李錦秀 包愛華

支氣管哮喘(簡稱哮喘)是一種以氣道慢性炎癥、氣道高反應(yīng)性及氣道重塑為主要特征的異質(zhì)性疾病,需要長期用藥來控制發(fā)病。吸入性糖皮質(zhì)激素(inhaled corticosteroids,ICS)和長效β2激動劑分別用于長期控制氣道炎癥和支氣管收縮。對于大多數(shù)哮喘患者,ICS治療效果很好,可以改善肺功能并減少惡化。但仍有部分患者對ICS治療不敏感,吸入大劑量激素甚至口服糖皮質(zhì)激素(glucocorticoid,GC)后癥狀仍難以控制,因此被稱為激素抵抗性哮喘(steroid resistant asthma,SRA)或難治性哮喘(refractory asthma,RA)。盡管SRA患者所占比例僅為哮喘人群的5%～10%,但該類患者對激素反應(yīng)差,病情嚴(yán)重,癥狀持續(xù)久,治療成本高達(dá)哮喘總成本的50%[1],消耗了大量的醫(yī)療資源,并導(dǎo)致了死亡率和發(fā)病率的大幅上升。近年來,許多研究對SRA的發(fā)病機制進(jìn)行了探索,已經(jīng)確定了一些遺傳、免疫和環(huán)境因素,并提出了一些靶點。SRA的治療策略也有了相應(yīng)的改變。本文就SRA的發(fā)病機制及治療的研究進(jìn)展予以綜述。

與哮喘中使用的分類相似,目前根據(jù)不同特征炎癥的驅(qū)動機制,嚴(yán)重哮喘內(nèi)型大致分為 Th2-高表達(dá)型和 Th2-低表達(dá)型。Th2高表達(dá)型的特征是氣道嗜酸性粒細(xì)胞計數(shù)和Th2炎癥細(xì)胞因子(如IL-4、IL-5、IL-13)的增加,該類患者通常對激素治療有反應(yīng),但10%～20%的患者表現(xiàn)出激素不敏感[2]。哮喘患者中Th2細(xì)胞被認(rèn)為是2型細(xì)胞因子的重要來源,但在嚴(yán)重哮喘患者中,2型天然淋巴細(xì)胞(group 2 Innate Lymphoid Cell,ILC2)能夠響應(yīng)氣道上皮來源的IL-33、IL-25和胸腺基質(zhì)淋巴生成素(thymic stromal lymphopoietin,TSLP),產(chǎn)生大量的IL-4、IL-5和IL-13,來自ILC2的2型細(xì)胞因子的水平是來自Th2細(xì)胞的10倍。有報道稱,在某些過敏條件下,IL-33誘導(dǎo)的ILC2激活對糖皮質(zhì)激素治療具有耐藥性,這種改變可能導(dǎo)致了激素抵抗[3]。Th2-低表達(dá)型是嚴(yán)重哮喘的另一種獨特類型,與氣道嚴(yán)重程度增加、氣道重塑以及抗炎治療反應(yīng)差等特征相關(guān),患者具有較高的氣道中性粒細(xì)胞計數(shù)[4],Th17信號通路介導(dǎo)中性粒細(xì)胞招募到氣道是嚴(yán)重哮喘的關(guān)鍵機制[5]。研究提示,包括IL-17、IL-8和TNF-α在內(nèi)的幾種細(xì)胞因子與Th2-低表達(dá)型嚴(yán)重哮喘的發(fā)病有關(guān)[3]。然而,這種簡單的分類并不能準(zhǔn)確反映嚴(yán)重哮喘激素抵抗的潛在病理生物學(xué)過程。研究發(fā)現(xiàn),嗜酸性粒細(xì)胞和中性粒細(xì)胞混合炎癥可能是最嚴(yán)重哮喘形式的內(nèi)型(endotypes)[2]。

一、SRA的發(fā)病機制

1 遺傳因素 GC反應(yīng)性差可能是遺傳性的,也可能是獲得性的。目前關(guān)于SRA特異性遺傳基因突變的描述仍然很少[6]。但已經(jīng)開展了許多全基因組關(guān)聯(lián)研究來探索哮喘中遺傳變異與GC反應(yīng)之間的關(guān)系。已經(jīng)從GC敏感性哮喘患者和SRA患者的外周血單核細(xì)胞中鑒別出11個不同的基因,可準(zhǔn)確預(yù)測SRA[2]。編碼糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄蛋白1的GLCCI1基因的單核苷酸多態(tài)性也與GC治療哮喘反應(yīng)性差有關(guān)[6]。對輕度/中度哮喘患者氣道上皮細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄組分析表明,基因譜可預(yù)測ICS的反應(yīng)性,稱為IL-13或Th2誘導(dǎo)的基因標(biāo)記[7]。GC不敏感或許不是由單一突變引起的,更可能涉及一系列仍有待確定的遺傳變異。

