引用本文： 許丁蕓, 解衛平, 孔輝. 血小板介導的免疫調節效應在呼吸系統疾病中的作用. 中國呼吸與危重監護雜志, 2023, 22(5): 370-375. doi: 10.7507/1671-6205.202302008 復制
血小板主要是由骨髓成熟巨核細胞脫落胞質形成的子代無核活細胞，參與止血和血栓形成。一般認為，骨髓來源的血小板通過血液循環到達肺臟，并駐留于此。新近研究證實肺臟也是血小板產生的重要部位，人肺靜脈血小板濃度高于肺動脈，表明肺臟可產生血小板[1]，而采用熒光活體成像技術可直接觀察到小鼠肺臟動態釋放血小板[2]。靈長類動物的肺血管和肺間質也存在巨核細胞，且與骨髓來源的巨核細胞相比，肺內巨核細胞具有與抗原遞呈細胞更為相似的免疫表型和功能[3]。近年來研究發現血小板不僅繼承了巨核細胞胞質中的具有免疫活性的顆粒成分，其內也含有可合成炎癥介質的mRNA。因此，血小板的免疫調節作用受到越來越多的重視。鑒于肺臟能獨立產生血小板，而許多呼吸系統疾病常伴有血小板數量變化及血小板活化標志物的升高，故本文對血小板免疫調節功能及其在常見呼吸系統疾病中的作用進行系統地闡述。
1 血小板參與免疫炎癥反應
除參與止血和血栓形成外，血小板在炎癥及免疫性疾病中也具有重要作用[4]，參與獲得性免疫缺陷綜合征、流感、登革熱以及新型冠狀病毒感染（coronavirus disease-2019，COVID-19）等多種感染性疾病的病理生理學過程[5]。一方面，成年人繼發性血小板升高的原因中感染占一半以上，以上下呼吸道感染最為常見[6]。另一方面，巨核細胞中具有表達免疫相關分子CD42b+CD14+的亞群[7]，且血小板本身也可作為一種免疫調節細胞，參與先天性免疫和獲得性免疫過程[8]。單細胞RNA測序分析發現，巨核細胞中高表達C-X-C基序趨化因子受體4（CXC chemokine receptor 4，CXCR4）的亞群可促進髓系細胞遷移活化，并且釋放白細胞介素（interleukin，IL）-6和腫瘤壞死因子?α（tumor necrosis factor-α，TNF?α）誘導中性粒細胞和巨噬細胞吞噬李斯特單核細胞增生菌[9]。血小板數量龐大，是早期識別血流感染的“哨兵”，在免疫系統中發揮不可或缺的作用。當血管損傷時，血小板快速在損傷部位聚集，識別并通過纖維蛋白綁定入侵的病原體，協助中性粒細胞細胞清除外來微生物[10]。
1.1 血小板內存在多種與免疫炎癥相關的顆粒成分
血小板內主要存在三種顆粒成分：α顆粒、致密顆粒及溶酶體顆粒。這些顆粒成分儲存有調節免疫炎癥的活性介質，在血小板活化后釋放[8]。血小板胞質中也含有多種mRNA，可合成并釋放IL-1β，增加血管內皮通透性，并趨化白細胞至損傷部位，參與炎癥反應[11]。
三種顆粒成分中，α顆粒數量最多，體積最大，與血小板的免疫調節作用直接相關[8]。α顆粒儲存有多種黏附分子、趨化因子和細胞因子，如P-選擇素、CXCL1、CXCL4、CXCL5、CXCL7、CXCL12、巨噬細胞炎性蛋白-1α（macrophage inflammatory protein，MIP-1α），以及調節正常T細胞表達和分泌細胞因子（regulated on activation normal T expressed and secreted，RANTES）等[12]。
血小板活化時，α顆粒中的P-選擇素易位到胞膜表面，通過與P-選擇素糖蛋白配體-1（P-selectin glycoprotein ligand-1，PSGL-1）分子結合從而黏附至白細胞及內皮細胞，并促進中性粒細胞形成中性粒細胞外陷阱（neutrophil extracellular traps，NETs）清除病原微生物。在肺炎克雷伯桿菌誘導的肺損傷模型中，他克莫司等免疫抑制劑會增加血小板P-選擇素的表達，促進血小板黏附于血管內皮細胞，釋放生物活性物質而加重肺損傷，敲除P-選擇素基因后，則可顯著減輕肺損傷[13]。CXCL7和CXCL4是血小板α顆粒中含量最豐富的趨化因子。CXCL7的N端可被裂解為中性粒細胞激活肽-2（neutrophil activating peptide 2，NAP-2），趨化中性粒細胞募集至炎癥發生部位，促進鹽酸誘導的小鼠肺損傷的發生發展。CXCL4，即血小板因子4（platelet factor 4，PF4），可通過結合血管表面低密度脂蛋白受體相關蛋白直接影響血管通透性，參與肺損傷的病理機制[14]。但也有研究表明血小板來源的CXCL4對肺部感染有保護作用，其通過促進中性粒細胞向肺內募集，幫助機體清除銅綠假單胞菌并維持肺泡上皮完整性[15]。此外，血小板α顆粒內存在免疫球蛋白G（immunoglobulin G，IgG）。與血漿中的IgG相比，血小板來源的IgG盡管數量較少，但具有更強中和病毒的能力。這種IgG能與巨細胞病毒和流感病毒A形成免疫復合物，并被血小板自身所清除[16]。
