穆凱代斯·賽迪，楊曉紅

(1.新疆醫(yī)科大學(xué),烏魯木齊 830011； 2.新疆維吾爾自治區(qū)人民醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科，烏魯木齊 830001)

支氣管哮喘(哮喘)是一種嗜酸粒細(xì)胞、肥大細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞、中性粒細(xì)胞等細(xì)胞以及細(xì)胞組分共同參與，以可逆性氣流受限為特征的慢性氣道炎癥性疾病，影響著不同國(guó)家中1%～18%人口的健康[1]。糖皮質(zhì)激素(glucocorticoids，GC)是目前國(guó)際上公認(rèn)的治療哮喘最主要的藥物，已被臨床普遍應(yīng)用。從哮喘患者目前的治療狀況來(lái)看，臨床上有些哮喘患者對(duì)治療藥物的敏感性有所下降，有些患者即便長(zhǎng)期規(guī)律使用激素并且接受規(guī)范治療，療效仍然欠佳[2]，有些患者甚至對(duì)激素藥物抵抗。1968年，Schwartz等[3]第一次提出激素抵抗型哮喘(steroid-resistant asthma,SRA)的概念，1981年，Carmichael等[4]根據(jù)GC受體治療后第1秒用力呼氣容積的改善率將哮喘分為SRA和激素敏感型哮喘(steroid-sensitive asthma,SSA)。臨床上一般將這類在呼吸科醫(yī)師指導(dǎo)下和保障依從性并且用藥規(guī)范的前提下對(duì)激素治療不敏感，口服潑尼松龍(劑量≥40 mg/d)治療1～2周后，第1秒用力呼氣容積改善不超過(guò)15%的哮喘稱之為SRA。這類患者療效欠佳，疾病進(jìn)展速度快，病情嚴(yán)重。抵抗的發(fā)生機(jī)制尚不完全清楚，國(guó)內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn)，p38促分裂原活化的蛋白激酶(p38 mitogen activated protein kinase,p38 MAPK)亞型在SRA的發(fā)病過(guò)程中起重要作用，p38 MAPK亞型的抑制劑能逆轉(zhuǎn)SRA患者對(duì)激素的敏感性[5]，現(xiàn)對(duì)p38 MAPK信號(hào)通路及其與SRA患者關(guān)系的國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)行綜述。

1 MAPK及p38 MAPK信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑及其作用

細(xì)胞對(duì)細(xì)胞外刺激的反應(yīng)是由許多細(xì)胞內(nèi)激酶和磷酸酶介導(dǎo)的。MAPK是各種細(xì)胞外刺激的焦點(diǎn)，被不同的細(xì)胞外刺激，如細(xì)胞因子、激素、細(xì)胞應(yīng)激等激活的絲氨酸-蘇氨酸蛋白激酶。MAPK是將信號(hào)從細(xì)胞表面?zhèn)鲗?dǎo)到細(xì)胞核內(nèi)部的重要傳遞者，一般將MAPK分為3個(gè)亞型：細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶、p38、c-Jun氨基端激酶。MAPK的組成是一種保守的三級(jí)激酶模式，包括MAPK激酶激酶、MAPK激酶、MAPK[6-10]，這3種激酶能依次激活，共同調(diào)節(jié)著細(xì)胞的生長(zhǎng)、分化、應(yīng)激和炎癥反應(yīng)等重要的細(xì)胞生理和病理過(guò)程。

p38由4種亞型(p38α、p38β、p38γ和p38δ)組成，它們通過(guò)上游激酶的磷酸化底物調(diào)節(jié)細(xì)胞活性。p38組激酶被雙激酶激活，即為MAPK激酶，并且磷酸化其下游底物的特定絲氨酸和蘇氨酸。p38通路被促炎因子、細(xì)菌病原體及其代謝產(chǎn)物磷酸化激活，激活后的p38 MAPK由胞質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi)，活化轉(zhuǎn)錄因子，調(diào)節(jié)特定的基因表達(dá)參與應(yīng)激條件下細(xì)胞的免疫炎癥反應(yīng)及細(xì)胞生長(zhǎng)、細(xì)胞分化、細(xì)胞周期和細(xì)胞死亡過(guò)程[11-14]。p38在炎癥中通過(guò)以下方面起著重要作用：①產(chǎn)生促炎細(xì)胞因子，如白細(xì)胞介素(interleukin,IL)1b、腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)和IL-6[4]；②誘導(dǎo)環(huán)加氧酶2等酶[15]，控制病理狀態(tài)下的結(jié)締組織重塑；③調(diào)節(jié)氧化作用的細(xì)胞內(nèi)酶(如一氧化氮合酶)[16]的表達(dá)；④誘導(dǎo)黏附蛋白(如血管細(xì)胞黏附分子1)和許多其他炎癥相關(guān)分子[17]。

