苷是一种与核酸代谢有关、具有多种功能的嘌呤核苷，在细胞氧化或应激时产生，在组织缺氧和炎症时增加。支气管哮喘（简称哮喘）是由多种炎性细胞及炎性介质等参与的气道慢性炎症，引起气道高反应，导致逐渐加重的肺功能受损。腺苷作为一种炎性介质通过细胞表面特殊的受体参与持续的气道炎症反应，诱导哮喘患者支气管狭窄。1腺苷的来源正常条件下，腺苷在细胞内外不断生成。在细胞内腺苷的产生是一磷酸腺苷（AMP）在 5-核苷酸酶的催化作用下脱磷酸生成，或是通过 S-腺苷基-同型半胱氨酸水解作用生成。在细胞外腺苷是由 5-核苷酸酶（如 CD73）催化细胞外的腺嘌呤核苷（ATP、ADP）分解而成。同时细胞内产生的腺苷能通过一种特殊的双向转运装置（ENT1和 ENT2 平衡转运蛋白）经易化扩散至胞外，使细胞内、外腺苷水平相等。当细胞外腺苷水平较高时，腺苷则通过转运装置转移至细胞内，通过腺苷激酶磷酸化生成 AMP 或通过腺苷脱氨酶降解生成次黄苷，但在一些组织（如肾刷缘膜）中有一种专门的核苷转运蛋白（CNT1和 CNT2 主动转运蛋白），具有对抗浓度梯度、维持胞外高浓度腺苷水平的能力1。目前认为呼出气腺苷浓度检测是一种无损伤的直接反映气道表面炎症介质的有效方法2。严重哮喘患者呼出气中腺苷浓度明显升高，说明检测腺苷水平可以作为了解气道炎症严重程度的一项指标。2腺苷受体的分布和结构腺苷受体（AR）通常被分为 4 种亚型即 A1AR、A2aAR、A2bAR 及 A3AR，每一种受体都有其独特的组织分作者简介：周玲（1975-），安徽砀山人，在读硕士研究生，主要从事小儿呼吸系统疾病的研究布及信号传导。2.1分布A1AR 广泛分布于脑、脊索侧角、眼、肾上腺和心房等组织，A2aAR 主要分布于纹状体、颈动脉体和 T 细胞上，A2bAR 在盲肠、结肠、膀胱上高度表达，而A3AR 则在鼠睾丸及肥大细胞（MC）上高度表达。2.2结构上述四种受体亚型均为天冬酰胺连接蛋白。已经知道，A1AR 和 A3AR 偶联 Gi/o 蛋白，A2aAR和 A2bAR 偶联 Gs 蛋白。也有一些转染实验表明，AR亦可以通过其他蛋白发出信号一种 AR 可以和多种G 蛋白偶联，如在纹状体经免疫沉淀试验已证明 A2aAR 和 Golf 偶联1。除 A2aAR 外，其他 AR 在羧基末端附近均有榈棕酮结合的位点，A1/A2aAR 的第三细胞内环和羧基末端的结构影响 A1AR 偶联 Gi 蛋白，而第三细胞内环则能促使 A2aAR 偶联 Gs 蛋白。A1AR 与 G 蛋白偶联与其亚单位的组成和磷酸化状态有关1。人类 AR 的基因结构基本相似，均在第二细胞内环有一内含子插入密码序列，其转录本（transcripts）包含有 3 个外显子，即外显子 4，5，6 和二个启动子，近端的命名为启动子 A，远端的命名为启动子 B，二者被600 个碱基对隔开，启动子 A（含有转录因子 GATA 和Nkx2.5 的连接位点）的 500 个碱基对包含 A1AR 表达所需的遗传信息，当启动子 A 被激活时，启动子 B 和外显子 1B 即成为内含子的一部分；启动子 B 能被糖皮质激素激活，促进 A1AR 的表达，这二种启动子均具有特殊的 TATA 盒。对标记在人 22 号染色体上的 A2aAR克隆表明，A2aAR 的二个外显子结构和鼠 A2aAR 类似，在很多组织中，A2aAR 为一杂转录子，在 PC12 细胞中，抑制性 RNA 检测表明其有二个不同的起始位点，缺氧和蛋白激酶 C 均能促进其表达。A2bAR 基因标记在人17 号染色体上，鼠 A2bAR 分别有 1.8 和 2.2kb 的两个转录子。A3AR 有二个外显子，分别有 354 和 1135 个181国际儿科学杂志 2006 年 5 月第 33 卷第 3 期Int J Pediatr，May 2006，Vol 33，No.3碱基对密码序列，二个外显子中间插入一个大约 2.3kb的内含子。3腺苷及其受体在哮喘中的作用及机制随种属、腺苷浓度及平滑肌最初紧张状态的不同，AR 亚型的分布和功能也不相同。体外研究3证明，MC 作为一种急性哮喘的效应器和腺苷有重要关系。腺苷作为一种间接刺激物，主要通过炎性细胞发挥作用，导致平滑肌收缩。