哮喘联盟

张晓菊 陈卓昌 
河南省人民医院呼吸内科 450003 

    糖皮质激素（Glucocorticoid GC）是肾上腺皮质束状带分泌的甾体类化合物，其分泌受下丘脑-垂体-肾上腺调节，其经典分子机制是GC与靶细胞浆内的糖皮质激素受体( glucocorticoid receptor ,GR) 相结合后影响了参与炎症的一些基因转录而产生抗炎效应。GR由约800个氨基酸残基构成,其C端与GC结合，其中央有2个锌指(zinc finger) 结构，各结合4个半胱氨酸残基，其N端的功能区τ1涉及与DNA结合后的转录性基因转移活化以及与其他转录因子的结合，人的GR的结合功能区中还有τ2 ，它对受体进入核内有重要作用。GC在体内主要与GR特异结合而发挥作用。在靶细胞胞浆内，未活化的GR与一些蛋白质如热休克蛋白(HSP90)、hsp70及亲免素(inununophilin)等结合在一起形成异源性寡聚物，其中hsp90与GR的配体结合区结合，以维持GR的稳定性和高度配体亲和力。当GC以被动扩散方式通过细胞膜后即与GR的配体结合区结合，其上的hsp90解离，形成GR-GC复合物，同时GR的DNA结合区暴露，GR蛋白发生一定的构象变化，GC-GR形成一个同源二聚体复合物以主动转运方式进入细胞核，与GC反应元件结合，从而启动和调控某些细胞因子、多肤、酶等的基因转录，发挥一定的生物效应^[1]。 
    依据对糖皮质激素(GC) 治疗的反应性,哮喘患者可分为激素敏感型(SS) 、激素依赖型(SD) 与激素抵抗型(SR)。激素抵抗型哮喘属于哮喘的一种少见的特殊类型,关于其诊断标准目前尚未取得一致意见,通常SR共同的一些特征是：经适当治疗而哮喘症状仍持续存在；慢性气道阻塞[成人1秒钟用力呼气容积(FEV1) <70 %，儿童FEV1 < 80 %]；频发的夜间哮喘伴有明显的肺功能减低；对糖皮质激素治疗效果差，一般给予不少于40mg/ d 的泼尼松1～2 周,患者清晨用支气管扩张药物前FEV1 
改变< 15 %^[2]。 

