NF-κB x NOX

器官纤维化被认为是一种类肿瘤病变，其机制复杂，防治困难，是医学研究的重点与难点。中医药因其多靶点、多机制的特点，在器官纤维化中受到广泛关注，其中尤以益气活血类中药的作用最为突出。由黄芪、当归配伍组成的当归补血汤，是益气活血法的代表性方剂，在多种器官纤维化中都表现出治疗作用。因此，总结了最近20年当归补血汤在肺、肾、肝、心等器官纤维化中的研究进展。发现当归补血汤抗器官纤维化的作用机制与调控TGF-β1／Smad信号通路、改善细胞外基质沉积、调节血管新生、抗氧化应激、抗炎、调控细胞凋亡等相关。为当归补血汤在器官纤维化的临床应用和机制研究提供参考。 器官纤维化是组织器官遭受严重或持续损伤后发生的以细胞外基质（Extracellular matrix，ECM）过度堆积为主要病理改变的疾病，在肺、肾、心、肝等器官尤为常见。ECM堆积导致器官结构破坏，影响器官功能，是许多疾病致残、致死的症结。2019年新冠疫情暴发以来，新冠病毒感染促进了肺纤维化（Pulmonary fibrosis，PF）的发生，也使器官纤维化受到更多关注。遗憾的是，这类疾病机制复杂，防治困难，寻找有效的治疗手段仍是目前亟需解决的问题。 中医药因其多靶点、多机制的作用特性，与器官纤维化复杂的发病机制相契合，近年来在器官纤维化疾病中取得了较多进展。根据器官纤维化的临床表现，中医学中多归属于“痹”“癥瘕”等范畴。不同器官纤维化的核心病机有所差异，但总属本虚标实。脏腑功能失调，气血亏虚是其发病的基础。又因热、毒、痰、瘀等病理产物的局部阻滞，使脏腑结构改变，功能失调进一步恶化。气虚血瘀证是PF、肝纤维化（Hepatic fibrosis，HF）等器官纤维化的常见证型，采用益气活血法干预器官纤维化已成为中医药界关注的重点。当归补血汤（Danggui Buxue Decoction，DBD）即是代表方之一。DBD首载于《内外伤辨惑论》，原方以黄芪当归5∶1配伍治疗血虚发热，取其补气生血。随着中药药理研究的深入，发现黄芪、当归配伍或单用，在器官纤维化中都具有较好疗效。本文检索了最近20年中国知网、万方、PubMed、维普数据库中DBD与器官纤维化的相关文献，对其作用及机制进行了详细综述，以深入了解DBD干预器官纤维化的作用机制。一、当归补血汤抗肺纤维化 PF临床表现为慢性咳嗽和进行性加重的呼吸困难，毒物、炎症、感染等导致肺实质受损后逐步被纤维结缔组织替代。一些治疗PF的新型药物以及已经具有国家认证资格的专用药物吡非尼酮和尼达尼布虽能不同程度达到抗PF作用，但在安全性和耐受性方面存在问题，对提高生存率、降低死亡率也无明显效果。相对而言，中医药在治疗PF中仍具有极大潜力。文章总结发现，DBD对PF的作用是可靠的，其通过多途径发挥作用。 1.1 影响ECM生成与降解 ECM是由胶原蛋白（Collagen，COL）、透明质酸（Hyaluronic acid，HA）、纤连蛋白（Fibronectin，FN）、层黏连蛋白（Laminin，LN）和波形蛋白等多种成分组成的复杂网络，其异常沉积是PF的主要病理特征之一。羟脯氨酸（Hydroxyproline，HYP）和α平滑肌肌动蛋白（α-Smooth muscle actin，α-SMA）分别作为COL特有氨基酸和成纤维细胞特征性高表达的标志物，可以特定反映ECM沉积情况。在ECM的生成过程中，DBD能够抑制转化生长因子β1（Transforming growth factor-β1，TGF-β1）刺激的人胚肺成纤维细胞MRC-5、HLF-1、小鼠胚胎成纤维细胞等肺成纤维细胞的异常增殖和活化，减少COL-Ⅰ、COL-Ⅲ、COL-Ⅳ和Ⅲ型前胶原（Procollagen typeⅢ，PCⅢ）、HYP、LN、HA、α-SMA等的表达，这一作用是通过调节多种与ECM生成相关的细胞信号通路和基因表达来实现的。另外，当归补血汤总苷（Total glucosides of Danggui Buxue Decoction，DBDG）也是平衡降解ECM的关键系统基质金属蛋白酶／基质金属蛋白酶抑制剂（Matrix metalloproteinases／Tissue inhibitor of matrix metalloproteinases，MMPs／TIMPs）系统，在其中上调降解ECM的酶MMP-1、MMP-9，下调抑制降解物质TIMP-1和纤溶酶原激活物抑制因子-1，从而增加ECM组分降解，缓解PF病情进展。 1.2 调控TGF-β1／Smad信号通路 TGF-β1是纤维化疾病中备受关注的促纤维化因子，它通过多种途径推动纤维化病情的进展，TGF-β1／Smad是其中最关键的信号通路。Smad蛋白家族中的Smad2、Smad3、Smad4通常被认为是促纤维化因素，Smad7和Smad核转录共抑制因子则可能起到保护作用。在针对PF的研究中，DBD及其有效成分展现出了对TGF-β1／Smad通路的抑制作用。 当归补血汤的重要活性成分DBDG，可下调平阳霉素或博来霉素（Bleomycin，BLM）诱导的PF大鼠模型中促纤维化因子TGF-β1、Smad3和Smad4的表达，从而减轻PF程度。以黄芪和当归5∶1比例配伍的芪归方，在调控TGF-β1／Smad通路方面也有相似作用，不同浓度的芪归方均能下调Smad2／3的表达，同时上调Smad7和Smad核转录共抑制因子，这种调控作用使得TGF-β1的信号传导受到抑制，从而减轻PF病变。 1.3 平衡肺部血管新生 缺氧诱导因子（Hypoxia inducible hactor-1，HIF-1α）、血管内皮生长因子（Vascular endothelial growth factor，VEGF）和血小板源生长因子是促进血管新生的关键因子，色素上皮衍生因子和重组人血管内皮抑制素则是抑制血管新生的关键因子，它们共同在血管新生的生理和病理过程中发挥作用。病理情况下，这些因子表达失衡，则血管生成紊乱，促进纤维化发生。PF动物模型在接受黄芪当归配伍治疗后，VEGF表达呈现下降趋势，肺部病理性血管减少，表明黄芪和当归可通过调节血管生成相关因子的表达来改善PF的病理状态。DBD还可以调节PF大鼠的血液黏度和血管生成相关因子的平衡，来改善PF动物模型的气虚血瘀状态。具体表现为DBD能够下调HIF-1α和血小板源生长因子，同时上调色素上皮衍生因子和重组人血管内皮抑制素。 