2 GC的作用

GC是哮喘等幾種疾病的有效抗炎藥,能有效控制大多數(shù)患者的哮喘，但仍有少數(shù)患者對(duì)其反應(yīng)性較差，需要吸入或口服高劑量的GC，其中一小部分患者表現(xiàn)出對(duì)GC完全抵抗。GC可以抑制其他轉(zhuǎn)錄因子，如激活蛋白1和核因子κB(nuclear factor κB,NF-κB)，通過(guò)直接的蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用激活NF-κB等的靶基因，這種作用被稱為轉(zhuǎn)錄抑制。此外，GC還可以在抑制促炎激酶級(jí)聯(lián)系統(tǒng)的作用中發(fā)揮作用。

2.1激活抗炎基因表達(dá)GC GC通過(guò)與細(xì)胞質(zhì)GC受體結(jié)合起作用，兩者結(jié)合后轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞核。在細(xì)胞核內(nèi)，GC受體作為二聚體與類固醇敏感基因的啟動(dòng)子區(qū)域內(nèi)DNA上特定的GC反應(yīng)元件結(jié)合，并且直接或間接與共激活因子分子(如環(huán)腺苷酸效應(yīng)元件結(jié)合蛋白)結(jié)合[14,18]，p300/環(huán)腺苷酸效應(yīng)元件結(jié)合蛋白活化因子或類固醇受體輔激活因子2具有內(nèi)在的組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶活性，導(dǎo)致組蛋白H4上的賴氨酸乙?；?，導(dǎo)致編碼抗炎蛋白的基因活化，如分泌性白細(xì)胞蛋白酶抑制劑、促分裂原活化的蛋白激酶磷酸酶1(mitogen activated protein kinase phosphatase-1，MKP-1)、NF-κB抑制劑。這些基因編碼細(xì)胞因子、趨化因子、炎癥酶和受體中的黏附分子，通過(guò)與轉(zhuǎn)錄共激活因子相互作用以與GC受體介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)錄相似的方式被激活。活化的GC受體與共抑制因子分子相互作用，以減弱NF-κB相關(guān)的共激活因子活性，進(jìn)一步通過(guò)激活的GC受體將組蛋白去乙?；?特異性募集到激活的基因復(fù)合物中，從而減少組蛋白乙?；?，有效抑制細(xì)胞核內(nèi)炎癥基因的激活[14]。

2.2抑制Th2細(xì)胞 GC治療哮喘等過(guò)敏性疾病的另外一個(gè)重要作用是通過(guò)抑制Th2細(xì)胞和Th2細(xì)胞因子(IL-2、IL-4、IL-5和IL-13)實(shí)現(xiàn)的。該過(guò)程由轉(zhuǎn)錄因子GATA3介導(dǎo)，p38 MAPK磷酸化后，輸入蛋白α將GATA3從細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)移至細(xì)胞核[19]。因GC受體與輸入蛋白α競(jìng)爭(zhēng)核輸入，并且誘導(dǎo)MKP-1逆轉(zhuǎn)p38 MAPK對(duì)GATA3的磷酸化，GC有效抑制了GATA3核轉(zhuǎn)位。

3 SRA與p38 MAPK的關(guān)系

3.1p38 MAPK參與發(fā)生激素抵抗的環(huán)節(jié) 激素抵抗是包括哮喘在內(nèi)的很多慢性炎癥性疾病共同存在的問(wèn)題。相比SSA，SRA患者的外周血單核細(xì)胞(peripheral blood mononuclear cell，PBMC)中p38活化選擇性增加，p38 MAPK過(guò)度活化已被認(rèn)為是SRA的一種機(jī)制。