α顆粒蛋白由Nbeal2基因編碼生成。灰色血小板綜合征是一種由Nbeal2突變導致α顆粒缺乏的常染色體隱性遺傳疾病，主要表現為血小板計數減少、出血傾向、早期骨髓纖維化，以及防御細菌和病毒等病原體的能力下降[17]。Nbeal2基因敲除小鼠在革蘭陰性桿菌細胞壁脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）誘導的系統性炎癥狀態下，血小板α顆粒釋放的可溶性CD40配體（soluble CD40 ligand，sCD40L）減少，從而導致募集中性粒細胞和單核細胞的能力減弱[18]。致密顆粒儲存有ADP、ATP、組胺、無機磷酸鹽、多磷酸鹽、血清素和鈣離子等小分子介質，與止血作用密切相關[12]。血小板活化后釋放的血清素可促進單核細胞分化為樹突狀細胞[19]，并誘導T細胞的活化和增殖[20]。溶酶體直徑介于α顆粒和致密顆粒之間，含有糖苷酶和蛋白酶等酶類，有助于殺滅細菌[21]。
1.2 血小板表達多種識別受體
血小板表面表達模式識別受體（pattern recognition receptor，PRR），包括Toll樣受體（toll-like receptors，TLRs）和C型凝集素樣受體-2（C-type lectin-like receptor-2，CLEC-2）家族，在識別病原相關分子模式（pathogen associated molecular pattern，PAMP）和損傷相關分子模式（damage associated molecular pattern，DAMP）的感知和應答過程中發揮重要作用[22]。人類血小板表達有許多TLRs家族成員，如TLR1、TLR2、TLR3、TLR4、TLR6、TLR7和TLR9[23]。目前對TLR4研究最為廣泛，TLR4是LPS成分的識別受體。LPS通過MyD88或TRIF依賴途徑激活血小板TLR4，促進血小板釋放儲存顆粒中的RANTES、CXCL4、血小板衍生生長因子（platelet-derived growth factor，PDGF）、NAP-2和sCD40L，參與免疫炎癥反應[23]。此外，在嚴重膿毒血癥患者體內，血小板TLR4激活后可促進血小板與中性粒細胞黏附，增強中性粒細胞活化并釋放NETs，后者可捕獲并殺滅細菌[24]。
FcγRIIA（Fcγ Receptor IIA）是一種低親和力免疫球蛋白受體，主要表達于血小板、巨噬細胞、中性粒細胞和樹突狀細胞等髓系細胞。IgG抗體或免疫復合物結合至FcγRIIA通過其胞內結構域免疫受體酪氨酸激酶（immunoreceptor tyrosine-based activation motif，ITAM）激活脾酪氨酸激酶（spleen tyrosine kinase，Syk）信號通路介導血小板及炎癥細胞活化[25]。與其他細胞相比，血小板表面FcγRIIA表達更為豐富，參與自身免疫性血小板減少癥、感染、膿毒血癥等疾病。FcγRIIA是人血小板唯一表達的FcγR亞型，在感染的狀態下，該受體可結合病原體-抗體免疫復合物，刺激血小板釋放CD40L、PF4、IL-8和RANTES，促進病原體的清除[26]。GPⅡbⅢa是血小板表面最豐富的整合素，參與止血和血栓形成過程中血小板聚集。此外，血小板可通過GPⅡbⅢ直接結合或通過纖維蛋白原、纖連蛋白、補體C1q、血管性血友病因子（von Willebrand factor，vWF）等分子介導黏附金黃色葡萄球菌及牙齦卟啉菌，幫助免疫系統清除細菌[27]。故臨床可重點關注此類病原體感染的病人體內血小板的變化，分析血小板參數變化特征，探索治療該類疾病的新靶點。有研究報道，血小板表面GPⅠbα在白色念珠菌誘導的氣道炎癥中具有保護作用。白色念珠菌溶解素是白色念珠菌重要的毒力因子，通過GPⅠbα結合于血小板表面，刺激后者分泌Wnt通路抑制劑Dickkopf-1，促進Th2和Th17細胞免疫，有助于宿主清除真菌[28]。
1.3 血小板調節免疫細胞活化及功能
