难治性哮喘的激素抵抗机制和临床治疗
2016/07/07
俞琪珺 黄茂
南京医科大学第一附属医院（江苏省人民医院） 210029
南京医科大学第一附属医院（江苏省人民医院） 210029
支气管哮喘（哮喘）作为呼吸系统常见病，在全世界范围内，大约影响了3亿人口[1]，兼有气道炎症和气道重塑的特点。在哮喘中，无法控制的气道炎症常导致较重的医疗和经济负担。哮喘是以气道高反应性和炎症反应为特征的慢性呼吸道疾病。针对哮喘中的气道慢性炎症，目前主要的治疗方法仍是糖皮质激素（激素）、β受体激动剂和白三烯调节剂等针对促炎因子治疗[2]。通过联合使用吸入激素（ICS）和一种支气管扩张剂，如长效β受体激动剂（LABA），大多数患者可以有效控制疾病，可仍然有一部分患者（约10%）的病情无法达到有效控制[3]。这些难以控制的哮喘通常被称作难治性哮喘，尤其是那些在联合使用了其他的控制药物后，哮喘依旧无法得到控制。按照“哮喘全球创议”（GINA）的推荐，这些患者通常都达到第 4 或者第 5级药物控制的要求，病情却依然严重。因此，难治性哮喘患者常是哮喘管理中最棘手的人群，对于其激素抵抗的机制阐述和目前临床上采取治疗措施的介绍则更有意义。
一、难治性哮喘简介
临床上大约有5%-10% 的哮喘患者, 经常规治疗（包括最大推荐剂量的吸入型糖皮质激素治疗后症状仍难以控制[3]。 这些患者被称之为难治性哮喘。难治性哮喘既是内科医师们经常面临的临床难题，也是造成哮喘病情迁延，甚至致死的常见原因。目前哮喘的治疗仍以激素为主，随着对激素的分子作用机制研究深入，发现激素发挥抗炎作用的机制主要通过两种途径：一种是经典途径，即激素（GCS）依靠其脂溶性穿过细胞膜弥散至胞浆，与激素受体（GR）激素结合区结合，形成活化的激素-激素受体（GCS-GCSR）二聚体，同时GR上的DNA结合区暴露，转移到细胞核内，与靶基因的激素反应元件（GRE）相结合，促进抗炎介质合成，同时，下调炎症相关因子mRNA的基因转录，减少炎症介质分泌[4]。并且糖皮质激素与其受体结合后，可以募集组蛋白去乙酰化酶2（HDAC2）。HDAC2可以去乙酰化GR，使GR可以与NF-Кb和AP-1结合。当这些转录因子与其结合后，就失去了相应活性，从而抑制了促炎因子的转录。HDAC2还可去乙酰化组蛋白从而促进GR介导的抗炎因子的转录。该途径的特点是起效较慢，通常需要几十分钟至数小时。另一种是非基因组途径，其起效迅速，不直接参与基因转录和翻译过程。目前认为，该途径中，激素可能通过激素受体，干扰细胞内信号传导，也可能直接和细胞膜相关膜受体结合，改变细胞膜的磷酸微环境，影响膜相关蛋白的活性。此外，激素的早期作用还可能与血管活性有关。激素通过结合于气道血管平滑肌上的神经元外单胺转运蛋白，提高与肾上腺素受体结合的去甲肾上腺素浓度，可导致血管收缩，血管通透性降低，减少黏液分泌和炎症因子的释放。尽管激素治疗对于大多数哮喘患者症状控制来说很有效，但激素不敏感在临床上也十分常见[5]。
二、难治性哮喘机制
1.导致难治性哮喘的原因有很多，如免疫功能障碍引起的细胞因子失衡，激素受体与激素结合功能缺陷及转运入核功能缺陷等。既往认为哮喘是一种嗜酸性粒细胞为主的Th2型气道慢性炎症，气流受限常为可逆性，但随着研究的深入，亦发现中性粒细胞性哮喘，这类病人气道炎症以中性粒细胞浸润为主，以Th17型气道炎症为特征，且对激素治疗不敏感，其气流受限也常不可逆。激素不敏感甚至激素抵抗是引起难治性哮喘的主要原因，相关分子机制又有很多。越来越多的文献显示，激素不敏感常与IL-17相关[6]。
2.激酶对GR的抑制也会导致激素抵抗。糖皮质激素的抗炎作用，很大程度取决于与GR的结合和GR从胞浆向胞核转位后介导的抗炎因子转录。一些磷酸激酶，尤其是p38MAPK，可以抑制GR功能。应激引起的p38MAPK依赖性GR的S134位点磷酸化可抑制核转位、蛋白稳定及与DNA的结合能力，从而减少抗炎基因的转录，引起激素抵抗[4.7]。IL-2、IL-4及IL-13可增强p38MAPK活性，抑制p38MAPK与GR磷酸化减少有关。其他一些相关信号通路激酶如MAPKs和ERK等也可磷酸化GR[8]。