    一．糖皮质激素抵抗的分子机制 
    1. 糖皮质激素代谢异常: GR 必须与激素结合后才能被激活,因此,激素代谢异常也可能导致GR功能障碍。 
    2. 糖皮质激素受体的异常: 目前普遍认为糖皮质激素受体(GR) 的改变,尤其是糖皮质激素受体β亚单位(GRβ) 的表达在其中有重要意义。 
    (1) GR 数量减少: 由于糖皮质激素受体数量减少,与GC 结合亲和力下降,或糖皮质激素受体的DNA结合位点与细胞核内的糖皮质激素应答成分不能很好地结合。原发性激素抵抗较少见,常有家族史。Karl等在一个GC抵抗家族中发现GR 基因4个碱基对的缺失,使GR 数目下降50%^[3]。Gandhi V 等发现糖皮质激素受体基因NR3C1 mRNA外显子3的缺失在糖皮质激素抵抗机制中发挥了重要作用^[4]。 
    (2) GR 基因突变或GR 基因多态性: GR 基因突变导致的原发性皮质激素抵抗多见于Ⅱ型GC抵抗型哮喘。GR 基因突变除产生无功能的GR 外,也可导致GR 数量减少。GR功能异常多与GR一级结构的多态性有关。GR是由2个高度同源的亚单位组成, 即糖皮质激素受体α和β(GRα和GRβ) 。GRα是一配体激活转录因子,在激活状态下通过与特殊的糖皮质激素反应单元( GRE)上的DNA结合,调节皮质激素相关基因的表达。GRβ不与GC结合,而且在转录过程中无活性。两者从羧基端直到第727 个氨基酸的序列都相同,其区别在于GRβ的羧基端有15个独特的氨基酸,从而决定了GRβ不能结合配体,对糖皮质激素反应元件、激活蛋白-1 (AP-1) 及核因子-κB(NF-κB) 无转录活性^[5]。生理状态下GRα在大多数细胞中占明显优势。近年研究发现GR基因外显子的改变,使功能性的GRα变成GRβ,后者不能结合GC,并且对GRα介导的基因转录有负调节作用。因此, GRβ可影响GC的敏感性。有实验报道GRβ过度表达在SR哮喘中起重要作用，在SR哮喘患者的气道上皮细胞,淋巴细胞中GRβ表达水平明显高于正常组GC敏感组^[6]。 
    (3) GR的磷酸化障碍: GR的正确磷酸化是其发挥功能所必需。在没有GC 的情况下, GR主要在203位丝氨酸磷酸化并存在于胞浆中，地塞米松处理可导致丝氨酸211磷酸化并转位入核，所以磷酸化决定GR的靶基因启动子的特异性及其与共辅助因子相互作用的能力和亚细胞定位和受体的稳定性。当GR磷酸化发生障碍时,将会导致GC抵抗^[7]。 
    3. 热休克蛋白90 (HSP 90) 的异常: HSP 90是GR的重要伴侣蛋白, HSP90 既作为类固醇受体的结合蛋白,又介导甾体激素与受体的相互作用。由于HSP90 与GR 结合而使后者处于失活状态,因此一般情况下HSP90 都存在于胞浆中, 如果在胞核内有HSP90的大量出现,必然会影响GR的转录激活作用，同时也会使GR滞留在细胞核内,阻碍其循环再利用。Kang等^[8] 研究发现细胞内HSP 90水平升高能够在报告基因水平负性调节糖皮质激素的反应，并且这种作用在核内更为明显。对于这种负性调节的机制，可能为HSP 90在多个环节上影响GR的转录活性。他们认为激活前的GR与HSP90的相互作用同样在GR和GRE解离和GR循环方面也起作用。当HSP90/ GR之比处于合适状态时，则是正性调节。而HSP 90/GR之比过高或过低均为负性调节。钱小顺等观察到SR患者的PBMC中均有HSP70、HSP90基因的表达,随着炎症程度的加重和持续时间的延长,这种表达能力增强,而且HSP90基因表达水平越高,地塞米松越难抑制淋巴细胞的增殖^[9]。 
    4. 细胞因子和T细胞异常:哮喘是以多种炎性蛋白基因的表达为特征，如细胞因子、酶、受体和黏附分子，而这一特征是由许多转录因子参与所形成，如核因子κB (NF-κB) 、AP-1、活化T细胞核因子(NF-AT) 、c-AMP反应单位结合蛋白(CREB)和信号转导活化的转录因子( STAT)，这些转录因子引起众多炎性基因的依次表达，引起我们所见的气道炎症。AP-1是由c-fos和c-Jun组成的一种非均质配体。Lane等研究发现, c-fos合成的增加是AP-1增加和GR与DNA结合力减低所形成糖皮质激素抵抗的主要原因。哮喘患者中许多炎性基因与AP-1表达增加相关^[10]。AP-1可激活哮喘关键基因的转录如IL-5和GM-CSF，因而在哮喘的发病机制中起重要的作用。目前认为炎性因子刺激下的CD38阳性细胞对糖皮质激素作用不敏感。Tliba等^[11]发现,在TNF-α和IFN的联合作用下可以引起气道平滑肌细胞内的GRα∶GRβ由8∶1 降至1∶3 ；另外还发现将糖皮质激素反应元件片段及GRβ或空载体同时转染ASM细胞后，转染GRβ的ASM细胞内氟替卡松诱导的糖皮质激素反应元件依赖的炎性基因调节作用被完全阻断，而转染空载体的ASM细胞对氟替卡松的作用不受影响。因此GRβ上调可以引起CD38 表达增强,进而引起ASM细胞对糖皮质激素的抗炎作用反应性下降,导致Ⅰ型激素抵抗型哮喘。 
    人类T辅助细胞( Thelper , Th)分Th1和Th2两型，反映了GC抵抗与Th1/ Th2 类细胞因子表达调节有关。Ginde AA等人在其研究中指出维生素D可通过糖皮质激素作用于调节性T细胞及IL-10的分泌，从而改善激素抵抗性哮喘的治疗效果，具体机制尚待进一步研究^[12]。
  
