支气管哮喘靶向治疗的新进展
2010/01/05
张丽娜 陈萍
沈阳军区总医院呼吸与重症医学科 110016
支气管哮喘（简称哮喘）是由多种细胞包括气道的炎性细胞和结构细胞（如嗜酸粒细胞、肥大细胞、T淋巴细胞、中性粒细胞、平滑肌细胞、气道上皮细胞等）和细胞组分参与的气道慢性炎症性疾病。近年来其患病率在全球范围内呈逐年增长趋势，虽然应用吸入糖皮质激素和β2受体激动剂治疗90%～95%的哮喘患者能够控制症状、80%的患者可达到临床控制，但停药后症状可能再次出现，部分患者对激素治疗抵抗。随着对哮喘发病机制的深入认识，探索了多种新的靶向治疗，但目前还处于研发和临床试验过程中。现简要概述免疫调节剂相关的哮喘靶向治疗的作用机理、效应及其相关的不良事件。
一、细胞因子阻滞剂
已证实哮喘与Th2反应增强有关，因此封闭Th2相关细胞因子成为主要的治疗靶点，同时针对少数Th1细胞因子的防治措施也显示出一定疗效。相关可溶性受体、单克隆抗体治疗已在许多Ⅰ期、Ⅱ期临床试验中得到评估。
1．可溶性IL-4受体：IL-4具有诱导血管细胞黏附分子-1（VCAM-1）表达的作用，而VCAM-1可以促进T淋巴细胞、单核细胞、嗜碱粒细胞，特别是嗜酸粒细胞迁移到过敏性炎症反应部位。IL-4通过抑制细胞凋亡，延长嗜酸粒细胞存活，通过诱导黏蛋白基因表达使黏液生成增多，并具有促进Th0细胞转换成Th2细胞的独特作用，使Th2细胞进一步释放IL-4、IL-5、IL-9和IL-13。Borish等[1，2]进行的两项临床试验评估了人可溶性重组IL-4受体的安全性和有效性。一项随机双盲安慰剂对照研究纳入25例每日吸入激素治疗的中度持续状态哮喘患者，通过喷雾方式给予可溶性IL-4受体（0.5 mg、1.5 mg）或安慰剂，并在治疗前停用吸入激素，通过雾化吸入可溶性IL-4受体，其血浆半衰期接近1周。结果显示在应用可溶性IL-4受体1.5 mg组的患者中尽管停用吸入激素治疗而哮喘症状评分无升高，β受体激动剂的应用减少，呼出气NO水平降低，第4天FEV1提高，第2、4天PEF提高，在治疗过程中未发现药物相关毒性作用。另一项随机双盲安慰剂对照研究中纳入62例吸入激素治疗的中度持续状态哮喘患者，通过雾化吸入可溶性IL-4受体（0.75 mg、1.5 mg、3.0 mg）每周1次或安慰剂共12周，治疗开始时停用吸入激素。结果显示应用可溶性IL-4受体3.0 mg组患者肺功能、哮喘症状和急性加重均有改善，并且患者耐受性较好。但其作为哮喘的一种治疗方法还有待大样本临床研究论证。
2．抗IL-5单克隆抗体：IL-5在嗜酸粒细胞成熟、分化、募集、存活过程中起重要作用。两种人源化IL-5单克隆抗体Reslizumab和美泊利单抗（Mepolizumab）已经开展临床研究。在Kips等[3]进行的一项多中心随机双盲安慰剂对照研究中，纳入32例应用激素治疗的重度持续哮喘患者，静脉给予Reslizumab（SCH55700）（0.03 mg/kg、0.1 mg/kg、0.3 mg/kg、1.0 mg/kg）或安慰剂。结果显示Reslizumab可减少血中嗜酸粒细胞计数，并呈剂量相关性，在高剂量组（1.0 mg/kg）这种作用可维持30天。在0.3 mg/kg、1.0 mg/kg组显示其可使FEV1较基线水平有所提高，并且无不良事件出现。Buttner等[4]进行的一项为期6个月的多中心随机双盲安慰剂对照研究，共纳入19例轻中度哮喘患者，分3次静脉给予美泊利单抗每次250 mg或750 mg，结果显示美泊利单抗可以快速持久的减少外周血嗜酸粒细胞数量和血清嗜酸粒细胞阳离子蛋白水平，而不改变淋巴细胞分布和激活状态。Leckie等[5]进行的一项随机双盲安慰剂对照研究，纳入24例轻度哮喘患者，静脉注射给予美泊利单抗（2.5 mg/kg或10.0 mg/kg），观察到10.0 mg/kg给药组患者血清嗜酸粒细胞减少持续16周，痰中嗜酸粒细胞减少持续4周。应用抗IL-5单克隆抗体可使血清和痰中嗜酸粒细胞减少，并且耐受性较好，然而不能减轻组胺诱发的气道高反应性，这可能是由于在哮喘的发病过程中还有其他炎性细胞的参与。抗IL-5单克隆抗体与其他药物联合应用可能有一定益处。