1.4 抑制肺部炎症 炎症常是纤维化的起始阶段，通过抑制肺部炎症，可有效阻止PF发生发展。炎症小体能够启动机体炎症反应并分泌炎症介质，可认为是体内炎症的开关。经DBD治疗的PF大鼠肺组织中炎症小体NOD样受体蛋白3（NOD-like receptor thermal protein domain associated protein 3，NLRP3）及其上下游相关分子Toll样受体4、髓样分化因子88、核因子激活的B细胞的κ轻链（Nuclear factor-κB，NF-κB）、凋亡相关斑点样蛋白和含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶1均呈下降趋势。表明DBD通过抑制Toll样受体4／NLRP3信号传导通路发挥抗PF作用。 辅助性T细胞17可分泌IL-17（Interleukin，IL-17），和肿瘤坏死因子（Tumor necrosis factor，TNF-α）作为重要的促炎因子，参与了以PF在内的多种炎性疾病。DBD主要成分DBDG降低了PF大鼠TNF-α表达，作用效果呈现剂量依赖性。大剂量黄芪当归5∶1配伍抑制了PF小鼠辅助性T细胞17分化的关键基因表达，降低IL-6及IL-17表达，延缓PF进程。以上DBD对多种炎症因子的抑制作用，表明其可从起始阶段达到防治PF的作用。 1.5 抗氧化应激 氧化应激是机体在内外复杂因素刺激下，氧化与抗氧化失衡的一种状态。过多的氧自由基将导致组织损伤，介导纤维化疾病的发生。从氧化应激的角度出发研究DBD可能的抗PF机制是重要的关注点。NADPH氧化酶4是机体活性氧水平的重要指示器，超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase，SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（Glutathione peroxidase，GSH-Px）、过氧化氢酶（Catalase，CAT）与总抗氧化能力则共同反映机体的抗氧化能力。而丙二醛（Malondialdehyde，MDA）和8-异前列腺素作为脂质过氧化的终末产物，二者的水平可反映机体的过氧化物指数，也是我们评估氧化应激状态的直接依据。 DBDG可降低PF大鼠MDA、NADPH氧化酶4、8-异前列腺素水平，同时提高大鼠总抗氧化能力、SOD、GSH-Px水平，减轻脂质过氧化发挥抗PF作用。另外，DBD也调节丙酮酸脱氢酶激酶／NF-κB／锰超氧化物歧化酶（Manganese SOD，Mn-SOD）抗氧化信号通路，其中丙酮酸脱氢酶激酶、NF-κB、MnSOD的表达降低，而SOD、CAT、GSH-Px等抗氧化酶的表达升高。 1.6 干预肺泡上皮细胞凋亡 肺泡上皮发生上皮间充质转化是PF的重要机制之一。在PF大鼠模型中，DBD表现出对肺泡上皮细胞的保护作用，通过调节线粒体凋亡信号通路中的关键因子B淋巴细胞瘤-2及B淋巴细胞瘤-2相关X蛋白表达来抑制肺泡上皮细胞凋亡，同时影响参与细胞生物活性的重要信号通路磷脂酰肌醇3-激酶（Phosphatidylinositol-3-kinase，PI3K）／蛋白激酶B（Protein kinase B，AKT）／雷帕霉素靶蛋白（Mammalian target of rapamycin，mTOR）中相关蛋白表达，可显著改善PF大鼠纤维化程度。二、当归补血汤抗肾纤维化 肾脏纤维化（Renal fibrosis，RF）是慢性肾脏病发展的病理基础，其病变涉及肾小球硬化、肾小管间质纤维化、炎性细胞浸润等多个环节，常出现在慢性肾脏病的终末期。目前关于RF的研究众多，不少西药及中药表现了抗RF作用。 2.1 改善肾功能 糖尿病肾病是常见的慢性肾脏病的一种，早期糖代谢紊乱导致肾小球和肾小管基底膜的增厚以及系膜区ECM的进行性积聚，后期逐渐发展为RF，严重影响肾功能。DBD的水或醇提取物均有改善RF大鼠血清尿素氮、肌酐、总胆固醇以及24 h蛋白尿水平的作用，且醇提取物效果更佳。这与DBD辅助治疗糖尿病肾病临床疗效的Meta分析和对糖尿病肾病气虚血瘀证患者的临床研究结果一致。提示DBD可能成为未来一种更为高效的治疗RF手段。 2.2 减少纤维化蛋白表达及ECM沉积 肾脏肌成纤维细胞活化在RF过程中起着重要作用，而肾脏成纤维细胞、肾小管上皮细胞和肾小球系膜细胞（Glomerular messangial cell，GMC）均是其潜在来源。细胞实验结果显示，DBD有效成分黄芪甲苷Ⅳ和阿魏酸可以抑制大鼠肾脏成纤维细胞和GMC中FN、α-SMA、TGF-β1表达。DBD含药血清可抑制高糖诱导的GMC和人肾皮质近曲小管上皮细胞（Human kidney-2，HK-2）增殖，减少细胞中纤维化相关蛋白表达，包括GMC中的COL-Ⅳ、LN、FN、α-SMA、TGF-β1以及HK-2中的COL-Ⅳ、α-SMA、TGF-β1、波形蛋白。动物病理结果上，DBD减少了肾小管间质损伤与肾小管间质ECM沉积，同时纤维化蛋白COL-I和α-SMA减少，炎症相关因子NLRP3、IL-1β表达不同程度地降低。除此之外，临床研究结果也显示DBD可显著降低糖尿病肾病患者血清中COL-Ⅳ、LN表达。由上可见，无论对细胞、动物还是患者，DBD均可减少纤维化蛋白表达，抑制ECM沉积，发挥有效的抗RF作用。 2.3 调控TGF-β1／Smad信号通路 经TGF-β1干预的HK-2会发生纤维化改变以及miR-27a、Smad3的升高，DBD含药血清的干预使HK-2细胞增殖率升高，纤维化相关蛋白表达下降，miR-27a、Smad3表达下降。说明DBD可通过调控miR-27a／TGF-β1／Smad3信号通路影响HK-2的纤维化过程，有改善RF的作用。骨形态发生蛋白-7作为重要的TGF-β信号级联的抑制剂，可抑制TGF-β1／Smad信号轴，影响RF进程。使用DBD水或醇提取物干预腺嘌呤诱导的RF大鼠，二者均在不同程度上诱导了肾组织骨形态发生蛋白-7表达，同时降低了TGF-β1蛋白和RNA表达，经TGFβ1／Smad轴对RF起效。 另外，在单侧输尿管梗阻后RF大鼠模型中，归芪口服液（黄芪、当归以5∶1比例制成）可以抑制血管紧张素Ⅱ的生成，并下调TGF-β1、α-SMA，阻止RF进展。但在链脲佐菌素诱导的糖尿病肾损伤大鼠模型中，DBD治疗8周未能改变血浆或肾脏中血管紧张素Ⅱ的浓度。