活化的血小板可通過直接接觸或分泌炎癥介質調節中性粒細胞、單核細胞、巨噬細胞和淋巴細胞等免疫細胞的運動功能，有助于炎癥細胞趨化。P-選擇素/PSGL或CD40/CD40L介導血小板–白細胞聚集物形成[29]。在心血管系統疾病、急性肺損傷（acute lung injury，ALI）、類風濕性關節炎、炎癥性腸病、中風和腎小球腎炎中，血小板–白細胞的聚集物增加[29]。此外，血小板來源的sCD40L誘導B細胞分泌IgG，調節獲得性免疫反應[12]。體外共培養研究發現，在結核分枝桿菌感染狀態下，血小板可增強單核細胞分化為上皮樣細胞或融合為多核巨細胞的能力[30]。磷脂酰肌醇-3-激酶（phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K）信號通路在血小板活化聚集和血小板調節中性粒細胞或單核細胞炎癥活動中發揮重要作用。P85α是PI3K信號通路中最重要調節亞單位，條件敲除血小板P85α基因可減少血小板表面P-選擇素、CD63和CD40L的表達，在抑制血小板聚集的同時還能抑制血小板介導的白細胞向肺內浸潤，減輕鹽酸誘導的肺損傷[31]。但也有研究顯示血小板在炎癥發生過程中具有雙向調節作用，可巧妙地平衡促炎和抗炎過程。在肺炎克雷伯桿菌誘導的小鼠肺部感染模型中，在炎癥初始階段，血小板介導中性粒細胞向肺內浸潤殺滅病原體。在炎癥后期，血小板與調節性T細胞相互作用誘導后者分泌抑制性細胞因子IL-10和TNF-α，并促進巨噬細胞轉錄重編程，誘導巨噬細胞向抗炎表型轉換，有利于肺部炎癥的消退及減少肺纖維化的發生[32]。
2 血小板介導的免疫反應與呼吸系統疾病
2.1 ALI/急性呼吸窘迫綜合征
有證據表明血小板減少與ALI和急性呼吸窘迫綜合征（acute respira-tory distress syndrome，ARDS）預后不良相關[33]。持續低血小板計數及血小板動態下降是ARDS患者預后不良的獨立危險因素[34]。Wei等[35]研究發現LRRC16A基因單核苷酸多態性rs9358856G>A變異導致機體血小板下降程度緩和，從而改善ARDS患者的預后。髓系細胞激發受體樣轉錄因子-1［triggering receptor expressed in myeloid cells（TREM）-like transcript-1，TLT-1］特異性表達于巨核細胞/血小板，與P-選擇素共定位于α顆粒中，在血小板受到激活時易位到膜表面，或以可溶性TLT-1（soluble TLT-1，sTLT-1）形式釋放至血漿[36]。一項小樣本隊列研究發現ARDS患者血清sTLT-1水平較健康對照組顯著升高[37]。進一步研究表明sTLT-1是ALI/ARDS的獨立預后指標，但其機制尚不明確，需進一步探索研究[38]。由于TLT-1特異性表達于巨核細胞/血小板，針對TLT-1為靶點開發治療ARDS藥物值得探索。
血小板表面表達CLEC-2，這是一種非經典型的C型凝集素受體[39]。一般認為此類受體參與病毒感染過程。有研究顯示血小板表面的CLEC-2在LPS誘導的ALI中也發揮保護作用。采用條件性敲除血小板CLEC-2小鼠的研究表明，在LPS 誘導的ALI過程中，白細胞與血小板結合后進入肺泡內，借助血小板表面的CLEC-2與肺泡內巨噬細胞表面的跨膜唾液酸糖蛋白（podoplanin，PDPN）結合，促進巨噬細胞釋放基質金屬蛋白酶-12清除或滅活肺泡內的炎癥因子，從而減輕肺損傷[40]。
氯吡格雷是臨床常用的抗血小板聚集藥物，它通過拮抗嘌呤受體P2Y12抑制血小板聚集，從而發揮其抗血栓形成和抑制炎癥的作用。LPS誘導膿毒血癥小鼠模型中，氯吡格雷可使小鼠肺臟中血小板–中性粒細胞聚集物顯著減少，并降低肺內CD40L、P-選擇素及其炎癥因子TNF-α和IL‐1β的水平，改善肺損傷程度[41]。雖然抗血小板藥物可改善ARDS模型動物的預后和生存，但目前對于抗血小板藥物是否能改善臨床ARDS患者預后尚有爭議。一項Meta分析顯示抗血小板治療并未降低高危ARDS患者的病死率[42]。
2.2 支氣管哮喘
支氣管哮喘是一種慢性氣道炎癥疾病，血小板參與了哮喘的發生發展，與氣道高反應性、支氣管收縮、氣道炎癥和氣道重塑有關[43]。血小板向氣道內遷移聚集不僅可以趨化嗜酸性粒細胞向肺內募集，其自身也儲存有眾多炎癥因子，發揮促炎作用[44]。過敏性哮喘患者體內血小板呈活化狀態。對屋塵螨過敏的人群在接觸塵螨變應原后，血漿中β-微球蛋白，P-選擇素和PF4顯著升高[45]。研究表明血小板來源的微囊泡也是支氣管哮喘的生物標志物之一[46]。此外，血小板還可通過分泌粒細胞–巨噬細胞集落刺激因子延長嗜酸性粒細胞的壽命，這可能也與血小板介導的哮喘組織損傷相關[47]。
Shah等[48]對不同嚴重程度的哮喘患者行經支氣管鏡肺活檢并行病理學分析，結果顯示與非哮喘患者相比，輕度哮喘患者氣道黏膜上皮層和黏膜下層血小板計數增加，但其差異無統計學意義；而在致命性哮喘患者氣道黏膜中血小板數量顯著高于非哮喘患者。在由塵螨誘發的過敏性哮喘的小鼠模型中，氣道壁內血小板計數增加，這一過程由氣道平滑肌細胞釋放的嗜酸性粒細胞趨化因子對血小板表面趨化因子受體CCR3的作用介導，而非中性粒細胞介導的趨化作用[48]。