3．抗IL-13单克隆抗体：IL-13参与气道炎症反应和气道高反应性，促使气道嗜酸粒细胞聚集，诱导杯状细胞化生。抑制IL-13的作用可能成为治疗哮喘的重要途径。Bree等[6]应用短尾猴进行的研究证明应用抗IL-13单克隆抗体治疗可以使肺泡灌洗液中嗜酸粒细胞、嗜酸粒细胞活化趋化因子和中性粒细胞数量减少。Blanchard等[7]应用鼠进行的相关研究中证实应用人源化抗IL-13单克隆抗体(CAT-354）可减轻气道高反应性及减少嗜酸粒细胞的聚集。还需进一步临床研究证实抗IL-13单克隆抗体的有效性及安全性。
4．IL-2受体拮抗剂：IL-2可以增加T细胞细胞因子合成，并在调节性T细胞、自然杀伤细胞和B细胞发挥生物学效应方面起重要作用。达珠单抗（daclizumab）是一种人源化的IgG1单克隆抗体，通过与活化的T细胞表面IL-2受体α链（CD25）相结合而发挥作用，达珠单抗可以抑制致炎细胞因子的增殖。Busse 等[8]最近进行的一项为期36周的随机双盲安慰剂对照研究，共纳入115名中重度持续哮喘患者，静脉给予达珠单抗每2周1次（逐渐减量），结果显示在第一阶段（前12周，与吸入激素同时应用）达珠单抗可提高FEV1，减轻哮喘日间症状和减少缓解药物（速效β2受体激动剂）的应用，延缓急性加重时间，各组均有不良事件出现。由于IL-2具有多效性，仍需大规模临床研究全面评估其有效性及安全性。
5. 抗TNF-α治疗：TNF-α是哮喘发病过程中重要的促炎细胞因子。TNF-α能诱导气道高反应性，刺激成纤维细胞增殖，促进上皮和内皮细胞黏附分子的表达、化学引物的增殖、转化生长因子β（TGF-β）的合成释放及炎症细胞的激活。Erin等[11]进行的一项随机双盲安慰剂对照研究，纳入39例中度哮喘患者，给予抗TNF-α单克隆抗体（英夫利昔单抗infliximab）治疗，结果显示其可减少哮喘急性加重及痰中TNF-α，未显著提高晨间PEF，常见不良反应为注射部位疼痛及皮疹。Morjaria等[12]最近应用IgG1-TNFp75受体融合蛋白（依那西普etanercept）的随机双盲安慰剂对照平行研究，纳入39例激素抵抗的重度哮喘患者，给予皮下注射依那西普每周1次共12周，结果显示仅痰巨噬细胞及血中C反应蛋白较对照组减少，而AQLQ评分、肺功能、PEF和气道高反应性无显著差异。
二、B细胞激活因子（B-cell activating factor，BAFF）受体拮抗剂
BAFF属于肿瘤坏死因子超家族成员，在B细胞分化、发育及存活方面具有重要作用，也是T细胞的辅助刺激因子，目前已知3种BAFF受体：BAFF-R（BAFF-receptor）、TACI（transmembrane activator and CAML interactor）、BCMA（B-cell maruration Ag）[13]。在IgE和非IgE介导的哮喘患者血清中BAFF水平均增高[14]。Moon等[15]给予哮喘模型鼠TACI:Fc蛋白后，鼠支气管周围肺泡组织中BAFF蛋白水平下降，哮喘症状减轻。Bilsborough等[16]给予哮喘模型鼠应用mTACI-Ig后显示鼠循环血中成熟B细胞减少，血清中总IgE和特异性IgE均减少，BALF中中性粒细胞及嗜酸粒细胞减少，气道高反应性减轻。BAFF受体拮抗剂能否成为哮喘治疗的靶点尚需进一步临床研究证实。