3.GR、NF-ΚB和AP-1与炎症密切相关[9.10]。大部分的NF-КB 二聚体通过与细胞质中三个抑制因子（IКBa、IКBβ、IКBε）中的一个结合而以无活性的状态存在。各种信号（IL-1b，IL-2，GM-CSF和TNF-α）通过降解IКBs的方式来活化NF-КB，活化的NF-КB进入细胞核内与DNA结合。IКBs首先是在IКBs激酶（IKK）催化下使其的两个保守的丝氨酸残基磷酸化。IKK是由一个调节亚单位，IKK-γ（也被称为NEMO）和两个催化亚单位IKK-a、IKKβ组成。接着IКBs在SCF-E3泛素化酶复合体的催化作用下多泛素化而被蛋白酶降解。活化的NF-КB转位到核内与与其相关的DNA基序结合以诱导促炎基因的转录。而AP-1是细胞内的一个转录激活因子是由c-Fos和c-Jun组成的异二聚体。它通过调节基因的表达来应对多种刺激，包括细胞因子、生长因子、压力、细菌和病毒感染；因此AP-1控制了许多的细胞进程，包括分化、增殖和凋亡。AP-1上调含有TPA DNA 应答元件（(TRE; 5'-TGAG/CTCA-3'）的基因转录。AP-1异二聚体通过亮氨酸拉链形成，并通过特定的保守序列与基因结合来启动基因的表达。
4.吸烟哮喘患者中，HDAC2酪氨酸硝基化，这会抑制HDAC2功能，进而导致激素抵抗性出现[11]。
三、难治性哮喘治疗
哮喘以ICS为主要治疗方案，若单独使用ICS无法控制症状，则辅以LABA和/或长效胆碱能药物（LAMA）[12.13]。但是对于这样仍无法控制症状的难治性哮喘患者，则逐步加大ICS用量，合并高IgE水平的急性过敏性哮喘的病人可以从抗 IgE治疗。当传统治疗方法无效时，新兴的靶向治疗可能为其提供了方向和更好的疾病控制程度。
1.细胞因子靶向治疗
细胞因子治疗是指调控趋化炎症细胞的趋化因子及抑制Th2相关的细胞因子如IL-4、IL-5、IL-9和IL-13来达到预期的疗效。目前抗IL-5药物美泊利单抗（Mepolizumab）已被GINA推荐用于哮喘的第5级治疗，美泊利单抗和瑞利珠单抗（Reslizumab）也已经被FDA批准上市，其余一些细胞因子单抗已进入了药物实验及临床试验及临床应用阶段。
2.趋化因子受体靶向治疗
趋化因子受体（如CCR1、CCR2、CCR3、CCR4、CCR5和CCR8等）在介导炎症细胞迁移中起重要作用，通过与趋化因子的结合，介导肥大细胞、嗜酸性粒细胞和辅助性T细胞等向气道炎症部位迁移[14]。其中CCR3主要由嗜酸性粒细胞表达，其拮抗剂已经进入临床试验阶段。但不幸的是，尽管已经通过了安全性检测，但其在治疗过敏性鼻炎的3期临床试验中并未表现出足够的有效性[15]。因此，趋化因子受体的靶向治疗方法，未来仍需要更多的试验和研究，以得到更准确更安全的药效[16]。
3.其他
（1）激酶抑制剂：部分激酶可以使激素受体磷酸化，致其药效减弱。如p38MAPK信号通路的抑制剂，目前正在研发，可以干扰激素受体磷酸化，增加激素受体核转位，减少下游炎症介质释放[17]。且在动物实验中已经证明了其安全性。亦有实验证实了p38MAPK信号通路的抑制剂对激素反应性有作用，重症哮喘患者外周血单个核细胞在给予脂多糖干预后，p38MAPK信号通路的抑制剂加地塞米松组比单用地塞米松组表达更少的IL-8[18]。
（2）酪氨酸激酶抑制剂：小鼠实验中，酪氨酸激酶抑制剂伊马替尼也可以减轻气道高反应性和嗜酸性粒细胞积聚及相关Th2型细胞因子释放，可能是用过酪氨酸激酶C的活性，导致气道上皮释放的干细胞因子减少，气道肥大细胞活性减弱。目前伊马替尼治疗哮喘也已经进入了三期临床试验阶段[19]。
（3）HDAC2相关药物：在哮喘中因为氧化应激的存在，HDAC2量常减少。茶碱类药物，可以增加HDAC2量，在上述的激素抵抗型患者中，可以恢复患者对激素的反应性。在临床试验中，ICS联合茶碱类药物治疗比单独应用激素对疾病的控制程度更好，在单用激素组加用茶碱类药物可以部分恢复哮喘对激素反应性，以达到更好的疾病控制[20.21]。
（4）支气管热成形术：对于难治性哮喘，支气管热成形术是针对气道本身，是一种非药物治疗方式，通过热成形技术减弱支气管厚度。支气管热成形术能去除一半增生的平滑肌，从而使气道更通畅。同时这一治疗手段不会灼伤气道微薄的内层。对于难治性哮喘患者，支气管热成形术亦是不错的选择。
四、展望
难治性哮喘仍是全世界范围内导致哮喘患者沉重经济负担和死亡的重要原因之一，有关其激素抵抗和不敏感的机制研究仍需不断深入。相信在不久的未来，将会有更好的控制难治性哮喘的特异性药物投入临床使用。
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