    二．SR哮喘的治疗 
    激素抵抗型哮喘对常规剂量的反应低下,在SR 哮喘诊断治疗之前,必须除外一些潜在的导致GC治疗不敏感的因素。首先要排除哮喘的诱因是否得到有力控制,然后根据常规激素对哮喘的治疗反应来诊断。在诊断性治疗期间,哮喘患者应避免接触过敏原,有效控制感染因素造成的气道炎症,避免使用β受体阻滞剂、乙酰胆碱酯酶抑制剂、某些非甾体类抗炎药物，排除哮喘的诱因是否缓解，是否存在潜在的哮喘加重因素:如胃食管返流、上气道疾病、阻塞性睡眠呼吸暂停等。 
    对于SR 哮喘药物治疗，目前常用的治疗策略为大剂量激素冲击治疗；使用其它抗炎制剂如茶碱类、白三烯受体拮抗剂或白三烯合成抑制剂；应用免疫抑制如环孢霉素A、甲氨喋呤、雷公藤多甙、硫唑嘌唑等。环孢素A ( cyclosporine A, CsA)对哮喘气道炎症具有明显抑制作用，其机理可能与抑制淋巴细胞活化，减少IL24、IL25的合成有关。但CsA 的严重不良反应如肝毒性、肾毒性限制了本品的广泛应用。新型免疫制剂他克莫司( FK506, tacrolimus)是一种强效免疫抑制剂。FK506通过抑制T细胞的Ca介导的胞浆脱颗粒过程，抑制T细胞、嗜碱粒细胞、中性粒细胞聚焦，并阻止淋巴细胞对其他炎症细胞的吸引；也可抑制淋巴因子的表达。因其毒性很小，可试用于SR哮喘患者。多项研究表明,口服白三烯受体拮抗剂孟鲁司特治疗对哮喘转归、症状改善和肺功能均有显著益处。在治疗SR哮喘，孟鲁司特可作为GC替代药物进行最初治疗。奥马珠单抗(omalizumab)是一种重组人源化抗IgE单克隆抗体,通过与游离IgE结合而显著降低游离IgE的水平,阻断IgE与肥大细胞、嗜碱粒细胞结合,防止炎症介质的释放，能够显著改善哮喘患者的症状、肺功能及生活质量,减少哮喘恶化的发作次数,减少糖皮质激素的用量,因此是一种前景广阔的治疗支气管哮喘的新药^[13]。中药雷公藤作为一种免疫调节剂,可用于多种疾病的治疗。一些学者证实雷公藤提取物雷公藤甲素能够有效的治疗SR哮喘。 

参考文献 
1．BambergerCM，SehulteHM，ChrousosGP. Molecular determinants of glueoeortieoid receptor function and tissue sensitivity to glueoeortieoids.Endocr Rev[J].1996;17:245-61. 
2.Spahn JD ,Leung DY,Szeffler SJ . New insights into the pathogenesis and management of steroid-resistant asthma. J asthma ,1997 ,34 :177-194. 
3．Karl M, Lamberts SW, Detera-Wadleigh SD. Familial glucocorticoid resistance caused by a splice site deletion in the human glucocorticoid receptor gene. J Clin Endocrinol Metab. 1993 Mar;76(3):683-9. 
4．Sánchez-Vega B, Gandhi V. Glucocorticoid resistance in a multiple myeloma cell line is regulated by a transcription elongation block in the glucocorticoid receptor gene (NR3C1). Br J Haematol. 2009 Mar;144(6):856-64.   
5. Yudt MR ,Jewell CM,Bienstock RJ ,et al.Molecular origins for the dominant negative function of human glucocorticoid receptor beta.Mol Cell Biol ,2003 ;23 :4319～4330 
6. Miyashita N, Kubota Y, Nakajima M, et al. Exacerbations in children and exacerbations of asthma in adults[ J ].Ann Allergy Asthma Immunol, 1998, 80 (5) : 405. 
7. Wang Z , Frederick J , Garabedian MJ . Deciphering t he phosphorylation " code" of t he glucocorticoid receptor in vivo. J Biol Chem ,2002 , 277 (29) : 26573226580. 
8．Kang KI ,Meng X, Devin2Leclerc J ,et al . The molecular chaperone HSP90 can negatively regulate the activity of a glucocorticosteroid dependent promoter. Proc Natl Acad Sci USA ,1999 ,96 :1439-1444. 
9．姚彬,佟万成,朱元珏,等. 热休克蛋白70、90基因在糖皮质激素抵抗型哮喘患者单个核细胞中的表达. 中华结核和呼吸杂志,1998 ,21 :289-291. 
10．Qian X, Zhu Y, XuW, et al. Glucocorticoid recep tor and hsp 90 in peripheral blood mononuclear cells from asthmatic. ChinMed J,2001, 114 (10) : 1 051. 
11．　Tliba O ,Cidlowski J ,Amrani Y. CD38 expression is insensitiveto steroid action in cells treated with TNF{alpha} and IFN 
{gamma} by a mechanism involving the upregulation of glucocorticoid receptor { beta} isoform. Mol Pharmacol , 2006 ; 69 : 
588～596 
12．Ginde AA, Mansbach JM, Camargo CA. Vitamin D, respiratory infections, and asthma. Curr Allergy Asthma Rep. 2009 Jan;9(1):81-7. 
13. 赵云峰, 吴学玲, 罗永艾, 奥马珠单抗对支气管哮喘的治疗作用。中国新药与临床杂志2005, 1 (24)