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慢性炎症是COPD(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)特征性的病理学改变之一,其它的机制如即蛋白酶/抗蛋白酶失衡和氧化/抗氧化失衡也被认为是在COPD的发病中具有重要意义。但以上三个主要学说不能完全解释COPD出现的肺泡间隔的消失,也不能解释和其他肺部炎症比较COPD所表现出来的独特的结构破坏特点。最近有作者提出COPD的发生发展可能与细胞凋亡相关,但是目前有关凋亡和COPD关系的研究还存在不足和疑问。首先,作为在COPD发病中占有重要地位的炎性细胞-中性粒细胞[PMN]、肺泡巨噬细胞[AM]的凋亡情况及其规律不清楚;COPD的不同阶段凋亡情况尚缺乏相关资料。第二,不同严重程度的COPD患者靶器官的组织细胞凋亡规律是什么?第三,目前关于COPD细胞凋亡的有限资料多来自动物实验或体外实验,COPD患者的靶细胞的凋亡特点和动物实验之间有何不同?对以上问题的回答可能进一步揭示凋亡在COPD发病中的作用,提出针对早期气道和上皮损伤的防治措施,可能会对COPD的防治具有重要的理论意义和潜在的临床价值。方法采用烟熏方法复制大鼠COPD模型,应用HE、免疫组化、原位杂交和TUNEL技术,我们对细胞凋亡、细胞增殖、凋亡调控基因的异常在COPD发病中的作用以及地塞米松(DEX)对模型大鼠的保护作用进行了研究。应用上述技术,我们还检测了不同严重程度COPD患者气道和肺组织中凋亡细胞的比率及分布特点。用TUNEL技术和流式细胞仪技术测定了COPD患者外周血PMN和AM的凋亡变化及其规律。 结果1.熏烟1月后大鼠出现慢性气道炎症,2月后出现肺气肿的典型变化,地塞米松(DEX)能够抑制气道炎细胞浸润。2.各组大鼠的肺内均可见凋亡和增殖细胞。2模型组大鼠细胞凋亡指数(AI)和PCNA指数(PI)显著高于对照组。DEX组的AI较模型组均有所升高,以气道上皮细胞增加明显。模型组大鼠增殖异常,模型组、DEX的PI显著高于对照组,但模型组和干预组PI/AI比值明显低于对照组,其中以气道上皮细胞的PI/AI比值下降最显著。熏烟2月组大鼠肺小血管平滑肌细胞的PI/AI比值显著高于对照组和DEX组。除重度患<WP=11>者外,COPD患者的凋亡、增殖的规律和模型大鼠相似,重度COPD凋亡增加,而增殖却下降。3.2模型组和DEX组大鼠凋亡抑制基因Bcl-2(mRNA和蛋白)和凋亡基因caspase-3(蛋白)表达均较对照组显著增强,DEX组Bcl-2蛋白表达略强于模型组,但统计学比较无显著差异。4.凋亡抑制基因(Bcl-2)和促凋亡基因(caspase-3)在COPD患者的肺内均可见到表达。在COPD患者凋亡抑制基因Bcl-2在轻中度患者表现为增强,而在重度患者却是减弱,轻中重三组COPD患者的促凋亡基因caspase-3蛋白的表达均较对照组显著提高。5.COPD患者外周血PMN凋亡比率明显低于对照组,急性发作期PMN凋亡比率又低于临床缓解期,而外周血PMN凋亡晚期/坏死细胞比例呈现迥然不同的趋势,即PMN存在凋亡延迟和坏死增多。6.COPD患者BALF中AM凋亡数目较对照组显著减少,高浓度的DEX能够快速诱导体外培养的AM凋亡。主要结论:1.我们采用烟熏方法,成功复制出大鼠COPD模型。2.无论是动物模型还是临床实验均显示,由凋亡基因异常表达所致的细胞凋亡与增殖的异常参与了包括继发性肺动脉高压形成在内的COPD的发生和发展变化。3.发生于外周血的PMN和肺泡灌洗液中的AM的凋亡延迟,与COPD患者支气管、肺组织以AM和PMN为主的炎细胞浸润有关。PMN及AM在组织中的大量浸润而且其正常的凋亡途径发生障碍,势必会造成上述的炎细胞处于激活状态及毒性内容物的持续释放及组织损伤。4.大剂量的糖皮质激素(如地塞米松)能够诱导COPD气道上皮细胞、肺泡上皮细胞和肺泡巨噬细胞的凋亡。5.诱导外周血以及肺泡灌洗液中的炎细胞凋亡,可能会有利于控制COPD的慢性气道炎症;在COPD早期,如能选择性和适当地抑制气道和肺实质细胞的凋亡、诱导细胞增殖,可能会减轻和防止靶组织的损害;同样该方法也会有助于防止晚期COPD的肺血管改建。