تلعب الرئتان دورًا حيويًا في التنفس ولكن أيضًا كعضو مناعي. تعمل الخلايا المناعية الموجودة في الأنسجة في الرئتين كخط دفاع أول ضد الالتهابات الرئوية. على الرغم من أن خلايا الذاكرة التائية المقيمة في الأنسجة هي مكونات أساسية لمناعة الرئة، إلا أن الخلايا المناعية الفطرية المقيمة في الأنسجة تلعب أيضًا دورًا مهمًا في الأمراض الرئوية مثل الأنفلونزا والالتهاب الرئوي الجرثومي والربو والاضطرابات الالتهابية.
الرئتان عضوان متخصصان في تبادل الغازات، ويمثلان أحد أكبر الأسطح الظهارية التي تتصل مباشرة بالبيئة الخارجية. كما أنها تعمل كأعضاء مناعية، حيث تعزز الخلايا المناعية الفطرية والتكيفية. نظرًا لاتصالها المباشر بالبيئة الخارجية، تعمل الرئتان كهدف أساسي لمجموعة متنوعة من مسببات الأمراض المحمولة جواً والمركبات السامة والمواد المسببة للحساسية المسببة لمتلازمة الضائقة التنفسية الحادة (ARDS)، والالتهاب الرئوي، وإصابة الرئة الحادة (ALI).
يلعب الجهاز المناعي للرئة دورًا حاسمًا في حماية الجسم من جميع مسببات الأمراض التنفسية مع تحمل الجسيمات الصغيرة والقوى الميكانيكية الناتجة عن التنفس. أظهرت الدراسات الحديثة أن شبكة معقدة من الخلايا المناعية غير الدورية الموجودة داخل أنسجة الرئة هي المسؤولة عن الحفاظ على التوازن بين المناعة والتسامح.
تكون المسالك الهوائية المحيطية على اتصال دائم بالخلايا القصبية السنخية (BACs)، والتي تتكون أساسًا من البلاعم السنخية (AM) والخلايا الليمفاوية (توجد أيضًا في جزء من ظهارة الجهاز التنفسي). يعد النسيج اللمفاوي المرتبط بالقصبات الهوائية (BALT) حجرة أخرى من الخلايا اللمفاوية التنفسية (RLCs)، وهو يستوعب الأنسجة اللمفاوية المنظمة الموجودة داخل جدران القصبات الهوائية.
يختفي BALT بعد فترة المراهقة؛ يُظهره البالغون فقط أثناء الأمراض الالتهابية المزمنة، حيث يطلق عليه BALT المحفز (iBALT). الخلايا البائية هي الخلايا الرئيسية في BALT، لكن الخلايا التائية والخلايا الجذعية (DC) موجودة أيضًا. كما أن لديها وريدًا بطانيًا عاليًا (HEV)، يعمل على نقل الخلايا الليمفاوية والمستضدات بين الرئتين والدورة الدموية.
تشتمل الحجرة الأخرى على BACs، التي يتم الحصول عليها من خلال سائل غسل القصبات الهوائية السنخية (BALF) من المسالك الهوائية المحيطية، والتي تحتوي على AMs والخلايا اللمفاوية الفطرية (ILCs) وDCs، التي تحمي من مسببات الأمراض المستنشقة والمواد السامة والمواد المسببة للحساسية. تعمل هذه الخلايا كخلايا مقدمة للمستضد (APCs)، حيث تفرز العديد من السيتوكينات والكيموكينات لتنظيم المناعة الفطرية والتكيفية.
أثناء العدوى، يتم زيادة نشاط البلعمة. ومع ذلك، لا يزال لدى AMs دور في الحد من الالتهاب عن طريق إنتاج TGF-β، والبروستاجلاندين-E2، وعامل تنشيط الصفائح الدموية. يرتبط الفشل في البلعمة بمرض الانسداد الرئوي المزمن (COPD) والربو. من ناحية أخرى، تبين أن الـ IMs تحد من استجابات Th2 من خلال إفراز IL-10. ويشارك كل من AMs وIMs في إصلاح الأنسجة.