哮喘患者吸入 AMP（腺苷替代物）后，气道中 MC 介质（组胺、白三烯、类胰蛋白酶等）水平升高，诱发支气管痉挛，引起哮喘。近来在鼠肺中发现了四种 AR，其中 A1AR 转录水平最高4。A1AR 在人中性粒细胞上也有表达，其活化可增强中性粒细胞的趋化性和对内皮细胞的黏附。联合运用药理学和遗传学方法证实，AR 介导的支气管狭窄与 A1AR 有关5。但又有实验6证明，从腺苷脱氨酶缺陷的鼠肺中敲除 A1AR 基因，将导致肺炎随着黏液化生的增加和肺泡的破坏而加重，这和白细胞介素（IL）-4，13 等在肺中大量表达及其化学增活现象和基质金属蛋白酶表达增多有关，这些发现又证实了 A1AR在肺部疾病中具有抗炎和保护作用。树突细胞（DC）是一种特殊的抗原呈递细胞，在细菌感染和自身免疫性疾病中发挥重要作用，幼稚 DC 表达 A1AR 和低水平的 A2aAR。A1AR 活化使 DC 聚集至炎症处，遇到病原菌时，DC 激活产生了干扰素（IFN-）、IL-6 和肿瘤坏死因子-（TNF-）等多种细胞因子，抵御病原菌侵犯；成熟 DC 在 IL-3、CD40 配体活化时下调 A1AR，上调 A2AR，通过环磷酸腺苷增加 A2aAR 的抗炎作用7。通过逆转录聚合酶链反应在支气管肺泡灌洗液中的 MC 上发现了 A2aAR 和 A2bAR8。A2aAR 能抑制 MC释放组胺和类胰蛋白酶，低浓度腺苷水平时，高亲和力的 A2aAR 中止信号传导，减少 MC 释放介质。已经证实刺激 A2aAR 能减少中性粒细胞对内皮的黏附，抑制中性粒细胞表达整合素及其与单核细胞的脱颗粒活动，因此，A2aAR 可能起着主要的抗炎作用。A2bAR 在内皮细胞、肌肉细胞、神经胶质、成纤维细胞和 MC 上均有表达8。在不同细胞上 A2bAR 的作用不同，这与其信号传导系统有关。刺激主要组织相容性复合物-I（MHC-I）上 A2bAR 能促进 MHC-I 分泌 IL-8，强化佛波醇，促使 IL-8 分泌。因此，A2bAR 激活 MC 促进 前炎性介质的释放，可能是诱导支气管痉挛的主要原因。在哮喘患者肺组织中，A3AR 表达（mRNA 和蛋白质）增加。体内外研究均证实 A3AR 活化能导致 MC 脱颗粒，但在人肺 MC 上未发现 A3AR 蛋白，因此，A3AR在腺苷引起支气管收缩中的作用尚存在疑问。现在越来越多的证据9表明，A3AR 活化可以减轻人类免疫炎性细胞的作用，如在人类肺组织高密度 A3AR 在嗜酸性细胞（EOS）上表达，当 A3AR 活化时，抑制 EOS 的趋化性。Ezeamuzie 等10发现 A3AR 介导 EOS 的两种重要抗炎功能，即抑制脱颗粒和抑制氧基团产生，A3AR活化还与抑制人类单核细胞释放 TNF-、抑制 TNF-诱导的中性粒细胞脱颗粒及调节 T 细胞功能有关。近来，Forsythe 等11已证明，腺苷能直接刺激 MC释放组胺及少量白三烯，药理学实验表明A2bAR 在此过程中发挥了重要作用，在体外，刺激表达在 MHC 上的 A2bAR 能产生细胞活性，其间，有磷酸肌醇水解和细胞内 Ca2+外移的参与。在体内，吸入腺苷，MC 亦能通过脱颗粒获得前炎性介质参与支气管收缩反应。AMP直接滴入哮喘患者支气管内或过敏性鼻炎患者的鼻腔中，其灌洗液中组胺和类蛋白酶浓度明显增高。因此，特应性人群吸入变应原和 AMP，气管受刺激后观察其静脉血组胺水平的变化，可以为气道中 MC 分泌组胺，参与腺苷的反应提供更直接的证据。在支气管肺泡灌洗液中除组胺和类蛋白酶水平升高外，前列腺素 D2浓度亦有较大的增高。近来证明，给予 ABT-761（5-脂肪氧合酶抑制剂）和选择性 CysLT1（半胱氨酰白三烯）受体抑制剂可以减轻吸入 AMP 引起的支气管收缩程度12，13，由此显示了白三烯的致痉作用。激活胆碱能和肽能的神经通路也可引起哮喘患者吸入腺苷的气道收缩反应。4AR 与哮喘的治疗目前治疗哮喘最有效的药物是2-肾上腺素能受体激动剂和皮质类固醇。前者除具有支气管扩张作用外，还具有对抗很多直接刺激物（直接作用于气道平滑肌，如组胺、乙酰甲胆碱等）和间接刺激物（通过释放炎性介质间接发挥作用，如腺苷）的作用，且对抗间接刺激物的作用较强，这可能和这种药物具有稳定 MC 的作用有关。