文摘
这项研究的目的是调查基本成纤维细胞生长因子的表达(bFGF)及其受体,纤维母细胞生长因子受体(FGFR) 1,在中央航空公司的吸烟者患有慢性支气管炎。
17个受试者接受开胸的大叶性支气管孤独的结节检查。有吸烟史,九有慢性支气管炎的症状和气流限制,和八个与正常肺功能无症状。用免疫组织化学方法、bFGF和FGFR-1表达总气道壁和不同的气道隔间,即。支气管腺体,粘膜下血管和平滑肌量化。此外,调查bFGF在血管生成中的作用,粘膜下血管的数量被量化。
吸烟与慢性支气管炎bFGF的表达增加的总气道壁与无症状吸烟者相比,这主要是由于bFGF upregulation支气管腺体。相比之下,FGFR-1的表达和黏膜下血管的数量相似的两组受试者检查。
总之,吸烟与慢性支气管炎基本成纤维细胞生长因子的表达增加中央航空公司,这主要是由于在支气管腺体表达增加,表明这种生长因子参与慢性支气管炎的发病机理。
慢性支气管炎是一种临床综合症定义为慢性痰生产。慢性支气管炎的发展的主要风险因素是吸烟,但是这种疾病的确切发病的机制在很大程度上是未知的。慢性支气管炎的特点是一个气道炎症过程涉及上皮、subepithelium,支气管腺体和支气管平滑肌1- - - - - -3。这种炎症反应与结构性气道重构有关,其中包括黏膜下腺体肥大,平滑肌质量增大,气道壁的纤维化,上皮细胞化生,杯状细胞增生4- - - - - -8。气道重塑是血管生成的一个重要组成部分,已经被记录在了慢性支气管炎哮喘但不佳5,9。
在过去的几年里,几项研究已经突显出纤维母细胞生长因子(fgf)的作用在调节肺部炎症和重塑过程10- - - - - -15。fgf代表最大的家庭中胚层细胞的生长和分化因子和neuroectodermal来源16。最好的特征之一FGF家族成员基本FGF (bFGF),这是一种多效性的多肽通常被视为一个被家庭的因素。在其不同的功能,bFGF参与有丝分裂活动、血管生成、组织修复和炎症过程16。bFGF可能由多种细胞类型,包括成纤维细胞、内皮细胞、巨噬细胞、淋巴细胞和肥大细胞12,13,17,18通过互动,发挥其生物效应的高亲和性跨膜受体,纤维母细胞生长因子受体(FGFR) 116。在肺癌、bFGF已被证明是参与一些炎性疾病。bFGF的表达增加被发现在支气管肺泡灌洗和支气管哮喘患者的肺组织和肺纤维化10- - - - - -12,19。此外,bFGF已经与结节病的发病机制10和移植后闭塞的毛细支气管炎20.。最近,Kranenburg等。15检查这个生长因子的表达在支气管壁的吸烟者慢性阻塞性肺疾病(COPD)。研究表明bFGF及其受体FGFR-1调节支气管上皮和支气管平滑肌,暗示bFGF的作用通路在COPD气道重构的特点15。
在最近的研究中,bFGF的表达及其受体在整个气道壁及其不同的隔间,尤其是支气管腺体,是评估。此外,调查其angiogenetic潜力,目前作者检查是否bFGF的表达及其受体与粘膜下血管的数量。
方法
主题
研究人口是由17个学科有吸烟史的人接受一个孤独的肺切除的病变。九个八是慢性支气管炎的症状和无症状吸烟者(控制)。
慢性支气管炎被定义为咳嗽和痰生产发生在本月大部分时间≥3个月年−1在前2年的研究。主题与慢性支气管炎没有发作,被定义为增加呼吸困难与痰液的质量和数量的变化导致主题就医在月前研究21。所有受试者在两组的急性上呼吸道感染,也没有收到糖皮质激素或抗生素在月前手术,或前48小时内支气管扩张剂。受试者nonatopic (即。他们消极的皮肤测试常见的过敏原提取物),没有过去的历史哮喘和过敏性鼻炎。
研究符合赫尔辛基宣言,并告知每个学科得到书面同意接受手术。每个主题进行了一次采访中,胸片、心电图、血常规检查后,皮肤测试常见的过敏原提取物和肺功能测试在本周之前手术。
肺功能测试是根据之前报道的方法执行21。简而言之,肺功能测试包括测量在一秒用力呼气量(FEV1)、用力肺活量(FVC)在所有的科目。与基线FEV科目1> 80%的预测,吸入乙酰甲胆碱进行挑战,结果被表示为挑衅引起FEV下降20%的剂量1(PD20.)。为了评估气道阻塞的可逆性与基线FEV科目1< 80% pred, FEV1测量重复吸入后15分钟200µg舒喘灵。