تلعب الخلايا اللمفاوية الفطرية (ILCs) الموجودة في الرئة دورًا في المراقبة المناعية ومكافحة العدوى. في الفئران المصابة بفيروس أنفلونزا H1N1، يتم تنشيط ILC1s وتنتج الإنترفيرون γ (IFN-γ) وعامل نخر الورم α في الأيام الثلاثة الأولى من العدوى. تعبر ILC2s بشكل أساسي عن IL-5 ويتم حثها على إفراز IL-13 تحت المحفزات الالتهابية، مما يؤدي إلى إنتاج الإيوتاكسين، وبالتالي التحكم في تراكم الحمضات.
تنتج ILC3s إنترلوكين 17، الذي يحمي من بعض البكتيريا داخل الخلايا، مثل المتفطرة السلية ، وكذلك البكتيريا والفطريات خارج الخلية. على الرغم من ذلك، يمكن لـ ILC3s أيضًا تحفيز الاستجابات الالتهابية. على سبيل المثال، يتم إثراء IL17+ ILC3s في عينات غسل القصبات الهوائية لدى البشر المصابين بالربو الحاد. على عكس ILCs، يتم إعادة تدوير الخلايا القاتلة الطبيعية باستمرار وقد تساهم في الإصابة بالأمراض الالتهابية المزمنة نظرًا لارتباطها بمرض الانسداد الرئوي المزمن والربو عن طريق إنتاج السيتوكينات الالتهابية.
فيما يتعلق بالبلدان النامية، لا يزال عدم تجانسها في الرئة قيد الدراسة. هناك DCs البلازميتويد (pDCs) و DCs النخاعي، والتي تنقسم إلى cDC1 و cDC2. لا يبدو أن الخلايا الجذعية الرئوية تجدد نفسها بنفسها؛ تنشأ من الخلايا السليفة وتستمر في الرئة لمدة تصل إلى 8 أسابيع. لقد ثبت أنها تثير وظائف مختلفة ضد مجموعة متنوعة من المحفزات.
تشير البيانات المأخوذة من نماذج الفئران التجريبية التي تم تحديها بعث غبار المنزل (HDM) إلى أن هذه الخلايا تلعب أدوارًا مهمة في استجابة الخلايا التائية في التهاب الرئة. في هذا السياق، يتم امتصاص المواد المسببة للحساسية بواسطة CD11b + cDC2s، مما يسبب استجابات Th2 وTh17. في المقابل، فإن CD103 + cDC1s يحد من هذا الالتهاب التحسسي الناتج عن التعرض المزمن لـ HDM عبر إنتاج IL-12. تحفز CD103 + cDC1s أيضًا خلايا Treg استجابةً لـ HDM عبر إشارات حمض الريتينويك.
في الفئران، تحمي خلايا NK الرئوية من الالتهاب الرئوي الناجم عن K. الرئوية عن طريق إفراز IFN-γ وIL-22، مما يعزز تسلل العدلات وALI. ومع ذلك، فإن ILC3s تزيد لاحقًا من مستويات IL-17 لتحسين البلعمة للعامل الممرض وحل ALI الناجم عن الالتهاب الرئوي الجرثومي سالب الجرام.
الرئتان عضوان متخصصان في تبادل الغازات، ويمثلان أحد أكبر الأسطح الظهارية التي تتصل مباشرة بالبيئة الخارجية. كما أنها تعمل كأعضاء مناعية، حيث تعزز الخلايا المناعية الفطرية والتكيفية. نظرًا لاتصالها المباشر بالبيئة الخارجية، تعمل الرئتان كهدف أساسي لمجموعة متنوعة من مسببات الأمراض المحمولة جواً والمركبات السامة والمواد المسببة للحساسية المسببة لمتلازمة الضائقة التنفسية الحادة (ARDS)، والالتهاب الرئوي، وإصابة الرئة الحادة (ALI).