这种矛盾可能与药物的多靶点作用和RF复杂的机制相关。虽然如此，所有研究仍为我们深入了解DBD在RF治疗中的作用提供了宝贵的线索和启示。三、当归补血汤抗肝纤维化 HF与长期慢性肝损伤有关，通过抗病毒、保肝降酶、治疗原发疾病可延缓HF进展，但无特异性抗纤维化作用。DBD可改善肝功能，降低肝纤维化指标，通过抑制肝脂质过氧化，抑制肝血管新生，并抑制炎症因子释放，发挥抗HF作用。 3.1 改善肝功能和肝纤维化指标 转氨酶、白蛋白、胆红素是常用的肝功能检测指标，与HYP、COL-Ⅰ、COL-Ⅳ、PCⅢ、α-SMA、HA一起，是观察HF程度的窗口。在四氯化碳（Carbon tetrachloride，CCL4）诱导的HF和猪血清致免疫性肝损伤后HF动物模型中，DBD可很好地改善血清转氨酶、白蛋白、胆红素表达水平，同时降低纤维化指标蛋白COL-Ⅰ、COL-Ⅳ、PCⅢ、HA及α-SMA表达。另外，黄芪甲苷Ⅰ、欧当归内酯A和毛蕊异黄酮作为DBD中的有效成分，在人肝星状细胞中，也可降低COL-Ⅰ、α-SMA水平。 在纤维化疾病的诊断中，B超声像可作为一种无创技术在HF中进行初步诊断。通过检测血吸虫病致HF家兔在治疗前后肝脏长径、厚径、横径值变化情况来评估病情变化，黄芪或当归或DBD均在不同程度上改善了HF时的B超声像，同时也降低家兔血清HYP及HA表达，并且DBD改善效果要优于单用当归或单用黄芪。这一发现也为我们提供了更多关于评价DBD治疗效果的思路。 3.2 抗氧化应激，抑制肝血管新生 抑制肝血管新生一直是HF关注重点。DBD可抑制HF过程中的肝血管新生。其一方面可抑制VEGF、HIF-1α、血管生成素1等血管生成相关因子表达和信号传导。另一方面通过抑制肝脏脂质过氧化，降低纤维化肝组织中的MDA和8-异前列腺素含量，并提高SOD活性，有效减轻肝脏氧化应激，进一步影响肝血管新生。 肝星状细胞活化是HF形成的中心环节。黄芪主要成分黄芪甲苷单独使用可明显降低肝星状细胞中脂质过氧化产物生成，并提高抗氧化酶SOD与血红素加氧酶1活性，有显著的抗氧化应激效果。而当归主要成分阿魏酸却无此作用，并且在黄芪甲苷和阿魏酸联合使用时，抗氧化应激效果也无显著提升。我们可初步认为，在DBD中发挥抗氧化应激作用的主要成分是黄芪甲苷。黄芪甲苷是当归补血汤组分配伍中的抗氧化活性成分。 3.3 减少促炎因子释放，调节PI3K／AKT和JNK／p38 MAPK信号通路 通过网络药理学寻找药物对疾病作用的机制是现在常用的研究方法。网络药理学筛选出DBD可能的29种抗HF成分和多个可能的核心靶点，并在CCL4诱导的HF小鼠中进行相关实验，证实了DBD在HF中的有效性，可以减少促炎因子IL-6、IL-1β及TNF-α表达，减轻肝脏炎症，其机制与下调PI3K／AKT和c-Jun氨基末端激酶（c-Jun N-terminal Kinase，JNK）／p38丝裂原激活蛋白激酶（p38 Mitogen-activated protein kinase，p38 MAPK）信号通路有关，表现为PI3K、AKT、c-Jun、JNK、p38 MAPK下降。四、当归补血汤抗心肌纤维化 心肌纤维化（Myocardial fibrosis，MF）常继发于心肌梗死、尿毒症、药物损伤等多种疾病。心肌细胞缺乏再生能力，心肌损伤后间质细胞增殖是其重要的修复方式，但胶原纤维的弥漫性沉积，超出机体降解范围，会导致纤维化病变。DBD在MF防治中展现出了卓越的功效。在异丙肾上腺素诱导的小鼠MF模型中，DBD有降低心脏指数、提升心脏射血分数以及降低心脏组织HYP含量的效果。在左冠状动脉前降支近端结扎法构建的心肌梗死小鼠模型中，DBD也降低心肌胶原容积分数，有效减少心肌梗死后心脏胶原的产生，从而减轻心室重塑的程度。而其机制可能与抑制肾素-血管紧张素-醛固酮系统以及抑制瞬时受体电位M7通道活性有关。五、结语与展望 器官纤维化是目前广泛关注的难治性类癌疾病，已经成为危害健康的严重社会问题。DBD原方核心思想虽在于补气生血，然气能行血，黄芪益气，配伍当归，共奏益气活血之效，本方用于气虚血瘀证的作用更是不容忽视。从目前研究来看，除零星在腹膜、骨髓纤维化中的报道外，关于DBD在器官纤维化中的研究集中在肺、肝、肾、心四脏，从体外及体内实验中证实了DBD在多器官纤维化中的有效性。同时DBD干预纤维化疾病的机制主要涉及改善脏器功能、促进ECM合成与降解、调控TGF-β1／Smad信号通路、调控血管新生、抑制炎症以及抗氧化应激等（表1）。这些机制充分体现了DBD在器官纤维化防治中的多靶点、多途径、多环节的优势，是具有潜力的抗纤维化药物。尽管DBD是一个历史悠久的经典名方，配伍较简单，仍需注意的是，目前研究除在PF、RF中有少许临床研究数据，其余器官纤维化中暂时缺乏高证据级别的临床数据。在未来的研究中，研究者需要更多关注DBD的临床疗效，通过大样本、多中心的随机对照临床试验，来提供更多高等级的疗效性和安全性证据支持。此外，随着现代科学技术的不断发展，也可以利用先进的分子生物学技术、基因组学等手段，对DBD的成分进行深入研究，明确其抗器官纤维化的关键成分和靶点，为优化方剂组成和提高治疗效果提供科学依据。      贾晓周，毕业于河北医科大学，中西医结合、临床医学双学历，后于辽宁中医药大学附属医院进修，曾就职于辽宁航空航天附属医院，曾受聘于北京至道中医研究院任副院长，重庆慢性呼吸系统病防治中心会诊专家、国家生活方式医学领域专家顾问，传统武式太极拳精英传承人，世界医疗健康管理协会会员，长年从事创新性医药领域及临床诊疗技术应用学术研究工作。    目前主要从事呼吸领域相关疾病临床诊疗进展、儿童生长发育及慢性骨病中西医联合诊疗领域科研工作，国内外先进特色诊疗技术挖掘及整理。曾参加中国咳嗽诊疗指南万里行巡讲，作为“气道炎症专场”特邀专家，2018年发起“中国基层咳嗽诊疗指南万里行”活动，2020年发起“中国基层儿童咳喘病全国巡讲”活动，2021年发起“中国基层慢病规范化诊治”全国巡讲活动，2023年新冠病毒感染及其并发症的临床规范化诊治方案更新，推进基层《新冠感染咳嗽专科门诊》、《呼吸慢病专科门诊》等专科门诊机构的建立，2025年进行关于儿童生长发育及慢性骨病中西医临床最新诊疗模式进展探究，深入研究“疏木六君子汤”“清肺汤等”在呼吸及相关肿瘤领域的应用进展，进一步提升最新生物制剂相关特效雾化治疗方案相关难治性、难愈性呼吸系统疾病治疗，推进基层“气道炎症计”呼出气一氧化氮精准化气道炎症水平测定及指导相关呼吸系统疾病中西医结合治疗方案。立足于目前临床最新医学进展领域：阶梯式治疗方案、呼吸免疫治疗方案、上下气道同治治疗方案、精准化诊治治疗方案、常见病快速评估等及针对中西医结合临床一线指南推荐用药等做全面总结研究，以帮助更多的同仁完成科学、精准、规范的诊治，开展更多医疗领域学术交流会议，推进常见多发病的预防、科学的健康管理新理念。