三、TLR9（Toll样受体9）激动剂
在先天性和获得性免疫应答中TLRs在激活抗原递呈细胞过程中起关键作用。目前已鉴定出十一种TLRs。细菌和病毒染色体中存在免疫刺激的DNA序列，包括未甲基化的CpG基序，可在脊椎动物基因组中被表达和甲基化。TLR9是CpG基序的受体，其在B细胞和树突状细胞上高度聚集，可诱导B细胞分化为浆细胞并触发免疫球蛋白类型转换和抗体产生，其激活后可诱导Th1相关细胞因子释放[9]。动物实验证实1018 ISS（一种包含CpG基序的合成寡核苷酸）可抑制Th2介导的肺部炎症反应、嗜酸粒细胞浸润及气道高反应性。Gauvreau等[10]进行的一项随机双盲安慰剂平行对照研究，共纳入40例受试者，雾化吸入1018 ISS 60 mg或安慰剂，每周1次共4周。结果显示干扰素γ及干扰素可诱导基因表达提高，但未减少嗜酸粒细胞聚集，且不能阻止FEV1的下降。因此有待探索更有效的给药途径。
四、转录因子抑制剂
致炎细胞因子和介质的基因表达受转录因子的调节，因此其在过敏性疾病的发病机制中起重要作用，随着免疫调节剂的发展转录因子将成为新的治疗靶点。
1．核因子κB（NF-κB）抑制剂：NF-κB是一种转录因子，属于NF-κB/Rel 蛋白家族，在过敏性呼吸系统疾病许多炎性基因的表达中起重要作用，糖皮质激素尚需通过抑制NF-κB活性的通路发挥其抗炎作用，在严重未控制哮喘患者中NF-κB通路被持续激活[17]。IκB激酶β（IKKβ）在激活NF-κB通路中起重要作用。IMD-0354是一种特异性IKKβ抑制剂，Suqita等[18]给予OVA致敏鼠腹腔注射IMD-0354，结果显示IMD-0354可改善气道高反应性，使BALF细胞总数及嗜酸粒细胞减少，并抑制气道和肺组织中Th2相关细胞因子如IL-5、IL-13及嗜酸粒细胞活化趋化因子的产生。抑制NF-κB通路可能成为治疗哮喘的新途径。
2．针对转录因子GATA-3的相关治疗：转录因子GATA-3在Th2细胞表达并在幼稚CD4＋淋巴细胞分化为Th2细胞过程中起重要作用，也是细胞因子IL-4、IL-5、IL-13表达过程所必需的转录因子[19]。哮喘患者的T细胞、支气管活检组织及BALF中GATA-3表达显著增高[20，21]。通过反义寡核苷酸（小干扰RNA）抑制GATA-3的表达可以使抗CD3/CD28介导的Th2相关细胞因子表达丧失[22]。邓群益等[23]，经鼻气管内给予哮喘模型鼠GATA-3反义寡合苷酸，结果显示治疗组GATA-3 mRNA和蛋白质表达量及气道炎性细胞浸润数量较模型组显著降低，并且GATA-3的表达与支气管肺组织中嗜酸性粒细胞浸润数量呈正相关。提示有望成为一种新的治疗方法。
3．激活T细胞核因子（NF-AT）：NF-AT通过与GATA-3和激活蛋白1（AP-1）形成复合物而调节Th2细胞释放细胞因子。免疫抑制剂环孢素A、他克莫司和吡美莫司可通过封闭NF-AT依赖钙调神经磷酸酶的脱磷酸作用而抑制其激活，严重哮喘患者应用环孢素A可提高肺功能，但其存在难于接受的副作用[24]。
4．过氧化物酶体增殖物激活受体（PPARs）γ激动剂：PPARs是一类配体激活的转录因子，属于细胞核受体超家族，已鉴定的三种亚型PPAR-α、PPAR-γ和PPAR-δ表达很广泛。多项研究提示PPAR-γ配体通过负性调节促炎基因的表达而具有抗炎作用[25]。噻唑烷二酮类是一种PPAR-γ激动剂，当前用于治疗非胰岛素依赖型糖尿病。一项无对照研究（2例）显示合并哮喘的糖尿病患者应用吡格列酮治疗糖尿病的同时在给药的数天内可改善哮喘症状及肺功能[26]。Usami等[27]证实地塞米松可提高嗜酸粒细胞PPARγ的表达，那么联合应用皮质激素和PPARγ激动剂可能会有更好的抗炎效果。