يلعب الجهاز المناعي للرئة دورًا حاسمًا في حماية الجسم من جميع مسببات الأمراض التنفسية مع تحمل الجسيمات الصغيرة والقوى الميكانيكية الناتجة عن التنفس. أظهرت الدراسات الحديثة أن شبكة معقدة من الخلايا المناعية غير الدورية الموجودة داخل أنسجة الرئة هي المسؤولة عن الحفاظ على التوازن بين المناعة والتسامح.
المناعة الخاصة بأنسجة الرئتين
يتكون الجهاز المناعي الرئوي من أجزاء مختلفة. يعمل الجهاز التنفسي العلوي كمكون مخاطي وغدي تهيمن عليه الأجسام المضادة IgA، في حين تفتقر المسالك الهوائية الطرفية إلى الأنسجة المخاطية وتهيمن عليها الأجسام المضادة IgG.تكون المسالك الهوائية المحيطية على اتصال دائم بالخلايا القصبية السنخية (BACs)، والتي تتكون أساسًا من البلاعم السنخية (AM) والخلايا الليمفاوية (توجد أيضًا في جزء من ظهارة الجهاز التنفسي). يعد النسيج اللمفاوي المرتبط بالقصبات الهوائية (BALT) حجرة أخرى من الخلايا اللمفاوية التنفسية (RLCs)، وهو يستوعب الأنسجة اللمفاوية المنظمة الموجودة داخل جدران القصبات الهوائية.
يختفي BALT بعد فترة المراهقة؛ يُظهره البالغون فقط أثناء الأمراض الالتهابية المزمنة، حيث يطلق عليه BALT المحفز (iBALT). الخلايا البائية هي الخلايا الرئيسية في BALT، لكن الخلايا التائية والخلايا الجذعية (DC) موجودة أيضًا. كما أن لديها وريدًا بطانيًا عاليًا (HEV)، يعمل على نقل الخلايا الليمفاوية والمستضدات بين الرئتين والدورة الدموية.
تشتمل الحجرة الأخرى على BACs، التي يتم الحصول عليها من خلال سائل غسل القصبات الهوائية السنخية (BALF) من المسالك الهوائية المحيطية، والتي تحتوي على AMs والخلايا اللمفاوية الفطرية (ILCs) وDCs، التي تحمي من مسببات الأمراض المستنشقة والمواد السامة والمواد المسببة للحساسية. تعمل هذه الخلايا كخلايا مقدمة للمستضد (APCs)، حيث تفرز العديد من السيتوكينات والكيموكينات لتنظيم المناعة الفطرية والتكيفية.
الخلايا المناعية في الرئة
تعتبر البلاعم السنخية المجموعة الفرعية المناعية النموذجية المقيمة في الرئة. بعد النفس الأول، تتمايز البلاعم إلى بلاعم سنخية طويلة العمر (AMs) وبلاعم خلالية (IMs). تعتبر AM خلايا مضادة للالتهابات ولها دور مهم في بلعمة الجسيمات والخلايا الميتة والحطام الخلوي، والحفاظ على التوازن المناعي من خلال إنتاج TGF-β والتحريض اللاحق للخلايا التائية التنظيمية FoxP3 (Treg).أثناء العدوى، يتم زيادة نشاط البلعمة. ومع ذلك، لا يزال لدى AMs دور في الحد من الالتهاب عن طريق إنتاج TGF-β، والبروستاجلاندين-E2، وعامل تنشيط الصفائح الدموية. يرتبط الفشل في البلعمة بمرض الانسداد الرئوي المزمن (COPD) والربو. من ناحية أخرى، تبين أن الـ IMs تحد من استجابات Th2 من خلال إفراز IL-10. ويشارك كل من AMs وIMs في إصلاح الأنسجة.