之前已讨论了先天免疫系统的一般特性和各种组成部分，包括细胞、细胞病原体识别受体和可溶性效应分子，我们可以考虑这些不同的组成部分是如何起作用的，以防止病原体。这是一个高度协调的多层次防御体系，其运作方式可以比作一个现代化国家的安防系统：组织常驻的巨噬细胞和肥大细胞如同社区警察和哨兵，进行日常巡逻并在第一时间发现威胁；中性粒细胞则是快速反应部队，被紧急征召至“事发地点”；而补体系统和细胞因子如同警报系统和指挥网络，负责传递信息、协调行动并激活更高级别的“特种部队”——适应性免疫系统。 先天免疫系统抵御感染的三种主要机制是诱导炎症、诱导抗病毒防御和刺激适应性免疫。 01 炎症反应 先天免疫系统处理感染和组织损伤的主要方式是刺激急性炎症，这是白细胞、血浆蛋白和来自血液的液体在感染或损伤的血管外组织部位的积累。想象一下手指被木刺扎伤的经典场景：在几分钟到几小时内，受伤部位会出现典型的“红、肿、热、痛”以及功能受限。发红和发热源于局部血管扩张和血流加速；肿胀和疼痛则由液体、蛋白质和白细胞渗出压迫神经末梢所致。这些迹象正是急性炎症正在积极对抗病原体和启动修复过程的可见信号。 白细胞和血浆蛋白对先天防御微生物至关重要，它们通常在血液中循环，并被招募到感染和损伤部位，在那里它们执行杀死微生物并开始修复受损组织的效应功能。通常，首先从血液中招募到炎症部位的白细胞是中性粒细胞，因为它是血液中最丰富的白细胞 （约占循环白细胞的60%-70%） ，对趋化信号反应最快；中性粒细胞是“第一响应者”，生命周期短但攻击性强，它们如同冲锋队，通过吞噬、释放抗菌颗粒和中性粒细胞胞外陷阱（NETs）等方式，在感染前线进行猛烈但相对无差别的攻击。 血液单核细胞在组织中变成巨噬细胞，随着时间的推移变得越来越突出，在某些反应中可能是优势群体；巨噬细胞则更像是“战场清道夫”和“工程师”，它们不仅继续吞噬和杀灭微生物，还负责清除坏死组织和凋亡的中性粒细胞，并分泌各种生长因子启动组织修复过程，是连接炎症与修复的关键角色。 进入炎症部位的重要血浆蛋白包括补体蛋白 （通过溶膜、调理和趋化作用清除病原） 、抗体 （由适应性免疫系统产生，提供精准的靶向识别） 和急性期反应物 （如C反应蛋白CRP，由肝脏产生，能迅速识别并结合病原体表面，激活补体系统） 。 细胞和蛋白质向炎症部位的输送依赖于感染或受损组织中血管的可逆变化，这些变化包括由于血管扩张而增加的血液流入组织，循环白细胞对小静脉内皮层的粘附性增加，毛细血管和小静脉对血浆蛋白和液体的渗透性增加。这个多步骤的过程被称为“白细胞外渗”，类似于巡逻队抵达事故现场后的一系列行动： 1. 滚动：白细胞在血管中减速，沿内皮表面滚动；2. 激活与牢固粘附：在趋化因子作用下，白细胞表面整合素被激活，与内皮细胞上的粘附分子（如ICAM-1）高强度结合；3. 穿出：白细胞变形，穿过内皮细胞间隙进入组织。这就像救援车辆通过专门开辟的“应急通道”准确抵达核心区域。 所有这些变化都是由细胞因子和小分子介质诱导的，这些介质最初来源于组织中的常驻前哨细胞，如肥大细胞 （感知损伤后立即释放组胺等预存介质） 、巨噬细胞、DC和内皮细胞，以响应PAMP或DAMP刺激。随着炎症过程的发展，介质可能来源于新到达和激活的白细胞和补体蛋白。 急性炎症可以在几分钟到几小时内发生，并持续数天。慢性炎症是急性炎症的一个过程，如果感染没有消除或组织损伤延长，它通常涉及单核细胞和淋巴细胞的招募和激活。慢性炎症部位也经常发生组织重塑，伴有血管生成和纤维化。一个典型的临床案例是肺结核：结核分枝杆菌能抵抗巨噬细胞的彻底清除，导致免疫系统在肺部试图“围困”病原体，形成由巨噬细胞、淋巴细胞等聚集而成的肉芽肿。这是一种慢性炎症，虽然能控制感染扩散，但持续的免疫反应会导致正常的肺组织被破坏和纤维组织取代，最终影响肺功能。 虽然先天免疫刺激可能导致慢性炎症，但适应性免疫系统也可能参与其中，因为T细胞产生的细胞因子是炎症的强大诱导剂。 02 先天免疫的细胞因子 先天免疫系统对感染和组织损伤的最早反应之一是组织细胞分泌细胞因子，这对急性炎症反应至关重要。细胞因子是免疫细胞间传递信息的“蛋白质信使”，它们构成了一个复杂而精密的指挥网络，以旁分泌（作用于邻近细胞）、自分泌（作用于自身）或内分泌（通过血液作用于远处器官）的方式协调整个免疫反应。 表1.先天免疫细胞因子 先天免疫的主要促炎细胞因子 先天免疫系统中最重要的三种促炎细胞因子是TNF、IL-1和IL-6，在描述它们在急性炎症中的作用之前，将讨论这些细胞因子的主要特征。 ·肿瘤坏死因子(TNF)：是对细菌和其他感染性微生物的急性炎症反应的介质。这种细胞因子的名称源于它最初被认为是引起肿瘤坏死的血清物质(因子)，现在已知是肿瘤血管炎症和血栓形成的结果。TNF是炎症反应中的一把“主钥匙”和“双刃剑”。在局部，它是有效的防御者：能激活内皮细胞促进白细胞粘附，诱导发热抑制病原体复制，并刺激肝细胞产生急性期蛋白。然而，当大量TNF进入循环（如严重革兰氏阴性菌感染导致脓毒症时），它会转变为致命的“杀手”，引起全身血管舒张、血压骤降（休克）、弥漫性血管内凝血和代谢紊乱，即感染性休克。因此，抗TNF单克隆抗体（如英夫利昔单抗、阿达木单抗）已成为治疗类风湿关节炎、强直性脊柱炎等自身免疫病的关键药物，通过精准中和TNF来控制过度的炎症。 图1. TNF-TNF受体结合结构。 通过X射线晶体学显示，带状结构描绘了三种2型TNF受体(TNF-R2)和一分子结合的三聚体TNF复合物的俯视图(a)和侧视图(B)。这三个用蓝色表示的TNF-R2分子结合了TNF的一个同型三聚体(绿色表示)，每个受体分子与同型三聚体复合体中的两个不同的TNF单体相互作用。三种TNFR2分子中只有一种与两种TNF单体的结合区域在侧视图中用橙色椭圆突出显示。 ·白细胞介素-1 (IL-1)：也是急性炎症反应的介质，具有许多与TNF相似的作用。IL-1的产生通常需要两个不同的信号。这是一个精妙的“双信号激活”或“双钥匙警报”系统，能有效防止这种强效炎症因子的不当激活。