5．信号传导子及转录激活子（STAT）：STAT是一类具有信号传导和转录活化的胞浆蛋白家族，通过与JAKs结合发挥作用，动物实验证实Th1和Th2细胞转运分别受STAT1和STAT6的控制。Quarcoo等[28]应用中和STAT-1的特异性寡核苷酸，使哮喘模型鼠BALF中嗜酸粒细胞及淋巴细胞减少，IL-5水平降低，血管内皮细胞VCAM-1表达下调，并减轻气道高反应性。提示针对JAK/STAT途径的哮喘靶向治疗可能有效。
五、酪氨酸激酶抑制剂
酪氨酸激酶Syk（spleen tyrosine kinase）位于胞液中，常与非催化型受体耦联，使蛋白质底物的酪氨酸残基磷酸化而发挥转录调控作用。Syk在树突状细胞的抗原递呈过程中、IgE受体（FcεR）介导肥大细胞激活、Th2和B细胞活化过程中及细胞因子受体所介导的信号传导通路中发挥重要作用[29]。给予OVA致敏鼠口服选择性Syk抑制剂BAY61-3606，能够抑制肥大细胞脱颗粒、脂质介质和细胞因子的合成，对嗜碱性粒细胞、嗜酸粒细胞及单核细胞有抑制作用，并减轻支气管的收缩和水肿[30]。
六、脂氧素A4（Lipoxin A4，LXA4）类似物
LXA4是一种花生四烯酸衍生物，具有减轻炎症反应的作用，严重哮喘患者LXA4含量显著减少，且其生物合成酶及受体基因表达也减少[31]。Levy等[32]给予致敏鼠LXA4类似物ATLa和ZK-994可减少嗜酸粒细胞和T淋巴细胞聚集和激活，ATLa可降低半胱氨酰白三烯、IL-4、IL-10和IL-13水平，口服或腹腔注射ZK-994可减轻气道炎症及高反应性，LXA4类似物有望作为一种抗炎药用于哮喘的治疗。
七、抗IgE单克隆抗体
奥马佐单抗（Omalizumab）是一种人源化的抗IgE单克隆抗体，与游离IgE结合形成复合物，抑制IgE与肥大细胞及嗜碱粒细胞表面的IgE高亲和力受体（FcεRI）结合。Busse等[33]纳入525例严重哮喘患者（12~75岁）进行奥马佐单抗Ⅲ期临床试验，结果显示奥马佐单抗可减少哮喘急性加重，改善肺功能，减轻哮喘症状和减少缓解药物的应用，部分治疗组患者可减少或停止吸入激素的应用，并且无特殊不良事件报告。7项Ⅲ期临床研究确定了奥马佐单抗的有效性和安全性，2007年美国FDA已批准奥马佐单抗用于12岁以上中重度持续哮喘患者的治疗[34]。我国支气管哮喘防治指南推荐奥马佐单抗可用于血清IgE水平增高的哮喘患者。目前主要用于经过吸入激素和LABA联合治疗后症状仍未控制的严重哮喘患者[35]。奥马佐单抗通常有较好的耐受性，常见不良反应为注射部位的局部反应，美国FDA提醒应用奥马佐单抗可能会出现过敏反应[36]。有临床试验显示奥马佐单抗过敏反应的发生率为0.1%[37]。124例应用奥马佐单抗者显示过敏症状常在给药后2小时出现，且症状和体征可持续数小时[38]。目前奥马佐单抗引发过敏反应的机制还不清楚，然而一种选择性人源化抗IgE单克隆抗体的发展代表了一种新治疗方法的出现。
由于免疫系统的复杂性和疾病的异质性，可能这些针对特异性分子的靶向治疗不能对所有患者起作用，且目前许多靶向药物还处在动物实验或早期临床试验阶段，最终判定它们的疗效还需一个长期的过程，还要由多中心大型临床试验来评估它们的风险和益处。未来随着对哮喘不同临床表型、生物标记和基因图谱的认识，根据不同炎症类型选择特应性靶向治疗可能是有益的。
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