低濃度 HNPs 促進肺上皮細胞損傷修復 有研究發現 4～10 μg/ml HNP1-3 呈劑量依賴的方式誘導 A549細胞增生。許多研究顯示表皮生長因子受體和 MAPK 信號通路參與細胞增生，然而 HNPs 誘導細胞增生不被表皮生長因子受體*激酶抑制劑 AG1478 抑制，而*被有絲分裂原激活蛋白酶抑制劑 U0126 抑制，表明 HNPs 誘導細胞增生可能通過下游 MAPK 信號通路介導。盡管 HNPs 誘導細胞增生可能有利于人體防御，但是當局部 HNPs 濃度缺乏控制，過度和*刺激細胞增生可能也會造成不利影響。在慢性支氣管炎患者支氣管活組織切片中上皮細胞增生比例比正常人和哮喘患者增多，推測 HNPs 參與上皮細胞化生，比如鱗狀細胞和黏液細胞化生，這些常與 PMN 炎癥有關。

    4.2 高濃度 HNPs 導致肺上皮細胞凋亡 研究發現高濃度的 HNP-1（10～20 μg/ml）引起肺上皮細胞 A549 細胞出現凋亡的形態學改變以及 Caspase-3 活性增加。共焦顯微鏡觀察 HNP-1 在 30 min 內轉移并定位至內質網而不需要聚集到細胞膜，推測其細胞凋亡機制可能與內質網應激有關而不是細胞膜受體介導。也有研究發現A549 細胞與 50μg/ml HNP1-3 共培養 3h，胞漿中細胞色素 C 的含量增加，并用 TUNEL 法檢測，結果顯示與培養基細胞相比凋亡細胞明顯增加，表明 HNP1-3 也引起 DNA 斷裂。

    4.3 HNPs 促進肺上皮細胞免疫反應 Vaschetto 等研究發現，HNPs 刺激誘導肺上皮細胞表面表達 CD51（ICAM-1）、CD81、CD86 以及相應的主要配體 CD11a（LFA-1）、CD152（CTLA-4）和 CD28 在 CD4+ 淋巴細胞表面表達。因此，HNPs 通過活化肺上皮細胞和 CD4+ 淋巴細胞內共刺激分子在連接天然免疫和獲得性免疫中發揮重要作用。HNPs 通過上調黏附分子 ICAM-1 增加細胞黏附，從而促進 A549 細胞和 CD4+ 淋巴細胞的相互作用。因此，CD4+ 淋巴細胞黏附到肺上皮細胞可能更進一步引起并延長免疫反應。

    4.4 HNPs 增加氣道上皮細胞黏液分泌 在呼吸道中，黏液分泌對人體對抗病原體和刺激物有保護作用，而且黏液層有助于清除吸入的異物，然而慢性呼吸道感染的患者氣道黏液分泌也是一個重要的病理特征，可以導致氣道阻塞和氣體交換受損。在已被證實的 19 種 MUC 基因中 MUCC 是氣道表面上皮細胞分泌的主要呼吸系統黏蛋白。Ishimoto 等利用人氣道黏膜上皮細胞系 NCI-H292 細胞檢測 HNP-1 在 MUCC 黏蛋白分泌中的作用，研究發現 HNP-1 激活細胞表達 MUCC，并且在 10 mg/L HNP-1 中 MUCC mRNA 和蛋白的表達水平zui高，此外，低劑量的 HNP-1 和 LPS 并不影響 MUCC 的產生，但是 10 mg/L HNP-1 和 10 ng/ml LPS 同時刺激顯示對 NCI-H292 細胞 MUCC mRNA 和蛋白表達水平的累加效應。

    4.5 HNPs 破壞肺屏障功能 Bdeir 等利用細菌人工染色體 10 構建能表達α- 防御素的轉基因小鼠（Def+/+），在小鼠氣管內注入 pH≈2 的 HC12.5 μl/g 誘導急性肺損傷，結果顯示 Def+/+ 小鼠生存時間（420 min）較 WT 小鼠（1 200 min）明顯短，此外，免疫組織化學顯示 Def+/+ 小鼠肺組織中α- 防御索的量較多而 WT 小鼠腫組織中沒有表達，同時 Def+/+ 小鼠肺表現出明顯的腫脹和發紅，由此可見肺組織中α- 防御索的釋放與肺毛細血管內皮和肺泡上皮的通透性增加相關從而加重了急性肺損傷，進一步研究還發現α- 防御素破壞肺毛細血管 - 內皮屏障作用是通過低密度脂蛋白受體相關蛋白信號轉導介導。

5 HNPs 與 PMN 相關的肺部疾病

     5.1 HNPs 與肺炎 肺炎鏈球菌是導致社區獲得性肺炎、鼻竇炎、中耳炎和腦膜炎的主要病原體，Beiter 等將有莢膜菌株（血清型 1、2，4、9V）和相應的無莢膜菌株（血清型 1R、2R、R6、4R、9VR）分別置于 3.75 μg/ml 和 7.5μg/ml HNP1-3 中培養，菌株的死亡均呈劑量依賴的方式，且有莢膜的菌株更有效地被殺死，這些結論否定了莢膜是抗菌肽介導抗菌作用的阻力。在無莢膜的菌株中引進陽離子表面電荷或者減少陰離子表面電荷可以對抗 HNP1-3 的作用，而沒有發現陰離子電荷的莢膜和無電荷的莢膜與 HNP1-3 敏感性的關系，因此，莢膜參與防止表面電荷的修飾機制仍需要進一步研究。