3.1.1SRA與促炎因子 p38 MAPK被細(xì)菌病原體及其代謝產(chǎn)物等磷酸化激活，在疾病嚴(yán)重的情況下，大量產(chǎn)生促炎細(xì)胞因子、趨化因子、生長(zhǎng)因子和自由基，從而使MAPK大量活化，導(dǎo)致GC作用減弱。Bhavsar等[20]用脂多糖刺激不同嚴(yán)重程度哮喘患者的肺泡巨噬細(xì)胞，并得出結(jié)論：類固醇反應(yīng)性與p38 MAPK活化程度相關(guān)，哮喘的臨床嚴(yán)重程度與哮喘患者氣道中磷酸化p38的表達(dá)之間存在關(guān)聯(lián)。p38 MAPK可以調(diào)節(jié)許多促炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生，例如IL-2、IL-4、IL-8、IL-6、TNF-α。另外一些研究在SRA患者的支氣管肺泡灌洗液中檢測(cè)到與經(jīng)典巨噬細(xì)胞活化相關(guān)的多種炎癥基因的表達(dá)，且IL-2、IL-4、IL-8和TNF-α水平升高[21-22]。有研究通過(guò)將PBMC與IL-2/IL-4一起孵育，在體外誘導(dǎo)GC受體親和力降低。細(xì)胞與IL-2和IL-4的聯(lián)合處理導(dǎo)致促炎細(xì)胞因子的表達(dá)增加和抗炎細(xì)胞因子IL-10等的表達(dá)降低。在用IL-2和IL-4預(yù)處理的PBMC中，GC調(diào)節(jié)IL-10的產(chǎn)生和抑制脂多糖刺激的促炎細(xì)胞因子釋放的能力降低[23]。這表明有利于促炎狀態(tài)的細(xì)胞因子產(chǎn)生的平衡可能影響哮喘嚴(yán)重程度。這種作用的分子基礎(chǔ)可能是IL-2/IL-4可通過(guò)細(xì)胞核內(nèi)的p38 MAPK使絲氨酸殘基(可能是絲氨酸226)磷酸化改變GC受體的功能和活性。這些細(xì)胞因子體外組合不僅可降低單核細(xì)胞核內(nèi)的GC受體核轉(zhuǎn)位和結(jié)合能力，還可以通過(guò)p38磷酸化轉(zhuǎn)錄因子GATA3，從而促進(jìn)Th2的激活并且降低對(duì)GC敏感性[24]。

3.1.2SRA與基因 Vingerhoeds等[25]對(duì)大約30例患有皮質(zhì)醇耐藥的患者和無(wú)癥狀家庭成員中8例患者進(jìn)行分子基礎(chǔ)鑒定，發(fā)現(xiàn)其中7例患者GC受體基因激素結(jié)合域的突變是控制皮質(zhì)醇抗性臨床癥狀的原因、1例患者顯示DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域的突變。SRA患者存在家族聚集現(xiàn)象，提出了該病具有基因遺傳性。Hakonarson等[23]分別從SRA和SSA患者外周血細(xì)胞里鑒別出L78440等多個(gè)基因。在后期研究中發(fā)現(xiàn)家族性SRA患者的外周血細(xì)胞中GC受體突變引起GC受體功能異常,但在非家族性的SRA中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)GC受體突變。然而Matthews等[24]發(fā)現(xiàn)SRA患者的GC受體3.2結(jié)合和轉(zhuǎn)移位點(diǎn)缺失，導(dǎo)致IL-2和IL-4的表達(dá)顯著增高，IL-2和IL-4通過(guò)p38 MAPK通路使GC受體磷酸化，從而降低GC受體的核轉(zhuǎn)移和與DNA結(jié)合的能力以及GC的抗炎作用，引起對(duì)GC治療的不敏感。