2 呼吸道感染 越來越多的臨床和實驗證據(jù)表明,呼吸道感染是SRA的發(fā)病機制之一。衣原體、流感嗜血桿菌、鼻病毒、甲型流感病毒和呼吸道合胞病毒感染均與激素抵抗有關(guān)[6]。哮喘患者的衣原體呼吸道感染與氣道中性粒細(xì)胞增多相對應(yīng),屬于Th2-低表達(dá)型內(nèi)型,這預(yù)示著該病原體的存在可能和激素抵抗有關(guān)[8]。流感嗜血桿菌常從SRA患者的氣道中分離出來,與中性粒細(xì)胞炎癥、更嚴(yán)重的氣流阻塞和激素抵抗相關(guān),研究發(fā)現(xiàn)卵清蛋白構(gòu)建的哮喘小鼠長期暴露于低劑量流感嗜血桿菌,引起 Th2 相關(guān)的嗜酸性氣道炎癥向 Th17 相關(guān)的中性粒氣道炎癥轉(zhuǎn)變[9]。有研究提出原代人氣道上皮細(xì)胞暴露于鼻病毒16通過減少GR-α核易位誘導(dǎo)了激素抵抗,可通過抑制鼻病毒16誘導(dǎo)的NF-κB和JNK途徑進(jìn)行逆轉(zhuǎn)[7]。哮喘小鼠模型中的甲型流感病毒和呼吸道合胞病毒感染可導(dǎo)致氣道嗜酸性粒細(xì)胞內(nèi)流、1型和2型免疫應(yīng)答過度、嗜酸性粒細(xì)胞和中性粒細(xì)胞混合性氣道炎癥以及氣道高反應(yīng)(airway hyperreactivity,AHR)[9]。此外,真菌暴露患者中Th2/Th17反應(yīng)與激素抵抗有關(guān)。已證明交替曲霉暴露可導(dǎo)致IL-33介導(dǎo)的ILC2數(shù)量、Th2細(xì)胞數(shù)量和激素抵抗AHR增加。研究表明,IL-33激活CD4+T細(xì)胞中的p38-MAPK及誘導(dǎo)GR磷酸化的能力可能是激素抵抗的一種機制。因此,IL-33可能是真菌致敏的新型治療靶點[6]。

3 肥胖 大量可靠的流行病學(xué)數(shù)據(jù)顯示,肥胖增加了哮喘的發(fā)病風(fēng)險和嚴(yán)重程度。有藥理學(xué)實驗表明,超重患者對ICS的反應(yīng)降低[2]。患有肥胖哮喘的患者氣道中表現(xiàn)出嗜酸性粒細(xì)胞和中性粒細(xì)胞混合性氣道炎癥,并伴有不受控制的哮喘癥狀[10]。一項臨床研究表明,超重的成人哮喘患者與非超重的哮喘患者相比,盡管使用了高劑量ICS治療,但其年加重率更高,肺功能更差,血嗜酸性粒細(xì)胞計數(shù)更低[11]。包括TNF-α、IL-6和血管內(nèi)皮生長因子在內(nèi)的幾種介質(zhì)已被提出可反映肥胖哮喘的致病機制[11]。也有研究提出,有利于神經(jīng)酰胺蓄積(尤其是長鏈神經(jīng)酰胺)的鞘脂代謝改變可能導(dǎo)致肥胖性哮喘,可作為肥胖性哮喘的研究方向[12]。此外,無論是通過飲食和運動還是通過手術(shù)干預(yù)進(jìn)行減肥,都能改善肺功能、哮喘控制和哮喘相關(guān)的生活質(zhì)量,可作為肥胖哮喘的治療方法[13]。但這種哮喘表型的許多方面仍在很大程度上值得商榷。由于在SRA患者中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)復(fù)雜性重疊特征,可能需要更廣泛的方法來確定新的靶點和預(yù)防不良哮喘預(yù)后。