血小板可自發黏附于Ⅱ型固有淋巴細胞（group 2 innate lymphoid cells，ILC2s），增強后者對IL-33反應。同時，在血小板的調節下，ILC2s數量發生增殖，產生更多的IL-5、IL-13等2型細胞因子介導哮喘患者的氣道炎癥[49]。此外，血小板還能釋放多種生長因子，如轉化生長因子β （transforming growth factor-β，TGF-β）、PDGF和表皮生長因子（epidermal growth factor，EGF）[50]。PDGF-B主要來源于血小板，能增強氣道成纖維細胞合成膠原纖維，最終導致氣道重塑[51]。
2.3 慢性阻塞性肺疾病
慢性阻塞性肺疾病（簡稱慢阻肺）穩定期及急性加重期患者血小板活化增加[52]。Michelle等[53]的隨機對照研究發現，血小板增多是慢阻肺急性加重期患者住院及全因病死率升高的獨立危險因素，且阿司匹林或氯吡格雷抗血小板治療可顯著降低患者的1年病死率。此外，對兩個多中心觀察性研究隊列（SPIROMICS和COPDGene隊列）的慢阻肺患者進行Meta分析，結果顯示血小板計數增加與慢阻肺患者的急性加重相關[54]。這表明抗血小板治療可能改善慢阻肺急性加重期患者的預后，但潛在的機制尚未闡明。Fawzy等[55]發現每日口服阿司匹林可降低慢阻肺急性加重的風險，減少肺水腫發生并改善生活質量。
2.4 肺結核
血小板參與肺結核的發生發展。與健康對照組相比，肺結核患者血漿PDGF-BB，RANTES、PF4水平顯著升高[56]。體外研究發現，血小板存在的條件下，感染結核分枝桿菌的單核細胞分泌更多的基質金屬蛋白酶-1（matrix metalloproteinase-1，MMP-1），且MMP-1激活劑MMP-10分泌水平也增加[56]。因此，血小板可能促進肺結核患者肺間質膠原纖維降解，導致肺空洞的發生。該研究還發現了血小板與單核細胞共培養有利于胞內結核分枝桿菌增殖，這可能歸因于血小板抑制吞噬細胞內氧爆發，從而削弱胞內菌的滅活。但La Manna等[57]報道了相反的結果，發現活化血小板或其上清液可增強巨噬細胞內結核分枝桿菌的清除。與普通細菌感染（如銅綠假單胞菌，軍團菌）相比，結核分枝桿菌感染的小鼠體內血小板–白細胞聚集物形成增加，且在結核易感小鼠（129S2小鼠）體內，該種現象更加明顯[58]。此外，耗竭血小板可顯著降低129S2小鼠的結核分枝桿菌載量并改善其肺部病理變化[58]。
2.5 COVID-19
血小板活化也參與COVID-19的發生發展。重癥COVID-19患者血漿劇烈炎癥狀態能促進血小板活化，并通過GPⅡa/Ⅲb和P-選擇素分子與單核細胞形成聚集物，促進單核細胞組織因子的表達升高，與重癥COVID-19預后不良有關[59]。RNA測序表明，COVID-19會引起血小板基因表達譜的改變，導致血小板功能發生變化，不僅COIVD-19患者血小板活化標志物P-選擇素表達和PDGF-AA/BB水平升高，而且外周血小板–白細胞異二聚體形成也增加[60]。Barrett等[61]用透射電子顯微鏡觀察到血小板/巨核細胞可能通過血管緊張素轉化酶2非依賴的機制攝取SARS-CoV-2病毒顆粒，導致血小板基因改變。體外研究表明SARS-CoV-2病毒感染的巨核細胞促炎基因顯著上調，且血小板計數降低、平均體積增大及新生血小板比例增多也與COVID-19患者的預后不良有關[61]。目前COVID-19尚無特效治療藥物，開發新型COVID-19治療藥物迫在眉睫。深入研究血小板在COIVD-19發生發展中的機制，可能為臨床帶來更大的獲益。
2.6 其他呼吸系統疾病
Delaney等[62]發現缺氧誘導的小鼠肺臟中血小板計數及血漿血小板活化標志物如CXCL4、CCL5、P-選擇素及血小板-單核細胞聚合物增加；分析肺動脈高壓及健康人群的肺臟中血小板的計數發現，晚期肺動脈高壓患者肺臟中CD41+細胞增加了2倍，表明血小板介導的免疫調節作用也可能參與了肺動脈高壓的病理機制。此外，在肺動脈高壓患者體內血小板來源的微囊泡增加[63]。應進一步研究揭示肺動脈高壓發病過程中血小板調控的免疫炎癥相關機制。
3 小結與展望
數量龐大的血小板是炎癥介質的重要來源，其表達多種免疫分子，是免疫反應啟動的先行者，也是中性粒細胞、單核細胞等免疫細胞趨化與募集的誘導者，參與了多種病原體的感染過程。此外，血小板調節的炎癥與免疫反應參與ALI/ARDS、支氣管哮喘、慢阻肺、肺結核甚至COVID-19等多種呼吸系統疾病的發生與發展。肺臟是骨髓外血小板生成的重要部位，且肺臟來源的巨核細胞及血小板具有更強的抗原遞呈作用，肺臟可能為巨核細胞提供了表型轉換的微環境。進一步研究肺臟和骨髓來源的血小板功能的異同并對血小板進行分型有助于闡明血小板在呼吸系統疾病發生過程中的作用，并揭示其治療學意義。目前尚無充分的證據證明抗血小板藥物對呼吸系統疾病的確切療效，應進一步進行高質量大型臨床研究，明確血小板在呼吸系統疾病診斷、療效評估及預后判斷的重要價值。