3.1.3SRA與MKP-1 MKP-1是MKP家族的一員，在炎癥反應(yīng)中起關(guān)鍵作用。MKP-1作為MAPK的一個(gè)負(fù)調(diào)控因子，可以使MAPK去磷酸化從而失活。既往研究發(fā)現(xiàn)，健康小鼠肺組織中p38 MAPK和MKP-1低表達(dá)或不表達(dá)，在炎癥刺激作用下表達(dá)有上調(diào)[8]。MKP-1基因敲除小鼠的巨噬細(xì)胞由于MAPK活化增加而在體外顯示對(duì)GC的抗炎反應(yīng)降低。早前Abraham等[26]發(fā)現(xiàn)SRA與SSA患者肺泡巨噬細(xì)胞p38 MAPK的激活程度有差異。與SSA患者相比，SRA患者的PBMC中p38 MAPK的激活明顯增加[27]，有研究將MKP-1定為體外對(duì)皮質(zhì)類固醇治療反應(yīng)的標(biāo)志物[28]。Milara等[29]在最近研究中觀察到SRA患者的中性粒細(xì)胞和支氣管上皮細(xì)胞中MKP-1表達(dá)較SSA降低。SRA患者使用GC后肺泡巨噬細(xì)胞中MKP-1表達(dá)顯著降低，這與通過(guò)p38 MAPK途徑使GC受體磷酸化，導(dǎo)致肺泡巨噬細(xì)胞MKP-1表達(dá)明顯減少，從而降低了GC受體向細(xì)胞核內(nèi)轉(zhuǎn)移以及與細(xì)胞核DNA結(jié)合的能力有關(guān)。

3.1.4SRA與1,25-二羥維生素D Zhang等[30]將11例SRA患者和8例SSA患者的外周血細(xì)胞用1,25-二羥維生素D預(yù)孵育，然后給予地塞米松治療和脂多糖刺激。通過(guò)流式細(xì)胞術(shù)，實(shí)時(shí)聚合酶鏈反應(yīng)分析等方法分別檢測(cè)單核細(xì)胞中脂多糖誘導(dǎo)的磷酸化p38，MKP-1 信使RNA的表達(dá)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)維生素D在SRA患者和SSA患者的單核細(xì)胞中表現(xiàn)出抗炎和皮質(zhì)類固醇增強(qiáng)作用。然而，SRA患者對(duì)皮質(zhì)類固醇的反應(yīng)強(qiáng)度仍顯著低于SSA患者。一項(xiàng)研究證明1,25-二羥維生素D在抑制脂多糖誘導(dǎo)的p38 MAPK活化和促炎細(xì)胞因子產(chǎn)生的同時(shí)能刺激單核細(xì)胞MKP-1表達(dá)[31]。維生素D缺乏時(shí)p38 MAPK活化抑制或促進(jìn)MKP-1表達(dá)的作用減弱，從而減少對(duì)GC的反應(yīng)性。

3.1.5SRA與絲裂原和應(yīng)激激活蛋白激酶1(mitogen and stress-activated protein kinase 1,MSK1) p38的下游存在MSK1，MSK1在不同的炎癥基因啟動(dòng)子處刺激絲氨酸上的組蛋白H3的磷酸化以刺激炎癥基因的轉(zhuǎn)錄。GC在激活炎癥基因啟動(dòng)子時(shí)抑制活化的MSK1的募集，從而抑制NF-κB、p65交換以及組蛋白H3磷酸化。NF-κB是許多促炎細(xì)胞因子和免疫基因的主要調(diào)節(jié)因子(包括TNF-α、IL-8等)，在細(xì)胞受刺激時(shí)，NF-κB移位至細(xì)胞核并介導(dǎo)基因轉(zhuǎn)錄，它由DNA結(jié)合Rel蛋白家族的異二聚體或同二聚體組成[32]。GC受體可以通過(guò)抑制NF-κB來(lái)減少炎癥。p38 MAPK激活后增強(qiáng)組蛋白H3磷酸化，使GC受體不能有效抑制NF-κB，影響NF-κB在炎癥反應(yīng)的各個(gè)階段調(diào)控炎性介質(zhì)的作用。此外，MSK1主要定位于細(xì)胞核，磷酸化的GC受體可以將磷酸化MSK1從細(xì)胞核轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)，從而抑制MSK1對(duì)其下游靶標(biāo)的影響。