组织学
一声响彻每个主题来自获得的叶的叶的或支气管手术,远离肿瘤站点,固定在4%甲醛和嵌入在石蜡如前所述2。
bFGF的表达及其受体FGFR-1以及黏膜下血管的数量被免疫组织化学检测avidin-biotinylated过氧化物酶的方法。以下抗体被用于识别船舶:多克隆抗体anti-bFGF(σ生物科学,圣路易斯,密苏里州,美国),单克隆抗体anti-FGFR-1(圣克鲁斯生物技术公司,圣克鲁斯,CA,美国)和单克隆抗体anti-CD34 (Dakopatts,哥本哈根,丹麦)。作为一个积极的控制,nonsmall细胞肺癌部分使用,为bFGF免疫反应性的和FGFR-I而闻名。消极的控制,具体主要单克隆抗体是省略。
定量评估bFGF和FGFR-1表达式进行使用stereological方法如前所述13,22。150年每个主题,显微镜字段(墙)进行评估如下:50支气管腺体;支气管平滑肌50;在黏膜下血管和50。点估算了在每个字段使用光学显微镜下×1000放大使用分韦贝尔网格。点落在阳性染色的百分比确定总墙和单独的隔间(支气管腺体,平滑肌,粘膜下血管)如下:P我/ Pt×100,P我是点的数量,积极的染色和Pt点的总数统计。结果表示为百分数体积密度,如前所述13,22。
定量评估bFGF和FGFR-1也表现在支气管上皮的受试者与完整的上皮细胞。bFGF和FGFR-1阳性细胞在气道上皮细胞数和结果表示为阳性细胞数毫米−1基底膜。
黏膜下血管评估,记录船舶的最高价值数最高的三个vascularised微观领域如前所述23,表达他们的船只数量·毫米−2组织检查。
里德的指数计算的最大厚度之间的比例每个支气管腺和支气管壁厚,从基底膜内软骨膜沿着一个轴。平滑肌比例计算厚度之间的比率的平滑肌和支气管壁厚。
为了避免观察者偏见,例编码和测量是没有知识的临床数据。
统计分析
组之间的差异进行了分析使用方差分析对临床数据和Mann-Whitney紫外线测试组组织学结果数据。相关系数计算使用斯皮尔曼等级测试。的Wilcoxon符号秩测试是用来比较bFGF和FGFR1表达在不同的隔间。假定值≤0.05被认为是重要的。组数据被表示为±扫描电镜在适当的地方或中值(范围)。
结果
临床研究结果
慢性支气管炎的特点和控制吸烟者被发表在表1⇓。所有科目与慢性支气管炎FEV1pred pred < 80%,包括56 - 79%,平均5%的支气管扩张剂反应(范围0 - 13%)。所有控制吸烟者的肺功能正常,FEV1pred范围86 - 116%,反应在正常范围(PD醋甲胆碱20.> 1.4µg醋甲胆碱)。主题与慢性支气管炎有显著降低FEV的价值1% pred和FEV1/ FVC %比控制吸烟者。两组受试者类似的关于年龄、性别、吸烟史、动脉氧张力和动脉二氧化碳张力值。
数据收集关于潜在的癌症在六个九慢性支气管炎患者和6的8个控制吸烟者。所有科目的两组鳞状细胞癌除了三(一个吸烟者与慢性支气管炎和两个控制吸烟者)被指疑似癌叶切除术,这显示是一种良性肿瘤,病理检查。肺实质病变局部的三个控制吸烟与慢性支气管炎和四个吸烟者,而在大叶性或支气管局部其余病例。所有受试者作为肿瘤(T) 1或T2上演;每个被类似的相对比例与慢性支气管炎吸烟者和控制吸烟。
组织学研究
bFGF的表达的量化和其受体,FGFR-1,令人满意的所有课程除了有慢性支气管炎,支气管腺体无法检查的人因为缺乏腺组织。
bFGF的表达在中央航空公司增加科目的总墙与慢性支气管炎与控制吸烟者(图。1⇓)。不同的隔间墙检查时,如。支气管腺体、平滑肌和黏膜下血管(图2所示⇓),增加bFGF的表达仍然是重要的只有在支气管腺体(图3所示⇓)。相比之下,受体的表达FGFR-1相似的两组受试者,在总墙和每个隔间检查(无花果1⇓和图4⇓)。
在检查的三个隔间,支气管腺体显示反应bFGF和FGFR-1最高。实际上,在支气管腺体bFGF的表达高于在支气管平滑肌或黏膜下血管,无论是在主题与慢性支气管炎(分别为p = 0.03, p = 0.02)和控制吸烟者(分别为p = 0.02, p = 0.08)。同样,支气管腺体FGFR-1表达高于在支气管平滑肌或黏膜下血管,无论是在主题与慢性支气管炎(分别为p < 0.01和p < 0.01)和控制吸烟者(分别为p < 0.05和p < 0.01)。