第一信号（如通过TLR4识别LPS）启动pro-IL-1β的合成，相当于“预备警报”；第二信号（通常由多种PAMP或DAMP激活炎性体，如NALP3炎性体）则激活caspase-1，将pro-IL-1β切割成有活性的成熟IL-1β，相当于“拉响最终警报”。这种机制确保IL-1只有在面临明确且强烈的危险信号时才会被大量释放。 ·白细胞介素-6 (IL-6)：是急性炎症反应中另一个重要的细胞因子，具有局部和全身作用。它诱导肝脏合成急性期反应物。IL-6是连接局部炎症与全身反应的核心信使。当它随血液循环至肝脏，会刺激肝细胞大量合成C反应蛋白（CRP）和血清淀粉样蛋白A（SAA） 等。临床上，检测血常规中的白细胞计数和CRP浓度是判断是否存在急性感染或炎症的常规且重要的指标。IL-6也是细胞因子风暴中的关键角色，在某些COVID-19重症患者中，IL-6受体拮抗剂（如托珠单抗）被用于抑制这种过度的、有害的全身炎症反应。 先天免疫的其他细胞因子 ·IL-12 由DC和巨噬细胞分泌，是驱动Th1型免疫应答的关键细胞因子。它的功能好比一位“军事教官”，指导着免疫系统的作战方向。当DC在识别了胞内细菌（如结核杆菌）或病毒后产生IL-12，它会：1. 强烈促进NK细胞和T细胞产生IFN-γ；2. 增强NK细胞和细胞毒性T细胞（CTL）的杀伤能力；3. 引导初始CD4+ T细胞分化为Th1细胞，后者进一步分泌IFN-γ来激活巨噬细胞，形成强大的抗胞内病原体防御环路。IL-12受体缺陷的患者会对非典型分枝杆菌和沙门氏菌异常易感，这从反面证明了IL-12通路的重要性。 ·IL-18 的功能与IL-12有协同作用，能增强NK细胞和T细胞的功能。值得注意的是，与IL-1β类似，IL-18的活性形式也依赖于炎性体的切割激活。 ·IL-15 是NK细胞、NKT细胞和上皮内淋巴细胞（IEL）等重要的生长和存活因子。它对于维持记忆性CD8+ T细胞的长期存活也至关重要，是免疫记忆的基石之一。 ·IL-25、TSLP和IL-33 这组细胞因子主要由屏障上皮细胞（如皮肤、呼吸道和肠道上皮）在应对寄生虫、过敏原或损伤时产生。它们主导了Th2型免疫应答和2型固有淋巴细胞（ILC2） 的激活，促进产生IL-4、IL-5和IL-13。这些细胞因子是防御大型寄生虫（如蠕虫）所必需的，因为Th2反应能激活嗜酸性粒细胞和促进IgE抗体产生，从而有效地对抗寄生虫。然而，当这种反应被无害的环境抗原（如花粉、尘螨）不适当地触发时，就会导致过敏性疾病，如哮喘、特应性皮炎的发生。IL-33因其在上皮细胞受损时能快速释放，被称为“警报素”。 03 白细胞向感染部位的招募 从血液中招募大量中性粒细胞，随后是单核细胞，进入组织，通常是对感染和组织损伤的急性炎症反应的一部分。这个过程如同向战场紧急调派援军，是一个高度有序、多步骤的精确流程，被称为“白细胞外渗”。 在感染或组织损伤部位分泌的细胞因子TNF、IL-1和IL-6以及趋化因子对血管内皮细胞、白细胞和骨髓具有多重作用，它们共同增加了能够抵抗感染和修复组织的细胞的局部递送(图2)。 TNF和IL-1诱导毛细血管后小静脉内皮细胞表达E-选择素，并增加白细胞整合素配体（如ICAM-1和VCAM-1）的表达。内皮粘附分子表达的这些变化是TNF和IL-1激活包括NF-κB在内的转录因子的结果。这好比在血管内壁紧急安装了许多“扶手”和“锚定点”，为白细胞的停留和附着做好准备。 TNF和IL-1也刺激各种细胞分泌趋化因子，如CXCL8（IL-8，主要吸引中性粒细胞）和CCL2（MCP-1，主要吸引单核细胞），它们分别与中性粒细胞和单核细胞上的受体（如CXCR1/CXCR2和CCR2）结合。这些趋化因子不仅指导白细胞的运动方向，还启动了关键的“inside-out”信号，增加了白细胞表面整合素（如LFA-1、Mac-1）与其内皮配体结合的亲和力，并刺激白细胞的定向运动。趋化因子在组织间液中形成浓度梯度，如同释放出特定的“化学求救信号”（如CXCL8大喊“中性粒细胞快来！”），引导白细胞像猎犬一样准确地沿着浓度最高的方向爬行。 选择素介导的初始“滚动”、整合素介导的“牢固粘附”以及趋化因子指导的“穿出”这一系列精密步骤的结果是，中性粒细胞和单核细胞粘附内皮细胞和通过血管壁的转运急剧增加。白细胞在组织中积聚，形成炎性浸润。TNF对内皮细胞和白细胞的作用对于局部微生物的炎症反应至关重要，如果TNF含量不足(例如，用阻断TNF的药物治疗的类风湿关节炎患者或TNF基因敲除小鼠)，其后果可能是无法控制感染，因为这关键的援兵招募环节被中断了。 此外，炎症部位产生的TNF、IL-1和IL-6可能进入血液并被运送到骨髓，在那里它们与集落刺激因子（如G-CSF）协同作用，增强来自骨髓祖细胞的中性粒细胞的产生。这相当于启动了“战时总动员”，命令后方的“兵工厂”（骨髓）开足马力，加速生产新的“士兵”（中性粒细胞）。 通过这种方式，这些细胞因子不仅在前线指挥战斗，还确保了兵源的持续供应，以替换在炎症反应中消耗的白细胞，并维持循环白细胞的数量。临床上严重感染时常见的“核左移”现象（即未成熟的中性粒细胞比例增高），正是骨髓在细胞因子驱动下加速释放粒细胞的直接体现。 图2.细胞因子在炎症中的局部和全身作用。 TNF、IL-1和IL-6具有多种局部和全身性炎症作用，TNF和IL-1作用于白细胞和内皮细胞诱导急性炎症，这两种细胞因子诱导白细胞和其他细胞类型IL-6的表达。TNF、IL-1和IL-6介导炎症的全身保护作用，包括诱导发烧、肝脏急性期蛋白合成和骨髓白细胞生成增加。全身性TNF可引起导致感染性休克的病理异常，包括心功能下降、血栓形成、毛细血管渗漏和胰岛素抵抗引起的代谢异常。 04 激活的吞噬细胞对微生物的摄取和杀死 被招募到感染部位的中性粒细胞和巨噬细胞通过吞噬作用将微生物摄取到囊泡中并破坏这些微生物(图3)。吞噬作用是一个主动的、能量依赖的过程，它将大颗粒(直径>0.5 μm)吞噬到囊泡中，吞噬囊泡与溶酶体融合，在那里被摄入的颗粒被破坏。通过这种方式，可以从细胞的其余部分分离出可能伤害吞噬细胞的杀伤机制。这如同将危险的爆炸物放入一个特制的防爆罐中进行处理，既能有效摧毁目标，又能最大限度地保证操作者（细胞自身）的安全。 中性粒细胞和巨噬细胞表达特异性识别微生物的受体，微生物与这些受体的结合是吞噬作用的第一步。