綜上所述，NF-κB依賴性及其他炎癥基因的過(guò)度表達(dá)，GC受體的過(guò)度磷酸化、受體對(duì)GC的結(jié)合親和力及GC受體核轉(zhuǎn)位減少，組蛋白H3磷酸化會(huì)降低GC的抗炎作用，引起對(duì)GC受體治療的抵抗性，而以上過(guò)程均有p38 MAPK途徑的參與。

3.2p38 MAPK抑制劑在SRA中的作用 激素抵抗是哮喘治療中的重大挑戰(zhàn)，一般SRA對(duì)GC受體的治療無(wú)效，治療通常以支氣管擴(kuò)張藥物和其他免疫調(diào)節(jié)藥物等為主。隨著人們對(duì)p38 MAPK的研究及認(rèn)識(shí)的加深，發(fā)現(xiàn)通過(guò)使用p38 MAPK抑制劑可改善SRA患者對(duì)皮質(zhì)類固醇的敏感性，也可治療許多其他疾病，如動(dòng)脈粥樣硬化、阿爾茨海默病、抑郁癥、免疫疾病等。

第一代p38 MAPK抑制劑以吡啶基咪唑抑制劑SB203580為代表，在小鼠哮喘模型中能夠抑制過(guò)敏原誘導(dǎo)的TNF-α的增加，但在致敏小鼠中不能抑制卵清蛋白誘導(dǎo)的嗜酸粒細(xì)胞增多或中性粒細(xì)胞增多[33]。Laufer等[34]發(fā)現(xiàn)哮喘患者支氣管上皮中黏蛋白5AC分泌量增多，p38 MAPK信號(hào)通路在黏蛋白5AC合成過(guò)程中的重要作用，阻斷該通路可防止氣道黏液高分泌。但是，體外SB203580處理不僅對(duì)巨噬細(xì)胞功能有抑制作用，還具有肝毒性和致癌可能性[35]，因此不再用于p38 MAPK抑制研究，從而開(kāi)發(fā)出具有更高效力和選擇性的第二代化合物SB239063。與SB203580相比，SB239063對(duì)p38 α、p38 β的選擇性和效力的提高，對(duì)γ和δ沒(méi)有抑制活性。相比沒(méi)有加SB239063，SB239063能在小鼠哮喘模型中使卵清蛋白致敏的小鼠中氣道嗜酸粒細(xì)胞增加量減少93%[36]，還顯著降低了過(guò)敏原誘導(dǎo)的Th2細(xì)胞因子和卵清蛋白特異性IgE的增加。p38 MAPK抑制劑在抑制促炎癥細(xì)胞因子的同時(shí)也可能抑制關(guān)鍵的抗炎蛋白，如三睪丸素的表達(dá)。三睪丸素是一種RNA結(jié)合蛋白，可促進(jìn)許多蛋白質(zhì)信使RNA的衰變，包括那些在慢性呼吸道疾病中起作用的蛋白質(zhì)。p38 MAPK抑制劑有望用于目前可用的SRA藥物的附加治療[5,37]。p38 MAPK抑制劑具有比GC受體更廣泛的抗炎作用，與GC受體可能產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)。此外，p38 MAPK抑制劑甚至有望恢復(fù)SRA患者中的皮質(zhì)類固醇敏感性。

4 結(jié) 語(yǔ)

SRA發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，仍然是哮喘研究中的難點(diǎn)。p38 MAPK在SRA發(fā)病中起著重要作用，p38 MAPK抑制劑可以增強(qiáng)細(xì)胞對(duì)GC受體的反應(yīng)性，甚至可以逆轉(zhuǎn)激素抵抗。p38 MAPK直接或間接參加調(diào)節(jié)體內(nèi)許多生理反應(yīng)過(guò)程。p38 MAPK抑制劑可以作為恢復(fù)GC受體敏感性的新策略，但是抑制p38 MAPK通路在減輕激素抵抗，增強(qiáng)細(xì)胞對(duì)GC受體的反應(yīng)性的同時(shí)，存在一些潛在的藥物安全性問(wèn)題，因此安全性、選擇性更高的p38 MAPK抑制劑，能為SRA患者診療帶來(lái)新的方向。