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研究背景:肺炎是一种常见呼吸道传染性疾病。在世界疾病死因排名中,肺炎排名第八,在感染性疾病中排名第一,进入ICU的肺炎患者死亡率高达23%。越来越多的研究表明,患者在病毒感染后极易发生细菌性共感染。其中,甲型流感病毒和肺炎链球菌共感染最为常见。甲型流感病毒（influenza A virus,IAV）是一种具有高度传染性和致病性的呼吸道病毒,可在人类中进行大规模传播并引发流行或大流行。大量研究表明,流感病毒感染后导致的细菌共感染发病率高,致病能力强,死亡率高。因此,对流感病毒和细菌共感染的发生发展过程和致病机制的研究将有助于预防流感患者发展为重症肺炎患者患者,降低患者死亡率。IL-4是一种Th2型免疫细胞因子。已有研究证实,IL-4可促进B细胞的增值、幼稚CD4T细胞向Th2表型分化和嗜酸性粒细胞的趋化,从而发挥免疫刺激作用。此外,IL-4还可抑制单核细胞或巨噬细胞产生IL-1、IL-6、IL-12、TNF-a等促炎介质,发挥抗炎作用。IL-4的这些多重甚至相互冲突的作用使其在维持机体免疫稳态的过程中发挥重要作用。研究显示IL-4可以通过抑制机体过度的炎症反应在炎症相关疾病如类固醇诱导的骨坏死、多发性硬化中发挥保护作用。还有研究证明它对艰难梭菌感染、蠕虫感染和乙状结肠感染等多种感染性疾病具有保护作用,但IL-4在甲型流感病毒和肺炎链球菌（IAV-S.pn）共感染型肺炎中是否发挥保护作用,尚不清楚。目的:研究IL-4在IAV-S.pn共感染肺炎中的作用,并初步探索其作用的机制,为预防和治疗IAV-S.pn共感染型肺炎提供新思路。方法:鼻腔滴注甲型流感病毒PR8和肺炎链球菌菌19F分别建立单纯感染和共感染小鼠模型,检测并比较WT和IL-4-/-小鼠的生存率和肺组织病理损伤情况,明确IL-4在IAV-S.pn共感染中是否发挥保护或有害作用。检测小鼠肺组织病原体载量明确IL-4缺陷是否影响病原体的清除。ELISA检测肺匀浆中趋化因子和细胞因子的浓度,流式检测小鼠BALF中各炎症细胞比例和数量,明确IL-4是否影响共感染小鼠肺部炎症反应。体外吞噬杀伤实验明确在共感染模型中,IL-4是否影响中性粒细胞和巨噬细胞的功能。FCM检测小鼠BALF中炎症细胞死亡情况。Western blotting探索IL-4对细胞焦亡相关分子的调控。r IL-4和细胞焦亡抑制剂双硫仑处理共感染小鼠后检测小鼠BALF细胞存活情况、肺组织细菌载量和肺部炎症反应,验证IL-4通过抑制肺部免疫细胞焦亡从而降低小鼠肺部细菌载量和炎症反应,减轻肺部病理损伤,从而发挥保护效应。结果:1.IL-4缺陷不影响单独PR8感染或单独19F感染小鼠体重变化和生存率（P>0.05）。IL-4-/-共感染小鼠生存率显著低于野生共感染小鼠（P<0.05）。外源小鼠r IL-4蛋白可显著提高IL-4-/-共感染小鼠的生存率并且使小鼠体重回升（P<0.05）。野生共感染小鼠在注射r IL-4后生存率和体重曲线也出现上升的趋势。以上结果提示IL-4在IAV-S.pn共感染肺炎中发挥保护效应。2.小鼠肺组织切片HE染色结果表明,在单独感染中,WT与IL-4-/-小鼠肺部病理损伤无明显差异。在共感染中,IL-4-/-小鼠肺组织坏死、肺泡结构破坏、气道融合等病理变化较WT小鼠更严重。同时,IL-4缺陷使共感染小鼠BALF中LDH活性、总蛋白量和肺湿/干比升高（P<0.05）。3.在单独病毒感染和共感染中,IL-4缺陷不影响小鼠肺部病毒载量（P>0.05）。在单独19F感染中,IL-4-/-小鼠和WT小鼠鼻咽部和肺部细菌载量均无差异（P>0.05）。在共感染中,IL-4-/-鼠鼻咽部和肺部细菌载量显著高于WT小鼠（P<0.05）,该结果表明IL-4可通过降低共感染小鼠肺部的细菌载量发挥保护作用。4.IL-4-/-共感染小鼠肺部IL-6、TNF-α和IL-1β的浓度较WT共感染小鼠明显升高（P<0.05）,IFN-γ的表达无差异。IL-4缺陷还可导致共感染小鼠肺部巨噬细胞比例和数量均增加（P<0.05）,但不影响中性粒细胞和CD8+IFN-γ+T细胞的募集。此外,IL-4-/-共感染小鼠肺部CCL2浓度也显著高于WT共感染小鼠（P<0.05）,而CXCL1和CXCL10无明显差异。以上结果表明IL-4可显著减轻共感染小鼠肺组织炎症反应。5.FCM结果显示IL-4-/-共感染小鼠BALF中炎症细胞Annexin V+PI+细胞比例显著高于WT小鼠（P<0.05）,提示IL-4可抑制共感染小鼠BALF中炎症细胞的死亡。Western blot结果显示IL-4可抑制共感染小鼠BALF细胞中caspase-1、GSDMD和IL-1β的表达。以上结果提示IL-4可能通过抑制肺部免疫细胞焦亡从而降低共感染小鼠肺部免疫细胞的死亡。6.r IL-4和焦亡抑制剂双硫仑均可降低IL-4-/-共感染小鼠肺部免疫细胞死亡、肺部蛋白渗出、肺部细菌载量和炎症因子水平。该结果显示IL-4可通过抑制共感染小鼠肺部免疫细胞焦亡控制细菌载量和炎症反应,从而降低共感染小鼠肺部病理损伤,提高小鼠生存率。结论:在IAV-S.pn共感染小鼠模型中,IL-4可显著抑制肺部免疫细胞焦亡,加强共感染小鼠对肺部细菌的清除,减轻小鼠肺部炎症反应,缓解共感染小鼠肺组织病理损伤,从而增强小鼠对IAV-S.pn共感染的抵抗。