其中一些受体是模式识别受体，包括我们之前讨论过的C型凝集素（如Dectin-1识别真菌β-葡聚糖）和清道夫受体（识别细菌脂多糖LPS）。模式识别受体只能对表达特定分子模式的生物体起吞噬作用，例如甘露糖受体的甘露糖，这种直接识别是先天免疫的“粗瞄准”模式。 吞噬细胞也具有某些调理素的高亲和力受体，包括抗体分子、补体蛋白（如C3b/iC3b）和血浆凝集素，这些受体对于被调理素包裹的许多不同微生物的吞噬是至关重要的。用抗体包被微生物是最有效的调理系统之一，吞噬细胞表达一种称为FcγRI的高亲和力Fc受体，对一种称为IgG的抗体具有特异性。因此，如果个体通过产生针对微生物抗原的IgG抗体来应对感染，IgG分子结合到这些抗原上，结合抗体的Fc端可以与吞噬细胞上的FcγRI相互作用，最终结果是微生物的有效吞噬。抗体和补体的调理作用，相当于给入侵的微生物贴上了“吃我”的标签。抗体依赖性吞噬作用是先天免疫与适应性免疫联合作战的典范：适应性免疫系统的B细胞产生高特异性抗体（精确制导的“标签”），而先天免疫系统的吞噬细胞则凭借其Fc受体（“标签”识别器）高效地吞噬并消灭目标，实现了防御力量的完美协同。 一旦微生物或颗粒与吞噬细胞上的受体结合，受体区域的质膜开始内陷，并在微生物周围延伸出杯状突起，这一过程由细胞骨架的重排驱动。当突出的膜杯延伸到颗粒直径之外时，杯的顶部闭合并夹断，形成一个由内而外的细胞内囊泡——吞噬体。细胞表面受体也传递激活信号，刺激吞噬细胞的杀微生物活性。被吞噬的微生物被破坏，如下所述。同时，从微生物蛋白中产生的多肽，被提呈给T淋巴细胞以启动适应性免疫反应，从而将先天防御与适应性免疫的激活联系起来。 活化的中性粒细胞和巨噬细胞通过吞噬溶酶体中杀微生物分子的作用杀死被吞噬的微生物(图3)。来自各种受体的信号，包括模式识别受体(如TLR)、调理素受体(如Fc和C3受体)、细胞因子受体(主要是IFN-γ)和CD40，协同作用去激活吞噬细胞而杀死摄入的微生物。吞噬空泡(吞噬体)与溶酶体融合形成吞噬溶酶体，大多数杀微生物机制都集中在这里。 图3.微生物的吞噬作用和胞内破坏作用。 微生物可能被吞噬细胞的不同膜受体摄入，有些直接与微生物结合，有些则与被调理的微生物结合(注意Mac-1整合素结合微生物与补体蛋白的调理，没有显示出来)。微生物被内化到吞噬体中，吞噬体与溶酶体融合形成吞噬溶酶体，在那里微生物被活性氧、活性氮和蛋白水解酶杀死。iNOS，诱导型一氧化氮合酶；NO，一氧化氮；ROS，活性氧。 已知有三种最重要的杀微生物分子： ·活性氧(ROS)：活化的中性粒细胞和较小程度的巨噬细胞将分子氧转化为ROS...主要的自由基生成系统是吞噬细胞氧化酶（NADPH oxidase）系统。ROS产生的过程被称为呼吸爆发。一种叫做慢性肉芽肿病(CGD)的遗传病印证了ROS的重要性。CGD患者由于NADPH氧化酶基因突变，其吞噬细胞无法产生ROS，导致患者反复发生严重的细菌（如金黄色葡萄球菌）和真菌（如曲霉菌）感染，并形成化脓性肉芽肿，这清晰地证明了ROS在对抗此类病原体中的不可或缺性。 ·一氧化氮(NO)：巨噬细胞通过诱导型一氧化氮合酶(iNOS)的作用产生活性氮，主要是NO。在吞噬溶酶体内，NO与由吞噬细胞氧化酶产生的超氧化物结合，产生高活性的过氧亚硝酸盐自由基，可以杀死微生物。ROS和NO的合作体现了杀微生物机制的冗余性和协同性，确保即使一条通路受损，另一条仍能提供部分保护。 ·蛋白水解酶：活化的中性粒细胞和巨噬细胞在吞噬溶酶体中产生几种蛋白水解酶，中性粒细胞中重要的酶之一是弹性蛋白酶，另一种重要的酶是组织蛋白酶G。这些酶能降解细菌的细胞壁和基本蛋白质，是直接且高效的“化学武器”。 嗜中性粒细胞还通过解聚细胞核的DNA和颗粒内容物来杀死微生物，形成细胞外网状结构，即中性粒细胞胞外陷阱(NETs)。NETs由DNA骨架和镶嵌其中的抗菌颗粒蛋白（如弹性蛋白酶、髓过氧化物酶、组织蛋白酶G和防御素）组成。NETosis是中性粒细胞在应对大型或难以吞噬的病原体（如念珠菌菌丝）时使出的“终极武器”，它牺牲自己，抛出一张由自身DNA和抗菌蛋白构成的“天罗地网”，物理性捕获并高浓度地杀死细胞外的微生物。 NET的形成需要肽精氨酸脱亚胺酶4 (PAD4) 对组蛋白进行瓜氨酸化。NET在抗感染先天保护中的重要性尚不清楚，但越来越多的证据表明，过度的NET形成有助于自身免疫性疾病（如系统性红斑狼疮，其中NETs可作为自身抗原来源）和其他炎症性疾病。 05 活化巨噬细胞的其他功能 & 炎症的全身和病理作用 除了杀死被吞噬的微生物外，巨噬细胞在防御感染方面还有许多其他功能(图4)。它们不仅是清道夫，也是抗原呈递细胞（APC），能将处理过的病原体片段展示给T细胞，桥接先天与适应性免疫。一些活化的巨噬细胞也产生成纤维细胞和内皮细胞的生长因子（如VEGF, FGF, TGF-β），参与感染和损伤后组织的修复和血管生成。巨噬细胞因此扮演着从“战士”到“工程师”的角色转换，在清除威胁后，迅速投入到“灾后重建”工作中。 巨噬细胞可能以不同的方式被激活，这些方式有利于杀微生物和促炎功能（经典激活/M1型，主要由IFN-γ和LPS诱导），或者有利于修复和抗炎功能（替代激活/M2型，主要由IL-4/IL-13诱导），这种可塑性使其能完美适应不同阶段免疫反应的需求。 图4.巨噬细胞的功能。 巨噬细胞被微生物产物如LPS和NK细胞衍生的IFN-γ激活，巨噬细胞的激活过程导致转录因子的激活，各种基因的转录以及介导这些细胞功能的蛋白质的合成。在适应性细胞介导的免疫中，巨噬细胞被T淋巴细胞(CD40配体和IFN-γ)的刺激激活，并以基本相同的方式做出反应。巨噬细胞也可能被其他信号激活，促进组织修复和纤维化。 在对感染或组织损伤的先天免疫反应中产生的TNF、IL-1和IL-6具有全身性作用，有助于宿主防御，并负责感染和炎症性疾病的许多临床表现。 ·TNF和IL-1作用于下丘脑诱导体温升高(发烧)。发热在宿主防御中的作用尚不清楚，但可能与免疫细胞（如T细胞）代谢和功能增强、某些热敏感病原体复制受限以及宿主行为改变（如倦怠感促使休息）以保存能量应对感染有关。 ·IL-1和IL-6诱导肝细胞产生急性期反应物。C反应蛋白（CRP）的血浆水平在感染后数小时内可急剧上升上千倍，它不仅可作为临床诊断炎症的敏感标志物，其本身也能通过结合病原体并激活补体系统来增强调理吞噬作用。 