吳 萌，張勁農(nóng)

(華中科技大學附屬協(xié)和醫(yī)院呼吸科，湖北 武漢 430022)

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)是嚴重威脅人類健康的重要疾病之一，迄今沒有滿意的治療方法，相當一部分患者病情呈逐步惡化趨勢［1］。慢性吸煙或長期吸入生物燃料煙霧誘發(fā)肺部慢性炎癥，是導致COPD的主要成因。COPD與支氣管哮喘都以氣流受限為主要特點，但COPD的氣流受限通常為不可逆或部分可逆。與哮喘對皮質(zhì)激素(GC)治療的良好反應相比，GC在COPD的治療中并不能有效控制氣道炎癥的發(fā)展，也不能逆轉(zhuǎn)氣道炎癥所導致的肺功能下降，即對GC治療不敏感［2］，并且即使較大劑量的 GC用于治療COPD，其效果仍然微乎其微。探討增敏(或恢復)GC拮抗COPD炎癥的方法值得引起我們的注意。

1 激素作用的分子學機制

GC通過與細胞漿內(nèi)受體(GRs)結(jié)合后轉(zhuǎn)運至細胞核內(nèi)發(fā)揮抗炎效應。GRs是與GC結(jié)合的唯一受體?；罨蟮腉Rs通過抑制組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶活性和募集組蛋白脫乙酰基酶2(HDAC2)至炎癥基因啟動子，催化核因子-κB(NF-κB)相關(guān)組蛋白脫乙酰化，從而沉默相關(guān)促炎基因的表達。此外，GC還可通過抑制多種炎癥因子、化學因子、黏附分子以及炎癥蛋白酶和受體等促炎癥因子的基因表達發(fā)揮抗炎作用。

磷酸肌醇-3-激酶(PI3Ks)為一蛋白酶類家族，包括Ia、Ib、II和III三型四類，其中以 I型 PI3Ks研究最多。Ia型PI3Ks具有PI3K-α、PI3K-(和PI3K-δ三個亞類，Ib型 PI3K只有 PI3K-γ一個亞類。PI3K-α、PI3K-(呈廣泛分布，PI3K-δ 和 PI3K-γ 主要分布于血液和淋巴系統(tǒng)中。Akt是PI3K直接的下游靶酶。

COPD患者通常有大量煙霧接觸史。慢性吸煙或長期吸入生物燃料煙霧導致肺組織面臨雙重氧化應激。首先煙霧所衍生的大量活性氧(ROS)和活性氮(RNS)直接刺激機體組織［3］，然后是煙霧中含有的ROS/RNS和其他有害顆粒，間接通過激活機體免疫防御機制，誘導氣道上皮、肺泡巨噬細胞和肺組織淋巴細胞等釋放促炎因子，如腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、多種含 CXC基團的化學趨化因子(如CXCL8和IP-10等)和細胞因子(如γ-干擾素和IL-8等)，促進中性白細胞、CD8+T細胞、CD4+T細胞和Th17等炎性細胞在肺內(nèi)募集而形成炎癥反應，導致內(nèi)源性 ROS的過度產(chǎn)生［4，5］。此外，體外實驗表明COPD患者與健康吸煙者相比，GC抑制肺泡巨噬細胞釋放細胞因子(如IL-8)的能力明顯降低［6］。吸煙者肺泡巨噬細胞激素抵抗效應也較非吸煙者高［7］。

肺部炎癥反應可激活PI3K/Akt途徑，導致Akt絲氨酸磷酸化，催化形成控制細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導的一系列脂質(zhì)信號，對細胞的增殖、分化、趨化以及炎癥介質(zhì)的產(chǎn)生發(fā)揮調(diào)控作用［8］，其中PI3K/Akt途徑與GC的抗炎活性密切相關(guān)9。研究表明，煙霧或ROS可通過激活PI3Ks/Akt途徑降低HDAC2活性;而拮抗PI3Ks/Akt途徑或以外源性谷胱甘肽抗氧化，可阻抑煙霧或ROS所致的HDAC2活性降低，恢復 GC 抗炎的敏感性［9～11］。

2 增敏(或恢復)GC拮抗COPD炎癥策略

導致GC不敏感的機制較為復雜，涉及多重環(huán)節(jié)，其中氧化應激是導致COPD患者對GC不敏感的重要原因，終效應為HDAC2活性降低，GC沉默促炎基因的效應減弱或消失［9，10，12］。

2.1 抗氧化劑 降低氧化應激，恢復GC的敏感性，可作為探索COPD治療的首選途徑。從這個角度出發(fā)，抗氧化劑或酶抑制劑有可能恢復COPD患者對GC的反應。