利益沖突：本文不涉及任何利益沖突。
血小板主要是由骨髓成熟巨核細胞脫落胞質形成的子代無核活細胞，參與止血和血栓形成。一般認為，骨髓來源的血小板通過血液循環到達肺臟，并駐留于此。新近研究證實肺臟也是血小板產生的重要部位，人肺靜脈血小板濃度高于肺動脈，表明肺臟可產生血小板[1]，而采用熒光活體成像技術可直接觀察到小鼠肺臟動態釋放血小板[2]。靈長類動物的肺血管和肺間質也存在巨核細胞，且與骨髓來源的巨核細胞相比，肺內巨核細胞具有與抗原遞呈細胞更為相似的免疫表型和功能[3]。近年來研究發現血小板不僅繼承了巨核細胞胞質中的具有免疫活性的顆粒成分，其內也含有可合成炎癥介質的mRNA。因此，血小板的免疫調節作用受到越來越多的重視。鑒于肺臟能獨立產生血小板，而許多呼吸系統疾病常伴有血小板數量變化及血小板活化標志物的升高，故本文對血小板免疫調節功能及其在常見呼吸系統疾病中的作用進行系統地闡述。
1 血小板參與免疫炎癥反應
除參與止血和血栓形成外，血小板在炎癥及免疫性疾病中也具有重要作用[4]，參與獲得性免疫缺陷綜合征、流感、登革熱以及新型冠狀病毒感染（coronavirus disease-2019，COVID-19）等多種感染性疾病的病理生理學過程[5]。一方面，成年人繼發性血小板升高的原因中感染占一半以上，以上下呼吸道感染最為常見[6]。另一方面，巨核細胞中具有表達免疫相關分子CD42b+CD14+的亞群[7]，且血小板本身也可作為一種免疫調節細胞，參與先天性免疫和獲得性免疫過程[8]。單細胞RNA測序分析發現，巨核細胞中高表達C-X-C基序趨化因子受體4（CXC chemokine receptor 4，CXCR4）的亞群可促進髓系細胞遷移活化，并且釋放白細胞介素（interleukin，IL）-6和腫瘤壞死因子?α（tumor necrosis factor-α，TNF?α）誘導中性粒細胞和巨噬細胞吞噬李斯特單核細胞增生菌[9]。血小板數量龐大，是早期識別血流感染的“哨兵”，在免疫系統中發揮不可或缺的作用。當血管損傷時，血小板快速在損傷部位聚集，識別并通過纖維蛋白綁定入侵的病原體，協助中性粒細胞細胞清除外來微生物[10]。
1.1 血小板內存在多種與免疫炎癥相關的顆粒成分
血小板內主要存在三種顆粒成分：α顆粒、致密顆粒及溶酶體顆粒。這些顆粒成分儲存有調節免疫炎癥的活性介質，在血小板活化后釋放[8]。血小板胞質中也含有多種mRNA，可合成并釋放IL-1β，增加血管內皮通透性，并趨化白細胞至損傷部位，參與炎癥反應[11]。
三種顆粒成分中，α顆粒數量最多，體積最大，與血小板的免疫調節作用直接相關[8]。α顆粒儲存有多種黏附分子、趨化因子和細胞因子，如P-選擇素、CXCL1、CXCL4、CXCL5、CXCL7、CXCL12、巨噬細胞炎性蛋白-1α（macrophage inflammatory protein，MIP-1α），以及調節正常T細胞表達和分泌細胞因子（regulated on activation normal T expressed and secreted，RANTES）等[12]。
血小板活化時，α顆粒中的P-選擇素易位到胞膜表面，通過與P-選擇素糖蛋白配體-1（P-selectin glycoprotein ligand-1，PSGL-1）分子結合從而黏附至白細胞及內皮細胞，并促進中性粒細胞形成中性粒細胞外陷阱（neutrophil extracellular traps，NETs）清除病原微生物。在肺炎克雷伯桿菌誘導的肺損傷模型中，他克莫司等免疫抑制劑會增加血小板P-選擇素的表達，促進血小板黏附于血管內皮細胞，釋放生物活性物質而加重肺損傷，敲除P-選擇素基因后，則可顯著減輕肺損傷[13]。CXCL7和CXCL4是血小板α顆粒中含量最豐富的趨化因子。CXCL7的N端可被裂解為中性粒細胞激活肽-2（neutrophil activating peptide 2，NAP-2），趨化中性粒細胞募集至炎癥發生部位，促進鹽酸誘導的小鼠肺損傷的發生發展。CXCL4，即血小板因子4（platelet factor 4，PF4），可通過結合血管表面低密度脂蛋白受體相關蛋白直接影響血管通透性，參與肺損傷的病理機制[14]。但也有研究表明血小板來源的CXCL4對肺部感染有保護作用，其通過促進中性粒細胞向肺內募集，幫助機體清除銅綠假單胞菌并維持肺泡上皮完整性[15]。此外，血小板α顆粒內存在免疫球蛋白G（immunoglobulin G，IgG）。與血漿中的IgG相比，血小板來源的IgG盡管數量較少，但具有更強中和病毒的能力。這種IgG能與巨細胞病毒和流感病毒A形成免疫復合物，并被血小板自身所清除[16]。