在严重感染中，TNF可大量产生并引起全身性临床和病理异常，即脓毒症（Sepsis） 和感染性休克。脓毒症的病理生理过程是一个典型的“细胞因子风暴”例证：大量病原体成分（如LPS）进入血液 → 全身性免疫细胞（主要是巨噬细胞）被过度激活，释放出海量的TNF、IL-1、IL-6等 → 高浓度的TNF导致：1. 心血管系统衰竭：抑制心肌、扩张血管，引起顽固性低血压和休克；2. 凝血系统紊乱：损伤内皮，促进广泛微血栓形成（弥散性血管内凝血，DIC），导致器官缺血；3. 代谢崩溃：抑制脂蛋白脂肪酶，导致恶病质（消耗性体重下降）。 尽管抗TNF疗法在动物模型中有效，但在人类脓毒症临床试验中并未成功，这可能是因为当患者就诊时，炎症瀑布反应已经启动，多种介质（如IL-1、HMGB1）共同作用，单一阻断TNF为时已晚；亦或是免疫抑制阶段随之而来，使得干预策略需要更加个体化和精准的时机判断。 急性炎症本身是一把双刃剑，其效应机制在清除病原体的同时，也难免对宿主组织造成“附带损伤”。吞噬细胞产生的ROS、NO和蛋白水解酶若过量释放到细胞外，可直接损伤邻近的正常细胞和细胞外基质。在自身免疫性疾病（如类风湿关节炎）中，针对自身抗原的异常免疫反应会持续招募和激活中性粒细胞与巨噬细胞，导致关节滑膜组织的慢性炎症和进行性破坏。因此，临床上使用TNF拮抗剂、IL-6受体阻断剂等生物制剂，正是为了遏制这种由免疫系统自身驱动的、有害的炎症反应。 参考文献 1.《Cellular and Molecular Immunology》, Abul K. Abbas 2. 其它信息源于网络搜索 免责声明：推文基于已公开的资料信息撰写，仅用于知识分享和传递，任何情况下本文的信息或所表述意见均不构成对任何人的建议。如因版权等存在疑问，请于本文刊发30日内联系本公众号删除，更多精彩内容欢迎关注和分享公众号。

在老年群体中高度流行的动脉粥样硬化（Atherosclerosis， AS），是一种由慢性炎症导致血管腔狭窄的病变。其发病机制可能涉及血管平滑肌细胞（VSMC）的内膜侵袭和增殖，导致斑块形成和AS进展。近年来，一项创新研究表明，AS过程中产生的平滑肌衍生细胞（SDCs）具有许多肿瘤细胞样特征，代表着一种平滑肌相关的肿瘤样疾病，并携带KrasG12D等肿瘤样基因突变。目前，AS仍然是全球范围内导致死亡的主要原因，对世界人口健康构成严重威胁。 另一方面，肺腺癌（Lung Adenocarcinoma， LUAD）作为非小细胞肺癌（NSCLC）的主要亚型，约占肺癌总数的50%，其发病率和死亡率在全球范围内居高不下。尽管已采用包括免疫疗法在内的多种治疗手段，甚至中医也尝试针灸等方法干预，但LUAD患者的五年生存率极低，甚至低于5%。值得注意的是，大多数肺腺癌同样携带KrasG12D突变或缺乏可识别的驱动癌基因。 临床研究发现，LUAD的免疫治疗会增加急性血管事件（AVEs）的发生风险，其中包括AS。此外，一些在肺腺癌患者中高转录的长链非编码RNA，如HOXA-AS3和Meg3，可能直接或间接促进AS的发展。例如，HOXA-AS3可作为临床AS早期诊断的重要生物标志物，而Meg3在LUAD中显著表达促进癌症发展，同时也能促进动脉粥样硬化斑块的形成。因此，在LUAD患者中进行AS的早期诊断具有重要的临床必要性。 然而，AS与LUAD之间的遗传互作及其临床价值仍属未知。为解决这一问题，Dai等人通过生物信息学方法系统分析了两者之间的互作基因及关联机制，为AS与LUAD的共病研究与治疗提供了新的见解。该研究成果发表于《Cell Division》期刊。 研究人员主要运用生物信息学技术，从公共数据库获取基因表达数据。AS相关数据来自GEO数据库（训练集GSE100927：69例AS样本和35例正常样本；验证集GSE43292：32例AS样本和32例正常样本）。LUAD数据来自TCGA数据库（转录组和临床数据）及GEO数据库（验证集GSE72094：398例LUAD样本；表达验证集GSE68465）。数据分析前进行了标准化（TPM）和批次校正（ComBat法）。关键技术包括：差异表达分析（limma包）、加权基因共表达网络分析（WGCNA）、功能富集分析（GSEA、GO、KEGG）、机器学习算法（LASSO回归、SVM-RFE）、免疫浸润分析（CIBERSORT算法）、预后模型构建（Cox回归）、蛋白互作网络（PPI）构建、转录因子- miRNA-mRNA网络分析、药物预测（DSigDB库）和分子对接（AutoDock）。 差异基因鉴定 通过limma分析比较患者样本与正常样本的基因表达谱，在AS队列GSE100927中筛选出524个差异表达基因（DEGs），包括363个上调基因和161个下调基因。在TCGA-LUAD队列中筛选出6438个DEGs，包含4360个上调基因和2078个下调基因。结果通过火山图和热图展示。 加权基因共表达模块鉴定 利用WGCNA构建尺度无关共表达网络，以识别与LUAD最相关的基因。选择软阈值8，将LUAD的差异基因划分为七个聚类模块。从中提取与LUAD最正相关（MEblue）和最负相关（MEblack）的两个模块用于后续分析。 互作基因鉴定与功能富集 取LUAD差异基因与AS差异基因的交集，获得180个互作基因。疾病本体（DO）分析显示这些基因主要富集于动脉相关病变。GSEA分析发现，AS人群中免疫相关通路高度富集，而LUAD队列中富集于细胞周期和分裂相关通路。有趣的是，在LUAD对照的正常人群中富集了扩张型心肌病相关通路，提示LUAD与心血管疾病存在潜在关联。GO富集显示互作基因主要参与细胞因子产生的正调控、免疫反应调节信号通路、先天免疫反应调节等生物过程；涉及内吞囊泡、分泌颗粒膜等细胞组分；以及化合物结合等分子功能。KEGG通路分析显示显著富集于破骨细胞分化、吞噬体相关通路。 基于互作基因的AS核心基因鉴定与验证 使用LASSO回归和SVM-RFE机器学习算法筛选核心基因，最终交集得到MYBL1和HSPB7。箱线图显示核心基因在两个AS队列中表达差异显著。训练集中的诊断ROC曲线显示MYBL1和HSPB7的灵敏度分别为0.991和0.984。验证集中，两者的ROC曲线AUC均高于0.85。在TCGA-LUAD队列中，两基因的表达差异也非常显著，诊断ROC曲线的AUC分别为0.812和0.788。基于MYBL1和HSPB7表达水平，利用逻辑算法构建了列线图，DCA曲线和校准曲线显示其诊断效果与实际高度一致。 