4 吸煙 吸煙的哮喘患者中的氣道炎癥細(xì)胞通常是中性粒細(xì)胞而不是嗜酸性粒細(xì)胞。這種Th2-低表達(dá)型內(nèi)型與SRA的主要表型一致[6]。與從不吸煙的哮喘患者相比,在目前吸煙的哮喘患者的誘導(dǎo)痰液中發(fā)現(xiàn)促炎介質(zhì)(如IL-6,IL-7,IL-17A,CCL2)水平增加,全身地塞米松治療不會降低這些升高的痰介質(zhì)水平。香煙煙霧誘導(dǎo)GC不敏感的可能機制是GR-α與GR-β亞型的比率降低,導(dǎo)致對GR-α的拮抗作用增加[7]。另有研究表明,香煙煙霧暴露可降低肺泡巨噬細(xì)胞中組蛋白去乙?；?(histone deacetylase 2,HDAC2)的表達(dá)[2]。重新平衡GR-α與GR-β亞型比值并增加HDAC2表達(dá),可使患者對激素重新敏感,這可能是潛在的新治療靶點。另一項臨床研究表明,戒煙后激素敏感性恢復(fù),表明耐藥機制是可逆的,并提供了戒煙作為明確的治療策略[6]。

5 細(xì)胞外陷阱 最近,有證據(jù)表明嗜酸性粒細(xì)胞胞外陷阱(eosinophil extracellular trap,EET)和中性粒細(xì)胞胞外陷阱(neutrophil extracellular trap,NET)與SRA有關(guān)。EET是DNA纖維和細(xì)胞毒性顆粒蛋白的復(fù)合物,在嚴(yán)重嗜酸性粒細(xì)胞性哮喘患者中,形成EET的外周血嗜酸性粒細(xì)胞計數(shù)與血清嗜酸性粒細(xì)胞來源的神經(jīng)毒素水平顯著相關(guān)[10]。最近的研究表明,嚴(yán)重哮喘患者中形成EET的嗜酸性粒細(xì)胞計數(shù)明顯高于非嚴(yán)重哮喘患者,這進(jìn)一步誘導(dǎo)上皮衍生細(xì)胞因子(TSLP和IL-33)的產(chǎn)生,導(dǎo)致ILC2和嗜酸性粒細(xì)胞活化,增強了先天性和2型免疫應(yīng)答,靶向生物制劑(抗IL-33/TSLP抗體)可能具有潛在的益處[14]。NET是中性粒細(xì)胞激活后釋放到胞外的網(wǎng)狀超微結(jié)構(gòu)[15]。嚴(yán)重哮喘患者中形成NET的中性粒細(xì)胞計數(shù)高于非嚴(yán)重哮喘患者,這通過誘導(dǎo)嗜酸性粒細(xì)胞活化/脫顆粒以及上皮損傷增加了氣道炎癥的嚴(yán)重程度。NET對炎癥小體激活的影響已在嚴(yán)重哮喘患者中得到了證實[10]。有研究表明,中性粒細(xì)胞性哮喘血清中較高的上皮衍生分子(S100鈣結(jié)合蛋白A9和血清淀粉樣蛋白A1)可誘導(dǎo)NET,進(jìn)一步增加中性粒細(xì)胞氣道炎癥[16-17]。綜上所述,EET和NET可能成為SRA新的治療靶點。

二、SRA的治療策略進(jìn)展

1 聯(lián)合療法以降低急性加重風(fēng)險 聯(lián)合使用不同的藥物可以恢復(fù)糖皮質(zhì)激素的敏感性。一項觀察性研究表明,與接受ICS/LABA治療的哮喘患者相比,接受ICS/LABA/LAMA三聯(lián)療法治療的哮喘患者發(fā)生哮喘惡化的風(fēng)險降低[18]。此外,一項公開研究表明,與接受ICS/LABA治療的哮喘患者及使用單獨的裝置分別吸入ICS/LABA/LAMA治療的哮喘患者相比,通過單一吸入器進(jìn)行三聯(lián)療法治療可改善肺功能并降低哮喘惡化的風(fēng)險[7]。相比之下,另一項臨床試驗表明,在接受ICS/LABA治療的哮喘患者中,附加使用吸入LAMA可誘導(dǎo)與LAMA劑量呈正相關(guān)的肺功能改善。然而,與僅接受ICS/LABA治療的哮喘患者相比,接受三聯(lián)療法治療的哮喘患者哮喘加重的風(fēng)險無顯著差異[19]。此外,羅氟司特聯(lián)合地塞米松治療可降低IL-17、IL-22和IL-1β mRNA及促炎細(xì)胞因子的水平,且減輕肺部炎癥和AHR的作用遠(yuǎn)超過其中一種單獨應(yīng)用。這項研究證明了羅氟司特在中性粒細(xì)胞性哮喘小鼠模型中的抗炎特性[20]。