AR 四种亚型在支气管肺组织中均有分布，但作用各不相同，表达在中性粒细胞上的 A1AR 活化可以激活除 MC 外的其他炎性细胞，释放炎性介质，引起气道平滑肌收缩，但目前还没有证据表明 A1AR 和人类气道高反应有关14。A2aAR 活化可抑制炎性细胞的活动，因此，在气道炎性疾病中 A2aAR 兴奋剂可能具有潜在的抗炎作用，而抑制剂则可以促进中性粒细胞活动，281国际儿科学杂志 2006 年 5 月第 33 卷第 3 期Int J Pediatr，May 2006，Vol 33，No.3加重炎症反应。A2bAR 活化主要激活 MC 等释放细胞因子及炎性介质，是哮喘患者支气管痉挛的主要因素。研究15表明，选择性 A2bAR 抑制剂对哮喘有较好的疗效，但由于直接应用的药物毒性而影响了其进一步发展。A3AR 主要在人肺组织 EOS 上表达，激活时可以减 弱炎症反应，但其亦可以促进MC释放炎性介质，A3AR 在哮喘患者中的作用及机制尚需进一步研究。特异性选择 AR 激动剂/拮抗剂可为哮喘的治疗开辟一条新的道路，但由于其作用机制复杂，药物副作用大，目前尚未有此类药物应用于临床。因此，关于腺苷对正常或炎症气道的多种影响还有许多工作要做。参考文献1Fredholm BB，Ijzerman AP，Jacobson KA，et al.International Union ofPharmacology.XXV.Nomenclature and classification of adenosine receptorsJ.Pharmacol Rev，2001，53（4）：527-552.2Kharitonov SA，Barnes PJ.Exhaled markers of pulmonary disease J.Am JRespir Crit Care Med，2001，163（7）：1693-1722.3Polosa R，Holgate ST.Adenosine bronchoprovocation：a promising marker ofallergic inflammation in asthma？J.Thorax，1997，52（10）：919-923.4Chunn JL，Young HW，Banerjee SK，et al.Adenosine-dependent airwayinflammation and hyperresponsiveness in partially adenosine deaminase-deificient mice J.J Immunol，2001，67（8）4676-4685.5Nyce JW，Metzger WJ.DNA 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对来源于微生物感染、变应原、气道组织微环境的信号异常敏感，成熟的 DC 极化初始的 T 细胞分化成辅助性 T 细胞 2效应细胞，或者向调节性 T 细胞分化，诱导免疫耐受的形成。气道在接受到各种炎性刺激信号下，DC 迅速从循环系统向气道募集，并在呼吸道黏膜形成一个紧密的网络系统，参与免疫调节反应。动物实验已经证实了 DC 在引发及维持过敏性气道炎症中的作用，过敏性鼻炎及哮喘患者的气道黏膜 DC 数目增多，过敏机体与正常机体 DC 的功能存在差异。该文就 DC 在过敏性气道炎症中作用的最新研究进展作一综述。【关键词】树突细胞；哮喘；T 淋巴细胞，辅助诱导；免疫耐受【中图分类号】R562.25【文献标识码】A【文章编号】1673-4408（2006）03-0183-04机体的黏膜表面及皮肤不断地接触到一系列的外源性蛋白与致病原，机体怎样识别危险性的致病原和作者简介：夏煜（1972-），男，江苏溧水人，主治医师，在读硕士研究生，主要从事哮喘的研究通信作者：张建华，200233，上海，上海交通大学附属第六人民医院儿科对机体无害的蛋白是免疫学中的一个重要问题。越来越多的证据表明，树突细胞（DC）对于免疫稳态的调节起关键作用。大多数健康机体对非己抗原是免疫耐受，而患变应性鼻炎、哮喘、湿疹等疾病的机体往往对变应原产生过度的、不恰当的免疫反应，这种免疫反应381国际儿科学杂志 2006 年 5 月第 33 卷第 3 期Int J Pediatr，May 2006，Vol 33，No.3