تلعب الخلايا اللمفاوية الفطرية (ILCs) الموجودة في الرئة دورًا في المراقبة المناعية ومكافحة العدوى. في الفئران المصابة بفيروس أنفلونزا H1N1، يتم تنشيط ILC1s وتنتج الإنترفيرون γ (IFN-γ) وعامل نخر الورم α في الأيام الثلاثة الأولى من العدوى. تعبر ILC2s بشكل أساسي عن IL-5 ويتم حثها على إفراز IL-13 تحت المحفزات الالتهابية، مما يؤدي إلى إنتاج الإيوتاكسين، وبالتالي التحكم في تراكم الحمضات.
تنتج ILC3s إنترلوكين 17، الذي يحمي من بعض البكتيريا داخل الخلايا، مثل المتفطرة السلية ، وكذلك البكتيريا والفطريات خارج الخلية. على الرغم من ذلك، يمكن لـ ILC3s أيضًا تحفيز الاستجابات الالتهابية. على سبيل المثال، يتم إثراء IL17+ ILC3s في عينات غسل القصبات الهوائية لدى البشر المصابين بالربو الحاد. على عكس ILCs، يتم إعادة تدوير الخلايا القاتلة الطبيعية باستمرار وقد تساهم في الإصابة بالأمراض الالتهابية المزمنة نظرًا لارتباطها بمرض الانسداد الرئوي المزمن والربو عن طريق إنتاج السيتوكينات الالتهابية.
فيما يتعلق بالبلدان النامية، لا يزال عدم تجانسها في الرئة قيد الدراسة. هناك DCs البلازميتويد (pDCs) و DCs النخاعي، والتي تنقسم إلى cDC1 و cDC2. لا يبدو أن الخلايا الجذعية الرئوية تجدد نفسها بنفسها؛ تنشأ من الخلايا السليفة وتستمر في الرئة لمدة تصل إلى 8 أسابيع. لقد ثبت أنها تثير وظائف مختلفة ضد مجموعة متنوعة من المحفزات.
تشير البيانات المأخوذة من نماذج الفئران التجريبية التي تم تحديها بعث غبار المنزل (HDM) إلى أن هذه الخلايا تلعب أدوارًا مهمة في استجابة الخلايا التائية في التهاب الرئة. في هذا السياق، يتم امتصاص المواد المسببة للحساسية بواسطة CD11b + cDC2s، مما يسبب استجابات Th2 وTh17. في المقابل، فإن CD103 + cDC1s يحد من هذا الالتهاب التحسسي الناتج عن التعرض المزمن لـ HDM عبر إنتاج IL-12. تحفز CD103 + cDC1s أيضًا خلايا Treg استجابةً لـ HDM عبر إشارات حمض الريتينويك.
دراسة حالة: الالتهاب الرئوي الجرثومي
تعمل الخلايا المختلفة المقيمة في الأنسجة في المواقف المسببة للأمراض. أفضل مثال هو AMs في التسبب في الالتهاب الرئوي الجرثومي. تنتج AMS أثناء الالتهاب الرئوي الجرثومي سلبي الجرام TNF-α، الذي يحفز عامل تحفيز مستعمرة الخلايا البلعمية المحببة (GM-CSF) في الخلايا الظهارية في مجرى الهواء (AECs)، مما يولد إشارات تكاثرية عبر تحفيز الاستبداد واستعادة الحاجز الظهاري. على الرغم من أنه أثناء الالتهاب الرئوي الجرثومي، تحل البلاعم المحيطية المتسللة محل البلاعم المقيمة. إن القضاء على الخلايا المبرمج بوساطة AM يقلل من إمكاناتها البلعمية ضد مسببات الأمراض البكتيرية، مما يزيد من نمو البكتيريا في الرئتين.في الفئران، تحمي خلايا NK الرئوية من الالتهاب الرئوي الناجم عن K. الرئوية عن طريق إفراز IFN-γ وIL-22، مما يعزز تسلل العدلات وALI. ومع ذلك، فإن ILC3s تزيد لاحقًا من مستويات IL-17 لتحسين البلعمة للعامل الممرض وحل ALI الناجم عن الالتهاب الرئوي الجرثومي سالب الجرام.