分析支气管上皮细胞不能在四个吸烟者慢性支气管炎和上皮剥蚀控制吸烟者因为之一。的上皮bFGF的表达没有明显不同主题与慢性支气管炎与控制吸烟者(中位数(范围)56 (30 - 145)与57(18 - 102)细胞·毫米−1)。同样,受体的表达FGFR-1没有明显不同的两组受试者检查(54 (40 - 70)与73(29 - 132)细胞·毫米−1)。
结构变化检验时,粘膜下血管的数量,里德的指数和平滑肌的比例没有发现明显不同主题与慢性支气管炎和控制吸烟者(表2⇓)。
所有的科目都组合在一起时,总墙bFGF的表达与血管的数量呈显著正相关(r = 0.47;p = 0.05;图5⇓),在支气管腺体bFGF的表达(r = 0.49;p = 0.05)。后者相关性仍显著与慢性支气管炎被认为只有当吸烟者(r = 0.78;p = 0.03)。此外,平滑肌bFGF的表达显示正相关与里德的指数在所有的研究对象(r = 0.55;p = 0.03),它仍然显著与慢性支气管炎被认为只有当吸烟者(r = 0.73;p = 0.05)。最后,一个正相关在支气管腺体bFGF的表达及其受体之间FGFR-1 (r = 0.52;p = 0.04),它仍然显著与慢性支气管炎被认为只有当吸烟者(r = 0.73;p = 0.05)。 No significant correlations were found between histological parameters and functional data.
讨论
目前的研究表明,吸烟与慢性支气管炎在中央航空bFGF的表达增加,这主要是由于一个增强表达腺的隔间。
bFGF在中央航空公司的确切来源是未知的,但是之前的报告表明,一些细胞类型可能产生这种生长因子,其中,炎症细胞。特别是,它已经表明,淋巴细胞和巨噬细胞,增加在中央航空公司的吸烟者患有慢性支气管炎1,可以分泌bFGF17,18。因此,它似乎是合理的,这些炎症细胞可能导致的upregulation bFGF在当前的研究中观察到。
在其潜在影响,bFGF可能诱导内皮细胞的迁移和增殖,导致血管生成16。新血管形成气道重塑是一个重要的组成部分,已在支气管哮喘5,9但在慢性阻塞性肺病研究不足5。目前发现吸烟者同样数量的黏膜下血管的慢性支气管炎和无症状吸烟者由Kuwano结果一致等。5报告同样数量的船的外围航空主题与慢性阻塞性肺病和控制。有趣的是,尽管缺乏区别两组受试者,目前的作者发现,粘膜下血管的数量呈正相关,bFGF的表达,表明这种生长因子在吸烟者的angiogenetic活动。缺乏差别的一个可能的解释的船只数量在当前的研究中,所有在对照组的受试者重度吸烟者,吸烟本身就是能够诱导气道炎症的过程,这可能促进血管生成24。然而,它必须强调,没有适当的不吸烟对照组受试者,坚定的结论不能画在血管生成在吸烟者的存在。不幸的是,目前的研究缺少这样一个对照组,自开胸患者的研究人群包括肺癌,这是少不吸烟者比吸烟者。
当bFGF的表达在不同的隔间中央航空公司的量化,这种生长因子的一个upregulation支气管腺体的吸烟者患有慢性支气管炎。慢性支气管炎通常伴有支气管腺体肥大,传统上被认为占病理特征增加痰生产25,26。让人感到奇怪的是,在最近的研究中,增强bFGF的表达与慢性支气管炎的症状吸烟者并没有与腺肥大里德的指数来衡量。然而,这一发现与之前的报道相一致显示痰生产之间缺乏相关性和腺肥大吸烟者27。在这种背景下,有趣的是,支气管腺体的炎症反应,包括显示粘液分泌过多一致比腺大小本身26,28。在支气管腺体,这种炎症反应的特点是中性粒细胞,肥大细胞、巨噬细胞和CD8淋巴细胞)2,29日,所有这一切都可能产生bFGF12,17,18,30.。因此,可想而知,增加bFGF的表达,观察支气管腺体与慢性支气管炎的吸烟者可能是由于炎症细胞浸润腺体隔间。中性粒细胞是这种炎症反应的一个重要组成部分,它已被证明,bFGF可以通过调节调节中性粒细胞招募这些细胞粘附分子的表达31日。有趣的是,中性粒细胞弹性蛋白酶能够释放,因此激活,细胞外基质中的bFGF绑定32,这表明这个生长因子之间的相互作用和中性粒细胞可以创建一个自我维持的循环。