α顆粒蛋白由Nbeal2基因編碼生成。灰色血小板綜合征是一種由Nbeal2突變導致α顆粒缺乏的常染色體隱性遺傳疾病，主要表現為血小板計數減少、出血傾向、早期骨髓纖維化，以及防御細菌和病毒等病原體的能力下降[17]。Nbeal2基因敲除小鼠在革蘭陰性桿菌細胞壁脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）誘導的系統性炎癥狀態下，血小板α顆粒釋放的可溶性CD40配體（soluble CD40 ligand，sCD40L）減少，從而導致募集中性粒細胞和單核細胞的能力減弱[18]。致密顆粒儲存有ADP、ATP、組胺、無機磷酸鹽、多磷酸鹽、血清素和鈣離子等小分子介質，與止血作用密切相關[12]。血小板活化后釋放的血清素可促進單核細胞分化為樹突狀細胞[19]，并誘導T細胞的活化和增殖[20]。溶酶體直徑介于α顆粒和致密顆粒之間，含有糖苷酶和蛋白酶等酶類，有助于殺滅細菌[21]。
1.2 血小板表達多種識別受體
血小板表面表達模式識別受體（pattern recognition receptor，PRR），包括Toll樣受體（toll-like receptors，TLRs）和C型凝集素樣受體-2（C-type lectin-like receptor-2，CLEC-2）家族，在識別病原相關分子模式（pathogen associated molecular pattern，PAMP）和損傷相關分子模式（damage associated molecular pattern，DAMP）的感知和應答過程中發揮重要作用[22]。人類血小板表達有許多TLRs家族成員，如TLR1、TLR2、TLR3、TLR4、TLR6、TLR7和TLR9[23]。目前對TLR4研究最為廣泛，TLR4是LPS成分的識別受體。LPS通過MyD88或TRIF依賴途徑激活血小板TLR4，促進血小板釋放儲存顆粒中的RANTES、CXCL4、血小板衍生生長因子（platelet-derived growth factor，PDGF）、NAP-2和sCD40L，參與免疫炎癥反應[23]。此外，在嚴重膿毒血癥患者體內，血小板TLR4激活后可促進血小板與中性粒細胞黏附，增強中性粒細胞活化并釋放NETs，后者可捕獲并殺滅細菌[24]。
FcγRIIA（Fcγ Receptor IIA）是一種低親和力免疫球蛋白受體，主要表達于血小板、巨噬細胞、中性粒細胞和樹突狀細胞等髓系細胞。IgG抗體或免疫復合物結合至FcγRIIA通過其胞內結構域免疫受體酪氨酸激酶（immunoreceptor tyrosine-based activation motif，ITAM）激活脾酪氨酸激酶（spleen tyrosine kinase，Syk）信號通路介導血小板及炎癥細胞活化[25]。與其他細胞相比，血小板表面FcγRIIA表達更為豐富，參與自身免疫性血小板減少癥、感染、膿毒血癥等疾病。FcγRIIA是人血小板唯一表達的FcγR亞型，在感染的狀態下，該受體可結合病原體-抗體免疫復合物，刺激血小板釋放CD40L、PF4、IL-8和RANTES，促進病原體的清除[26]。GPⅡbⅢa是血小板表面最豐富的整合素，參與止血和血栓形成過程中血小板聚集。此外，血小板可通過GPⅡbⅢ直接結合或通過纖維蛋白原、纖連蛋白、補體C1q、血管性血友病因子（von Willebrand factor，vWF）等分子介導黏附金黃色葡萄球菌及牙齦卟啉菌，幫助免疫系統清除細菌[27]。故臨床可重點關注此類病原體感染的病人體內血小板的變化，分析血小板參數變化特征，探索治療該類疾病的新靶點。有研究報道，血小板表面GPⅠbα在白色念珠菌誘導的氣道炎癥中具有保護作用。白色念珠菌溶解素是白色念珠菌重要的毒力因子，通過GPⅠbα結合于血小板表面，刺激后者分泌Wnt通路抑制劑Dickkopf-1，促進Th2和Th17細胞免疫，有助于宿主清除真菌[28]。
1.3 血小板調節免疫細胞活化及功能
活化的血小板可通過直接接觸或分泌炎癥介質調節中性粒細胞、單核細胞、巨噬細胞和淋巴細胞等免疫細胞的運動功能，有助于炎癥細胞趨化。P-選擇素/PSGL或CD40/CD40L介導血小板–白細胞聚集物形成[29]。在心血管系統疾病、急性肺損傷（acute lung injury，ALI）、類風濕性關節炎、炎癥性腸病、中風和腎小球腎炎中，血小板–白細胞的聚集物增加[29]。此外，血小板來源的sCD40L誘導B細胞分泌IgG，調節獲得性免疫反應[12]。體外共培養研究發現，在結核分枝桿菌感染狀態下，血小板可增強單核細胞分化為上皮樣細胞或融合為多核巨細胞的能力[30]。