治疗 COPD 的组织工程方法

慢性阻塞性肺病 (COPD) 目前被列为第三大死因，每年相关的全球医疗保健费用为 1.3 万亿英镑 (1)。 它是急诊入院的第二大最常见原因，具有高发病率和死亡率。 COPD导致肺功能进行性丧失，导致呼吸衰竭。 这种肺功能的丧失与导致肺气肿发展的炎症和实质瘢痕形成的重复循环有关。 这是脆弱的实质结构破裂和肺重塑的结果，伴随着纤维组织的积累和肺泡毛细血管功能单元的丧失，而肺泡毛细血管功能单元对于有效的气体交换至关重要。 从宏观上看，肺部变得更硬，无法支持患者完成生理吸气/呼气呼吸循环 (2)。

肺气肿的存在还导致肺弹性回缩力的丧失，因为空气袋代替受损的细支气管和肺泡，减少了下一次吸入的可用体积。 呼气时气道塌陷导致肺容积增加，导致过度充气和气体滞留。 患者逐渐出现呼吸困难、运动耐量降低和生活质量下降的症状。

肺气肿的药物治疗选择有限；目前的治疗旨在改善气流受限、减少气道炎症和减少恶化，但不能逆转肺损伤 (3)。 少数严重肺气肿患者可进行肺移植和肺减容手术 (LVRS)。 最近引入的带瓣膜的无创内窥镜机械治疗可减少严重受损的肺容积，并将空气重新引导至更健康的组织，同时线圈可改善弹性肺回缩 (4, 5)。 然而，这些干预措施并没有提高生存率。

我们实验室之前进行的工作已经确定，当接种肺成纤维细胞时，基于水凝胶/弹性蛋白的结构可以达到与肺泡壁一致的机械值 (1)。 这就提出了一个有趣的问题，即组织工程结构 (TEC) 是否可用于通过气穴置换和局部整合，并最终通过局部肺结构的再生来恢复肺气肿肺的机械完整性。

结合上述工作，最近的一项观察在某种程度上详细说明了先前被误解但在生理学上至关重要的肺组织在肺炎或急性呼吸窘迫综合征等急性疾病后再生能力背后的机制 (6)。 关键似乎在于共表达 Trp63 (p63) 和角蛋白 5 (Krt5) 的远端气道干细胞群。 这些 DASCp63/Krt5 细胞似乎迁移到肺部的损伤部位，在那里它们表现出分化能力，包括 I 型和 II 型肺细胞和细支气管分泌细胞等谱系。 这对于我们了解慢性肺部疾病和设计未来基于细胞的疗法至关重要，无论这些细胞是在患病的肺组织中保持存在和休眠状态，还是通过未知的机制丢失。