在目前的研究中,upregulation bFGF的支气管腺体与慢性支气管炎的主题并不是伴随着FGFR-1受体的表达增加。虽然以前的观测表明,bFGF能够上调表达的受体FGFR-1通过自分泌信号33,这不是唯一的机制。的确,FGFR-1表达的调节是一个复杂的机制,这是不完全理解并会受到许多不同因素的影响,如低氧血,细胞表型或细胞外基质环境的变化34- - - - - -36。这些混杂因素可以解释为什么,在目前的研究中,增加bFGF的表达并不是伴随着其受体FGFR-1增加。
令人惊讶的是,没有区别在bFGF的表达及其受体与慢性支气管炎和支气管平滑肌的吸烟者控制吸烟者被发现。这一发现似乎与Kranenburg最近发表的一份报告的结果等。15,这表明bFGF和其受体FGFR-1调节与COPD受试者的支气管平滑肌。然而,有重要的临床和两个研究方法论的差异可能会影响研究结果。的确,在当前的研究中,受试者的基础上选择慢性支气管炎的症状,而在研究Kranenburg等。15他们选择的基础上气流限制,无论慢性支气管炎的存在。尽管这两个条件可以分享一些致病的特征,可以有一些差异。此外,当前作者使用不同的抗体和不同的定量分析来检测FGF FGFR-1表达式,从而使直接比较两项研究困难。尽管如此,bFGF的表达增加的主要发现在中央航空公司的吸烟者与慢性支气管炎证实Kranenburg的观察等。15bFGF和符合他们的假设可能是隐含在COPD气道重塑就退避三舍了。在以前的报告,Kranenburg等。14表明bFGF和其受体FGFR-1调节甚至与慢性阻塞性肺病肺动脉的主题,表明bFGF的作用通路在观察到的血管重塑的疾病。在这种背景下,舒特最近的观察等。19感兴趣的。这些研究者证明bFGF的表达增加哮喘支气管活检的主题,表明,在哮喘和慢性阻塞性肺病,upregulation bFGF的存在,可能导致气道重塑。然而,bFGF的确切作用的结构变化特征发展的两种疾病仍有待调查。特别是,它仍然是未知是否增加bFGF的表达,观察支气管腺体的吸烟者与慢性阻塞性肺病甚至存在哮喘支气管腺体的主题和与粘液生产这些主题相关联。
在当前的研究中,虽然主题选择与慢性支气管炎症状的存在的基础上,他们都有固定的气流限制。因此,观察是否upregulation bFGF与慢性支气管炎或气流限制仍有待调查。然而,应该强调,这种差别可能是有问题的,因为慢性支气管炎的症状的角色发展的慢性气流限制仍然是有争议的。传统上,粘液分泌过多的发展被认为是无关紧要的气流限制37,最近,它已经表明,吸烟者慢性痰生产与正常肺功能(慢性阻塞性肺疾病的全球倡议阶段0)不再预测后续建立气流限制38。相反,当建立慢性阻塞性肺病,因为它是在受试者的研究中,慢性痰生产被发现与FEV的过量有关1下降和随后的住院的风险增加38,39粘液分泌过多,暗示作用在疾病的进展。
在任何研究肺癌患者手术切除标本,癌症本身的存在可能会影响结果。然而,随着与支气管活检相比,只有一小部分样品的支气管壁,手术标本允许更好地检查整个中央航空公司。此外,由于检查仅离肿瘤组织网站,包括主题与肺癌在对照组,当前作者相信,发现增加bFGF的表达与慢性支气管炎中央航空公司的主题是有效的。
当考虑肺癌和慢性阻塞性肺病的关系,值得注意的是慢性阻塞性肺病,它的特点是慢性肺部炎症,与肺癌的风险增加相关40,从而表明肿瘤和炎症发病的关系。有趣的是,bFGF有可能通过促进血管生成刺激肿瘤扩散16。因此,可想而知,这种生长因子可能一个关键的角色之间的协会观察肺癌和慢性阻塞性肺病。
总之,吸烟与慢性支气管炎和气流限制基本成纤维细胞生长因子的表达增加中央航空公司,这主要是由于一个增强表达支气管腺的隔间。这些结果表明,碱性纤维母细胞生长因子可能在吸烟者有一种角色可以促进粘液分泌过多。然而,进一步的研究需要阐明所扮演的多重角色基本成纤维细胞生长因子在慢性支气管炎和慢性阻塞性肺疾病的发病机制。
- 收到了2005年5月16日。
- 接受2006年1月30日。
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