磷脂酰肌醇-3-激酶（phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K）信號通路在血小板活化聚集和血小板調節中性粒細胞或單核細胞炎癥活動中發揮重要作用。P85α是PI3K信號通路中最重要調節亞單位，條件敲除血小板P85α基因可減少血小板表面P-選擇素、CD63和CD40L的表達，在抑制血小板聚集的同時還能抑制血小板介導的白細胞向肺內浸潤，減輕鹽酸誘導的肺損傷[31]。但也有研究顯示血小板在炎癥發生過程中具有雙向調節作用，可巧妙地平衡促炎和抗炎過程。在肺炎克雷伯桿菌誘導的小鼠肺部感染模型中，在炎癥初始階段，血小板介導中性粒細胞向肺內浸潤殺滅病原體。在炎癥后期，血小板與調節性T細胞相互作用誘導后者分泌抑制性細胞因子IL-10和TNF-α，并促進巨噬細胞轉錄重編程，誘導巨噬細胞向抗炎表型轉換，有利于肺部炎癥的消退及減少肺纖維化的發生[32]。
2 血小板介導的免疫反應與呼吸系統疾病
2.1 ALI/急性呼吸窘迫綜合征
有證據表明血小板減少與ALI和急性呼吸窘迫綜合征（acute respira-tory distress syndrome，ARDS）預后不良相關[33]。持續低血小板計數及血小板動態下降是ARDS患者預后不良的獨立危險因素[34]。Wei等[35]研究發現LRRC16A基因單核苷酸多態性rs9358856G>A變異導致機體血小板下降程度緩和，從而改善ARDS患者的預后。髓系細胞激發受體樣轉錄因子-1［triggering receptor expressed in myeloid cells（TREM）-like transcript-1，TLT-1］特異性表達于巨核細胞/血小板，與P-選擇素共定位于α顆粒中，在血小板受到激活時易位到膜表面，或以可溶性TLT-1（soluble TLT-1，sTLT-1）形式釋放至血漿[36]。一項小樣本隊列研究發現ARDS患者血清sTLT-1水平較健康對照組顯著升高[37]。進一步研究表明sTLT-1是ALI/ARDS的獨立預后指標，但其機制尚不明確，需進一步探索研究[38]。由于TLT-1特異性表達于巨核細胞/血小板，針對TLT-1為靶點開發治療ARDS藥物值得探索。
血小板表面表達CLEC-2，這是一種非經典型的C型凝集素受體[39]。一般認為此類受體參與病毒感染過程。有研究顯示血小板表面的CLEC-2在LPS誘導的ALI中也發揮保護作用。采用條件性敲除血小板CLEC-2小鼠的研究表明，在LPS 誘導的ALI過程中，白細胞與血小板結合后進入肺泡內，借助血小板表面的CLEC-2與肺泡內巨噬細胞表面的跨膜唾液酸糖蛋白（podoplanin，PDPN）結合，促進巨噬細胞釋放基質金屬蛋白酶-12清除或滅活肺泡內的炎癥因子，從而減輕肺損傷[40]。
氯吡格雷是臨床常用的抗血小板聚集藥物，它通過拮抗嘌呤受體P2Y12抑制血小板聚集，從而發揮其抗血栓形成和抑制炎癥的作用。LPS誘導膿毒血癥小鼠模型中，氯吡格雷可使小鼠肺臟中血小板–中性粒細胞聚集物顯著減少，并降低肺內CD40L、P-選擇素及其炎癥因子TNF-α和IL‐1β的水平，改善肺損傷程度[41]。雖然抗血小板藥物可改善ARDS模型動物的預后和生存，但目前對于抗血小板藥物是否能改善臨床ARDS患者預后尚有爭議。一項Meta分析顯示抗血小板治療并未降低高危ARDS患者的病死率[42]。
2.2 支氣管哮喘
支氣管哮喘是一種慢性氣道炎癥疾病，血小板參與了哮喘的發生發展，與氣道高反應性、支氣管收縮、氣道炎癥和氣道重塑有關[43]。血小板向氣道內遷移聚集不僅可以趨化嗜酸性粒細胞向肺內募集，其自身也儲存有眾多炎癥因子，發揮促炎作用[44]。過敏性哮喘患者體內血小板呈活化狀態。對屋塵螨過敏的人群在接觸塵螨變應原后，血漿中β-微球蛋白，P-選擇素和PF4顯著升高[45]。研究表明血小板來源的微囊泡也是支氣管哮喘的生物標志物之一[46]。此外，血小板還可通過分泌粒細胞–巨噬細胞集落刺激因子延長嗜酸性粒細胞的壽命，這可能也與血小板介導的哮喘組織損傷相關[47]。
Shah等[48]對不同嚴重程度的哮喘患者行經支氣管鏡肺活檢并行病理學分析，結果顯示與非哮喘患者相比，輕度哮喘患者氣道黏膜上皮層和黏膜下層血小板計數增加，但其差異無統計學意義；而在致命性哮喘患者氣道黏膜中血小板數量顯著高于非哮喘患者。在由塵螨誘發的過敏性哮喘的小鼠模型中，氣道壁內血小板計數增加，這一過程由氣道平滑肌細胞釋放的嗜酸性粒細胞趨化因子對血小板表面趨化因子受體CCR3的作用介導，而非中性粒細胞介導的趨化作用[48]。