AS与LUAD的免疫浸润景观 使用CIBERSORT算法评估两个队列中22种免疫细胞类型的浸润水平。发现在AS样本中，初始B细胞、浆细胞等浸润显著下调，而CD8+ T细胞、M0巨噬细胞等显著上调。在LUAD样本中，记忆CD4+ T细胞（活化）等显著上调，而NK细胞等显著下调。核心基因MYBL1和HSPB7与各种免疫细胞的相关性分析显示，它们在AS中对免疫细胞动态具有协同调节作用，而在LUAD队列中，它们与大多数免疫细胞的相关性则截然相反，但整体上仍表现为对免疫浸润的同向调节。 基于互作基因的LUAD预后模型构建与验证 通过单变量Cox分析筛选有预后潜力的互作基因，再经LASSO回归提取特征基因，最终通过多变量Cox分析得到3个与LUAD预后显著相关的互作基因：AKAP12、SYTL1和PLEK2，并基于此构建风险评分模型。在训练集TCGA-LUAD中，根据中位风险评分将患者分为高低风险亚组。KM曲线显示不同风险亚组的总生存期存在显著差异，高风险组生存率更低。ROC曲线显示模型在1年、3年和5年的AUC分别为0.669、0.653和0.649，具有良好的预测准确性。在验证集GSE72094中，模型同样展现出良好的预后区分能力。 风险评分的独立预后效应验证与列线图构建 在不同临床特征亚组（如性别、年龄、病理分期）中验证预后模型的判别能力，结果显示模型在各亚组均表现优异。单变量和多变量Cox分析证实风险评分是LUAD的独立预后因素。随后，基于年龄、风险评分和分期构建了预测LUAD患者生存期的列线图。校准曲线高度拟合理想曲线，DCA曲线和ROC曲线也反映了预测结果与实际的一致性。 风险亚组的免疫浸润相关性分析 评估TCGA-LUAD队列中不同风险亚组样本的免疫细胞丰度，发现高风险组样本中记忆CD4+ T细胞（活化）、中性粒细胞等丰度较高，而初始B细胞、肥大细胞等数量较低。Spearman相关分析揭示了风险评分和预后相关互作基因与免疫细胞的强相关性。风险评分与免疫检查点基因表达的相关性分析显示，其与CD276、CD70、CD86等基因表达呈显著正相关，与CD40LG、TNFSF15等基因表达呈负相关，提示不同风险亚组对免疫治疗的反应可能存在差异。 不同风险亚组的免疫治疗和化疗反应 鉴于不同风险亚组免疫检查点相关基因表达的差异，研究人员探索了风险评分在指导治疗方面的意义。发现低风险组患者对PD-1阴性/CTLA4阳性或阴性的治疗表现出更高的反应性。对不同风险亚组对化疗药物的反应性分析显示，低风险组对Camptothecin、KRAS(G12C)抑制剂等药物表现出更高的敏感性（IC50值较低），而高风险组对Cisplatin、Paclitaxel等药物更敏感。这些发现为基于AS相关预后评分的LUAD患者个体化治疗提供了宝贵参考。 预后基因的AS诊断效果与表达差异验证 将预后相关互作基因代入AS以评估其诊断价值，发现预后基因在AS中的表达差异非常显著。在AS队列中，AKAP12和PLEK2表现出高诊断精度，ROC曲线的AUC值均高于0.75。通过Human Protein Atlas的免疫组化图谱验证了预后基因在LUAD和正常组织中的差异表达，结果与表达谱分析一致：在肿瘤样本中，SYTL1和PLEK2表达上调，而AKAP12表达显著降低。此趋势在GSE68465队列中得到同样验证。 PPI网络与TF-miRNA网络构建 通过String数据库和Cytoscape软件构建互作基因的蛋白互作（PPI）网络。根据节点度（degree）排序，鉴定出前10个基因为枢纽基因（hub genes）：TYROBP、IL1B、FCGR3A、FCER1G、SPI1、CD163、CD68、CD33、CYBB、C1QA，其中TYROBP处于PPI网络核心。围绕枢纽基因，通过NetworkAnalyst生成TF-miRNA网络，结果显示SPI1与邻域连接最紧密，SP1、NFKB1和TP53是网络中连接较广泛的转录因子。 枢纽基因的诊断和预后效应验证 整体表达谱分析显示，枢纽基因在AS和LUAD中均表现出显著表达差异。诊断分析表明，枢纽基因在AS队列GSE100927中的诊断准确性基本高于0.9，在GSE43292队列中的诊断ROC的AUC也基本高于0.8。在TCGA-LUAD队列中，通过多变量Cox分析对枢纽基因建模计算风险评分，KM曲线显示风险评分的区分度较差，但ROC曲线仍反映枢纽基因在评估生存期方面具有一定精度。令人惊讶的是，枢纽基因在LUAD中的诊断预测准确性基本高于0.75。这些分析反映了枢纽基因作为AS和LUAD诊断相关潜在标志物的潜力，并可能与疾病进展相关。 潜在药物探索与分子对接验证 将枢纽基因输入EnrichR平台，基于DSigDB库筛选得到一系列潜在药物，并根据P值筛选出前十种药物分子。通过AutoDock进行药物与靶蛋白的分子对接，获得各组合的预测结合能，其中Tamibarotene与CYBB结合最稳定，结合能为-9.6 kcal/mol。此外，选择了结合能大于7的组合进行具体对接模式可视化。分子对接实验验证了药物作用于枢纽基因靶点的可靠性，为AS与LUAD共病的药物研发提供了有价值的见解。 研究结论与意义 本研究通过生物信息学方法，基于两种疾病的基因表达谱，探索了互作基因的功能通路，并鉴定出核心基因，证实了它们在AS和LUAD中优异的诊断效果。随后以核心基因为切入点，从免疫细胞动态角度为疾病发展提供了深入见解。研究还基于互作基因筛选了LUAD预后基因并构建了预测模型，该模型具有良好的预测能力，可指导免疫治疗、药物化疗等临床决策。此外，通过分析互作基因的上下游相互作用网络，基于提取的枢纽基因预测了潜在药物，并通过分子对接验证了药物-靶点结合的可靠性。 该研究揭示了AS与LUAD之间深刻的遗传互作和共享的分子通路，例如AKAP12协调的细胞形态与运动调控机制可能是连接AS病理重塑与LUAD肿瘤转移的共同分子基础。SYTL1-CD81外泌体轴的功能状态可能是连接两种疾病的关键环节。研究所构建的诊断和预后模型，以及发现的免疫浸润特征和治疗响应差异，为AS与LUAD共病患者的早期诊断、风险分层和个体化治疗提供了重要的理论依据和潜在的转化应用价值。尽管研究存在依赖于现有数据库可能带来的偏倚等局限性，但其为未来开展实验验证、纳入前瞻性队列和更详细的临床数据收集指明了方向，对推动精准医疗在该复杂共病领域的发展具有重要意义。