2 生物制劑的臨床應(yīng)用 有大量證據(jù)表明,生物制劑可用于治療SRA疾病。幾種生物制劑已被批準(zhǔn)并用于臨床實踐。自從引入生物制劑以來,患有嚴(yán)重嗜酸性粒細(xì)胞性哮喘的患者有了更有益的治療選擇。除了針對過敏性哮喘的抗IgE療法(奧馬珠單抗)外,GINA已將三種靶向IL-5的抗體(美泊利珠單抗和瑞斯珠單抗)或IL-5R抗體(貝拉珠單抗)和1種靶向IL-4和IL-13信號傳導(dǎo)的抗體(度普利尤單抗)寫入到哮喘第5級的治療方案中,主要用在嚴(yán)重嗜酸性粒細(xì)胞性哮喘患者的治療。這些藥物可降低哮喘發(fā)作的頻率,改善肺功能,減少激素的使用[10]。關(guān)于非T2型哮喘,GINA和ERS/ATS指南推薦了對第5級治療方案實施失敗的哮喘患者進(jìn)行一些額外的治療。其中,抗ST2抗體(Astegolimab)可降低不受控制的低血嗜酸性粒細(xì)胞患者的哮喘惡化率,是非T2型哮喘的新治療靶點[21]。此外,抗TSLP抗體(Tezepelumab)顯著減少了嚴(yán)重不受控制的哮喘患者的哮喘惡化率并增加了肺功能,并且在基線時血嗜酸性粒細(xì)胞低于300個/uL的患者中也同樣有效,因此抗TSLP抗體可能也適用于非T2型哮喘[22]。根據(jù)最近的隨機臨床試驗,這種抗TSLP抗體已經(jīng)在美國獲得批準(zhǔn)。GINA 2022也推薦將其用于重度哮喘。

3 大環(huán)內(nèi)酯類藥物的臨床應(yīng)用 研究顯示,有衣原體感染證據(jù)的哮喘患者,通過大環(huán)內(nèi)酯類抗生素羅紅霉素治療可在6周內(nèi)顯著改善肺功能,且對于有衣原體感染證據(jù)的哮喘患兒,克拉霉素治療也可降低喘息的風(fēng)險和持續(xù)時間[9]。最近的研究表明,大環(huán)內(nèi)酯類藥物可減少細(xì)胞因子和其他炎癥介質(zhì)的產(chǎn)生,而不依賴于其抗菌作用,大環(huán)內(nèi)酯類藥物已被證明是治療Th2-低表達(dá)型伴痰中性粒細(xì)胞增多的嚴(yán)重哮喘患者的有效方法。無論是否存在呼吸道感染,大環(huán)內(nèi)酯類藥物治療對SRA可能都有效[23]。大環(huán)內(nèi)酯類抗生素克拉霉素治療的抗菌和抗炎作用,可抑制不同哮喘內(nèi)型的促炎反應(yīng),并突出了其在治療感染誘導(dǎo)的SRA中的潛在應(yīng)用[9]。有研究表明,阿奇霉素可減輕嚴(yán)重嗜酸性和非嗜酸性哮喘的哮喘加重,提示大環(huán)內(nèi)酯類具有免疫調(diào)節(jié)作用[23]。

4 中藥制劑 青蒿琥酯是一種青蒿素類抗瘧疾藥物,在OVA/CS小鼠哮喘模型中被發(fā)現(xiàn)可以通過抑制PI2K/Akt通路恢復(fù)HDAC2活性,并降低IL-8和TNF-α水平以及對激素不敏感的肺中性粒細(xì)胞浸潤[7]。穿心蓮內(nèi)酯是從藥用植物穿心蓮中分離出來的拉布丹二萜內(nèi)酯分子,在LPS/IFN-γ誘導(dǎo)的重度哮喘小鼠模型中,已證明可以通過增加Nrf2抗氧化防御和抑制PI3K/Akt/HDAC2磷酸化來抑制IL-27的產(chǎn)生和乙酰甲膽堿誘導(dǎo)的AHR,從而恢復(fù)激素敏感性[7]。