Rahman對既往文獻的分析表明N-乙酰半胱氨酸(NAC)、可食用多酚等抗氧化劑對COPD患者是有益的，可清除氧自由基、控制NF-κB活化、抑制炎癥基因表達等［13，14］。體外研究表明，可食用多酚白藜蘆醇及姜黃素能夠抑制NF-κB活化、組蛋白乙酰化、炎癥因子釋放，并通過上調(diào) HDAC活性增敏GC［15］。且低濃度的姜黃素即可改善人單核細胞對GC的敏感性，避免HDAC2被泛素化而降解，從而恢復HDAC2的活性，逆轉(zhuǎn)香煙煙霧及氧化應激所導致的 HDAC2 異常［16，17］。

Sutherland的研究表明維生素D缺乏與激素敏感性下降相關(guān)［18］。體外實驗也表明維生素D可恢復GC敏感性，主要機制是:Leung等通過對人外周血單核細胞及C57BL小鼠的研究表明維生素D可通過上調(diào)絲裂原活化蛋白激酶磷酸酶-1(MKP-1)來抑制p38激活反應及絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)介導的單核巨噬細胞分泌細胞因子過程［19］;Banerjee等通過對人平滑肌細胞的研究表明維生素D在類固醇的輔助下可以抑制氣道平滑肌細胞分泌趨化因子［20］。Xystrakis等發(fā)現(xiàn)激素抵抗患者給予維生素D治療后，CD4+T細胞對GC的反應性明顯增加［21］。維生素D可能通過調(diào)節(jié)激素抵抗基因的表達增敏GC，尚需更多的臨床研究明確維生素D在臨床治療中對GC敏感性的影響。然而值得注意的是，目前已知的抗氧化劑生物利用度不高，也不易在肺部達到有效的藥物濃度，從而限制了抗氧化劑的大量使用。若能克服上述問題，同時注意積極開發(fā)新型抗氧化劑，則抗氧化劑在增敏GC方面會發(fā)揮更重要的作用。

2.2 恢復HDAC2的功能

2.2.1 茶堿通過拮抗PI3Ks/Akt途徑恢復氧化應激導致的GC抗炎失敏［11，22］低濃度的茶堿即可提高HDAC2的活性和表達來恢復COPD患者肺巨噬細胞HDAC2的活性和表達以及對GC的反應［23］。Ford通過對30例COPD患者的隨機、雙盲、平行對照研究，發(fā)現(xiàn)低劑量的茶堿即可通過直接激活HDACs來扭轉(zhuǎn)氧化應激所導致的激素抵抗［24］。此外，茶堿還可通過抑制PI3Kδ在氧化應激時的活化來恢復激素的功能，達到增加GC拮抗COPD炎癥時的抗炎作用［11］。HDAC抑制劑-曲古抑菌素A可逆轉(zhuǎn)茶堿對HDAC2的活性和表達的作用，也從側(cè)面印證了茶堿增敏GC的作用。雖然茶堿劑量不受COPD嚴重程度的影響［25］，但由于其具有明顯的多系統(tǒng)副作用，臨床應用有下降的趨勢。

2.2.2 磷酸肌醇-3-激酶-δ(PI3Kδ)在COPD患者激素反應性受損過程中發(fā)揮重要作用 PI3Kδ抑制劑IC87114、長效β2受體激動劑可通過抑制PI3Kδ信號通路恢復GC敏感性［26］。去甲替林是二苯環(huán)庚二烯三環(huán)類抗抑郁藥，為阿米替林的主要活性代謝產(chǎn)物，可輔助COPD患者戒煙，業(yè)已表明可顯著改善呼吸癥狀［27］。Rossios等的細胞學實驗已經(jīng)證明去甲替林可通過抑制氧化應激激活的的PI3Kδ酶的活性來恢復GC的敏感性，去甲替林與激素合用可能是治療激素不敏感型COPD的一種有效方式，并且產(chǎn)生此種效應的藥物濃度不高于目前用于治療抑郁癥的藥物濃度，然而還需進一步的臨床研究明確其增敏 GC 的作用［9］。

2.2.3 Nrf2是調(diào)節(jié)抗氧化應激反應的重要轉(zhuǎn)錄因子 氧化應激可通過PI3K信號通路激活Nrf2［28］。Malhotra等的研究表明在COPD患者的肺泡巨噬細胞中HDAC2的亞硝基化增多導致其活性降低，小分子Nrf2激活劑萊菔硫烷可使HDAC2去甲基化從而恢復巨噬細胞對激素的敏感性。盡管這種作用是谷胱甘肽依賴性的，但為我們增敏皮質(zhì)激素提供了一個全新的藥物靶點［10］。大環(huán)內(nèi)酯藥物可通過增加HDAC2的活性來逆轉(zhuǎn)氧化應激所致的GC抵抗，其機制似乎是通過抑制NF-κB和其他轉(zhuǎn)錄因子來抑制炎癥，而這種作用可能與其抗生素的作用并不相關(guān)，目前正在研發(fā)多種非抗生素類大環(huán)內(nèi)酯抗炎藥物［29］。