血小板可自發黏附于Ⅱ型固有淋巴細胞（group 2 innate lymphoid cells，ILC2s），增強后者對IL-33反應。同時，在血小板的調節下，ILC2s數量發生增殖，產生更多的IL-5、IL-13等2型細胞因子介導哮喘患者的氣道炎癥[49]。此外，血小板還能釋放多種生長因子，如轉化生長因子β （transforming growth factor-β，TGF-β）、PDGF和表皮生長因子（epidermal growth factor，EGF）[50]。PDGF-B主要來源于血小板，能增強氣道成纖維細胞合成膠原纖維，最終導致氣道重塑[51]。
2.3 慢性阻塞性肺疾病
慢性阻塞性肺疾病（簡稱慢阻肺）穩定期及急性加重期患者血小板活化增加[52]。Michelle等[53]的隨機對照研究發現，血小板增多是慢阻肺急性加重期患者住院及全因病死率升高的獨立危險因素，且阿司匹林或氯吡格雷抗血小板治療可顯著降低患者的1年病死率。此外，對兩個多中心觀察性研究隊列（SPIROMICS和COPDGene隊列）的慢阻肺患者進行Meta分析，結果顯示血小板計數增加與慢阻肺患者的急性加重相關[54]。這表明抗血小板治療可能改善慢阻肺急性加重期患者的預后，但潛在的機制尚未闡明。Fawzy等[55]發現每日口服阿司匹林可降低慢阻肺急性加重的風險，減少肺水腫發生并改善生活質量。
2.4 肺結核
血小板參與肺結核的發生發展。與健康對照組相比，肺結核患者血漿PDGF-BB，RANTES、PF4水平顯著升高[56]。體外研究發現，血小板存在的條件下，感染結核分枝桿菌的單核細胞分泌更多的基質金屬蛋白酶-1（matrix metalloproteinase-1，MMP-1），且MMP-1激活劑MMP-10分泌水平也增加[56]。因此，血小板可能促進肺結核患者肺間質膠原纖維降解，導致肺空洞的發生。該研究還發現了血小板與單核細胞共培養有利于胞內結核分枝桿菌增殖，這可能歸因于血小板抑制吞噬細胞內氧爆發，從而削弱胞內菌的滅活。但La Manna等[57]報道了相反的結果，發現活化血小板或其上清液可增強巨噬細胞內結核分枝桿菌的清除。與普通細菌感染（如銅綠假單胞菌，軍團菌）相比，結核分枝桿菌感染的小鼠體內血小板–白細胞聚集物形成增加，且在結核易感小鼠（129S2小鼠）體內，該種現象更加明顯[58]。此外，耗竭血小板可顯著降低129S2小鼠的結核分枝桿菌載量并改善其肺部病理變化[58]。
2.5 COVID-19
血小板活化也參與COVID-19的發生發展。重癥COVID-19患者血漿劇烈炎癥狀態能促進血小板活化，并通過GPⅡa/Ⅲb和P-選擇素分子與單核細胞形成聚集物，促進單核細胞組織因子的表達升高，與重癥COVID-19預后不良有關[59]。RNA測序表明，COVID-19會引起血小板基因表達譜的改變，導致血小板功能發生變化，不僅COIVD-19患者血小板活化標志物P-選擇素表達和PDGF-AA/BB水平升高，而且外周血小板–白細胞異二聚體形成也增加[60]。Barrett等[61]用透射電子顯微鏡觀察到血小板/巨核細胞可能通過血管緊張素轉化酶2非依賴的機制攝取SARS-CoV-2病毒顆粒，導致血小板基因改變。體外研究表明SARS-CoV-2病毒感染的巨核細胞促炎基因顯著上調，且血小板計數降低、平均體積增大及新生血小板比例增多也與COVID-19患者的預后不良有關[61]。目前COVID-19尚無特效治療藥物，開發新型COVID-19治療藥物迫在眉睫。深入研究血小板在COIVD-19發生發展中的機制，可能為臨床帶來更大的獲益。
2.6 其他呼吸系統疾病
Delaney等[62]發現缺氧誘導的小鼠肺臟中血小板計數及血漿血小板活化標志物如CXCL4、CCL5、P-選擇素及血小板-單核細胞聚合物增加；分析肺動脈高壓及健康人群的肺臟中血小板的計數發現，晚期肺動脈高壓患者肺臟中CD41+細胞增加了2倍，表明血小板介導的免疫調節作用也可能參與了肺動脈高壓的病理機制。此外，在肺動脈高壓患者體內血小板來源的微囊泡增加[63]。應進一步研究揭示肺動脈高壓發病過程中血小板調控的免疫炎癥相關機制。
3 小結與展望
數量龐大的血小板是炎癥介質的重要來源，其表達多種免疫分子，是免疫反應啟動的先行者，也是中性粒細胞、單核細胞等免疫細胞趨化與募集的誘導者，參與了多種病原體的感染過程。此外，血小板調節的炎癥與免疫反應參與ALI/ARDS、支氣管哮喘、慢阻肺、肺結核甚至COVID-19等多種呼吸系統疾病的發生與發展。肺臟是骨髓外血小板生成的重要部位，且肺臟來源的巨核細胞及血小板具有更強的抗原遞呈作用，肺臟可能為巨核細胞提供了表型轉換的微環境。進一步研究肺臟和骨髓來源的血小板功能的異同并對血小板進行分型有助于闡明血小板在呼吸系統疾病發生過程中的作用，并揭示其治療學意義。目前尚無充分的證據證明抗血小板藥物對呼吸系統疾病的確切療效，應進一步進行高質量大型臨床研究，明確血小板在呼吸系統疾病診斷、療效評估及預后判斷的重要價值。
利益沖突：本文不涉及任何利益沖突。