5 高效GC的開發(fā) 可以模擬當(dāng)前的GC開發(fā)具有增強的抗炎活性以克服激素抵抗的新化合物。目前基于GR結(jié)構(gòu)開發(fā)的幾種高效GC(VSGC12、VSG158和VSG159)正在臨床前體內(nèi)研究中進(jìn)行評估[2]。VSG158可能是這些化合物中最有希望的。在哮喘小鼠模型中,VSG158表現(xiàn)出效力最高的肺部炎癥抑制作用,并且比目前最有效的臨床GC糠酸氟替卡松的效力高10倍[4]。更重要的是,VSG158在激素抵抗的氣道炎癥模型中顯示出獨特的特性,可減少嗜中性炎癥,這對于包括地塞米松和糠酸氟替卡松在內(nèi)的臨床可用GC來說都是難治的。VSG158和VSG159不僅能夠提供有效的治療,還能減少脫靶和副作用。此外,這些GC還顯示出適合于哮喘治療的吸入給藥方法的藥代動力學(xué)特性。綜上所述,這些GC為治療SRA提供了希望[2]。

6 支氣管熱成形術(shù) 內(nèi)鏡治療在氣道疾病的管理中具有補充作用。支氣管熱成形術(shù)(bronchial thermoplasty,BT)是指一種使用專門設(shè)計的導(dǎo)管將受控的射頻能量輸送到氣道壁的支氣管鏡下手術(shù)。研究顯示BT可改善氣道炎癥并減少氣道平滑肌厚度,從而降低氣道收縮能力。對于伴有非T2炎癥和非嗜酸性炎癥的嚴(yán)重哮喘患者,應(yīng)考慮采用BT。一項對接受BT患者進(jìn)行的10年隨訪研究報道,支氣管擴張率有所增加[24]。雖然BT與生物制劑一樣有效,但它在嚴(yán)重哮喘管理中的作用尚未明確定義,GINA 2022仍然建議將其使用限制在具有所研究人群特征的患者中,嚴(yán)格的患者選擇很重要[25]。在FEV1為30%～50%的嚴(yán)重哮喘患者中進(jìn)行BT治療效果良好,暫時沒有證據(jù)表明不良反應(yīng)增加[26]。在一項評估BT在嚴(yán)重持續(xù)性哮喘的臨床試驗研究中,受試者在BT治療5年后,嚴(yán)重急性發(fā)作、住院、急診科就診和激素治療減少。所有亞組均表現(xiàn)出臨床癥狀顯著改善,表明支氣管熱成形術(shù)改善了不同哮喘表型的哮喘控制[27]。

7 維生素D 維生素D缺乏與肺功能降低、氣道高反應(yīng)性增加和GC敏感性降低有關(guān),這表明哮喘患者補充維生素D可能改善哮喘的嚴(yán)重程度和治療反應(yīng)[4]。最近,有研究證實了維生素D缺乏和激素抵抗之間的聯(lián)系,發(fā)現(xiàn)維生素D可通過上調(diào)類固醇受體GR-α的表達(dá)來增強激素反應(yīng)性[28]。目前正在進(jìn)行臨床試驗,以確定維生素D輔助治療是否可以恢復(fù)臨床對GC的敏感性和改善哮喘的嚴(yán)重程度[29]。哮喘兒童中維生素D水平的降低與過敏指標(biāo)和哮喘嚴(yán)重程度的增加有關(guān)。添加維生素D3聯(lián)合地塞米松可恢復(fù)SRA患者中CD4+T細(xì)胞釋放IL-10的水平。此外,維生素D3還能通過上調(diào)MKP-1來抑制單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞中p38 MAPK介導(dǎo)的細(xì)胞因子分泌[4]。

三、總結(jié)與展望

雖然僅有少數(shù)患者存在GC抵抗的情況,但SRA仍然是一個重大的臨床及社會經(jīng)濟問題。SRA的潛在分子機制或內(nèi)型在個體之間是不同的。導(dǎo)致SRA的兩個主要風(fēng)險因素是調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答的遺傳和環(huán)境暴露,盡管這些因素往往以尚未完全清楚的復(fù)雜方式相互作用,但某些內(nèi)型在SRA中聚集。目前已經(jīng)提出了一些導(dǎo)致SRA的不同分子機制,這可能有助于開發(fā)新的治療策略,并且通過檢測特定的生物標(biāo)志物可以幫助識別可能受益于新療法的患者,從而有助于對患者進(jìn)行更精準(zhǔn)的治療。現(xiàn)有研究根據(jù)不同的發(fā)病機制已提出許多潛在的治療靶點,但仍需進(jìn)行更多的研究來驗證并針對這些靶點進(jìn)行藥物開發(fā)研究。不同的治療方案已被提出用于SRA的治療中,但目前SRA的管理仍不盡人意,需要進(jìn)一步完善管理體系。