5.2 HNPs 與肺結核 Ashitani 等研究發現，活動性肺結核（TB）患者治療前血漿 HNPs 濃度 [（437±38）ng/ml] 比健康對照者高 [（230±28）ng/ml，P＜0.05]，支氣管肺泡灌洗液（BALF）中 HNPs 濃度 [（1 245±314）ng/ml] 比正常對照者高 [（14±4）ng/ml，P＜0.000 1]。用反相 HPLC 法測定正常對照者血漿中成熟的 HNPs 與前體防御素比例為 3：1，而 TB 患者比例為 4：9，因此血漿中 HNPs 可能直接反映 TB 患者骨髓刺激的程度。活動性 TB 患者血漿和 BALF 中 HNPs 的濃度均增高，提示 HNPs 可能參與導致 TB 患者肺功能紊亂，而這些多肽類可能作為評價疾病嚴重程度新的參數。而耐多藥 / 多耐藥肺結核患者血漿 HNP1-3 的濃度在經抗結核治療前后均低于正常，且與痰菌陽性持續時間以及影像學記分呈負相關，提示 HNP1-3 表達水平減少可能是耐多藥肺結核形成的原因之一，同時檢測到耐多藥肺結核患者 HNPl-3 濃度低于 60 ng/ml，因此提出 HNP1-3 表達水平可能作為耐多藥肺結核的標記。

5.3 HNPs 與慢性阻塞性肺疾病（COPD）COPD 急性加重期組誘導痰中 HNP1-3 表達水平明顯高于 COPD 穩定期組和健康對照組，并且 COPD 患者誘導痰中 HNP1-3 表達水平與 FEV1 占預計值 %、FEV1/FVC 和 PaO2 呈負相關，表明 COPD 病情越嚴重，痰中 HNP1-3 水平越高，提示痰中 HNP1-3 水平可以作為 COPD 嚴重程度的指標。Paone 等對 71 例吸煙者進行檢測，結果顯示 COPD 患者痰 HNPs 濃度比有癥狀吸煙者高 [（14±1.5）μg/ml vs （1.6±0.4）μg/ml，P＜0.000 1]，阻塞程度嚴重的 COPD 患者比輕、中度 COPD 患者 HNPs 濃度更高 [（19.9±2.3）μg/ml vs（10.3±0.8）μg/ml，P=0.003]。重度 COPD 患者痰中測得的 HNPs 表達水平超過了對氣道上皮細胞、肺纖維母細胞以及肺泡巨噬細胞的細胞毒作用的濃度。盡管體外檢測發現 COPD 患者痰中 HNPs 表達水平顯示出細胞毒性，但是它們在體內的活性仍需要檢測，因為一些甚至大部分 HNPs 被黏附到α1-AT、黏多糖和核酸而失去作用。

5.4 HNPs 與哮喘 哮喘被認為是一種異質性的疾病，根據外周血或痰中存在或缺乏粒細胞分為 4 種不同哮喘類型，即嗜酸粒細胞型哮喘、中性粒細胞型哮喘（NA）、嗜酸粒細胞 / 中性粒細胞混合型哮喘和寡粒細胞型哮喘。Baines 等研究發現，NA 中 HNPs（DEFA1、DEFAIB、DEFA3 和 DEFA4）、中性粒細胞組織蛋白酶 G 和彈性蛋白酶（ELA2）基因表達明顯升高，由于 HNPs 和中性粒細胞蛋白酶基因表達與氣道 PMN 聚集有明顯的相關性，并且 NA 中系統 PMN 活化和遷移至氣道增加，提示 HNPs 和中性粒細胞蛋白酶參與了該過程，從而提出外周血基因表達 HNPs 和中性粒細胞蛋白酶用于鑒定 NA 的可能。Vega 等提出 HNPs 可能通過黏附于*蛋白酶抑制劑家族如α1- 蛋白酶抑制劑的膜表面促進肺上皮細胞損傷，此外，哮喘患者更容易發生感染，這個效應可能是由于 HNPs 的 ADP- 糖基化引起，在哮喘患者 BALF 中已經發現了 ADP- 糖基化的 HNPs，HNPs 的 ADP-糖基化改變了防御素的生物特性，降低了抗菌活性，維持了促炎特性。

    5.5 HNPs 與急性呼吸窘迫綜合征（ARDS）ARDS 是以增加肺泡毛細血管屏障和肺泡上皮損傷為特征。臨床病理研究顯示 PMN 在 ARDS 發病機理中發揮重要作用，然而 ARDS 患者和健康對照者 PMN 的成熟、內容物以及功能的差別尚不清楚。Ashitani 等檢測發現 ARDS 患者血漿中 HNPs 的濃度 [（2012±1 389）ng/ml] 比健康對照者 [（271±153）ng/ml] 高，BALF 中 HNPs 的濃度 [（726±848）ng/ml] 亦高于健康對照者 [（14±14）ng/ml]。利用 RP-HPLC 的方法檢測健康對照者血漿中成熟 HNPs 與前體防御素的比例為 3：1，而 ARDS 患者成熟 HNPs 與前體防御素的比例為 1：5。BALF 中高水平的 HNPs 可能是感染部位活化的 PMN 釋放的成熟防御素。然而，同樣的患者血漿中 HNPs 主要來源于骨髓的中性粒細胞前體細胞。在 ARDS 中活化的炎癥細胞釋放介質刺激骨髓，促進不成熟中性粒細胞和前體防御素從骨髓中釋放到外周循環。因此，血漿 HNPs 可能直接反映骨髓刺激的程度。這一推測也由 ARDS 患者外周血中性粒細胞計數以及桿狀核細胞計數均高于正常對照者得到證實。