2.2.4 絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)是細胞內(nèi)重要的激酶系統(tǒng) MAPK主要家族成員包括ERK、p38及JNK，對細胞的生長、分化及腫瘤形成至關(guān)重要。MAPK可在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)節(jié)細胞因子的表達，GR誘導的抗炎蛋白MKP-1是維持p38 MAPK mRNA 穩(wěn)定性甚為重要的阻抑物之一［30，31］。MKP-1的減少在激素抵抗中發(fā)揮重要作用［32］。Mercado等的研究表明:GR-絲氨酸226的高度磷酸化可抑制核轉(zhuǎn)運及轉(zhuǎn)錄子活性，p38γ則可抑制GR-絲氨酸226的磷酸化過程。因此，選擇性的抑制p38 MAPK可能會增加GC的敏感性，可作為未來藥物治療的一個研究方向，但需注意藥物的毒副作用。

2.2.5 磷酸二酯酶(PDE)PDE至少有11個亞型，主要在免疫和炎癥細胞上表達，而對炎癥調(diào)控可能有影響的亞型有 PDE3、PDE4和 PDE7，其中以PDE4表達最強［33］。研究發(fā)現(xiàn)，同時抑制PDE3和PDE4可防止氧化應激或香煙提取物導致的HDAC活性降低，恢復 GC的敏感性［34］，提示非特異性PDE抑制劑具有阻抑氧化應激降低HDAC活性從而恢復GC抗炎敏感性的作用。最近Ortiz及其同事的體外研究［35］表明，PDE4抑制劑咯利普蘭可上調(diào)GR-α的表達，抑制氧化應激誘導的GR-β表達。盡管咯利普蘭不能改變HDAC的活性，但可抑制組蛋白乙?；?HAT)的活性。GC可降低PDE4的表達，與咯利普蘭合用后的重疊效應對未來治療激素不敏感型COPD具有潛在的價值。

2.2.6 己酮可可堿(PTX)PTX與茶堿一樣，同屬黃嘌呤衍生物，主要用于治療外周循環(huán)障礙性疾病，副作用輕微，患者耐受性良好。目前有研究表明PTX具有顯著抗炎、抗免疫和非特異性拮抗PDE的作用［36］。PTX 對 PDE3、PDE4和 PDE 7均有不同程度的抑制作用，而對PDE4作用最強［37］。在實驗性心衰的動物實驗中發(fā)現(xiàn)，PTX可通過抑制炎癥因子而降低氧化應激［38］，并且在實驗性自身免疫性重癥肌無力的動物研究證實，PTX具有增敏GC抗炎效應［39］。早在2003年，我們的實驗就表明，PTX可有效阻抑慢性吸煙導致的肺氣腫［40］。近年來，我們通過吸煙肺氣腫動物模型，對PTX的抗炎機制進行了深入研究，發(fā)現(xiàn)PTX具有較為廣泛的抗炎作用，除了拮抗TNF-α，還可抑制化學趨化因子受體CXCR3和配體 IP-10表達［41］，阻抑煙霧暴露誘導的Th1極化炎癥，甚至可調(diào)節(jié)炎癥向修復性反應轉(zhuǎn)變［42，43］。遺憾的是，目前仍匱乏 PTX 用于 COPD 患者激素抵抗治療的研究。因此，PTX聯(lián)合GC是否對COPD有效，非常值得進一步探討。

2.2.7 神經(jīng)鈣蛋白抑制劑與免疫調(diào)節(jié)劑 如環(huán)孢素、他克莫司，抑制巨噬細胞游走抑制因子及P-糖蛋白等治療方法可能增敏GC，但仍需要進一步的臨床研究。

2.3 非藥物治療 激素抵抗與吸煙、肥胖［32］、應激等因素相關(guān)，Sutherland的研究也表明體重指數(shù)與血清中維生素D的水平密切負相關(guān)［18］，因此在以后的治療中我們也應當更加重視非藥物干預的價值，加強預防醫(yī)學在衛(wèi)生保健領(lǐng)域的應用，形成全社會強身健體的良好氛圍。

總之，隨著人們對GC拮抗COPD炎癥相關(guān)分子機制的深入研究，我們相信將會為探討增敏(或恢復)GC拮抗COPD炎癥的效果和機制提供更加重要的理論支撐，而未來可應用于增敏GC的臨床藥物也會越來越多，對提高COPD患者使用GC的療效，制定COPD患者的治療方案以及改善COPD患者的預后都將提供重要的臨床價值。

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