重癥哮喘的靶向治療進展

鄒小青，張秀峰

(南華大學附屬第二醫院呼吸與危重癥醫學科，湖南 衡陽 421000)

哮喘是多種炎癥細胞參與的慢性氣道疾病，其特征是炎癥、可逆性氣流阻塞和氣道高反應性。部分哮喘患者可通過避免接觸過敏原、抗炎、解痙、平喘等治療達到哮喘控制的目標。部分哮喘患者在過去一年中≥50%的時間，需要吸入高劑量激素聯合長效β2受體激動劑和(或)白三烯調節劑/緩釋茶堿，或全身激素治療才能維持哮喘控制狀態或上述治療下仍不能控制，臨床上稱為重癥哮喘或激素抵抗性哮喘。重癥哮喘根據其病理機制不同可分為嗜酸性粒細胞性哮喘和中性粒細胞性哮喘。靶向治療是在細胞分子水平上，針對已經明確參與哮喘發病的細胞因子進行的治療。針對不同表型重癥哮喘炎癥反應機制,靶向治療能中和炎癥反應中特異性的細胞因子,阻斷炎癥進展，使哮喘得到控制。以下將分別闡述參與不同類型哮喘發病的細胞因子及其藥物作用靶點。

1 不同重癥哮喘的相關細胞因子

不同表型的重癥哮喘因參與的細胞有別，其細胞因子也各異。關于嗜酸性粒細胞性哮喘的發病機制大體如下：吸入的過敏原、微生物和污染物等與氣道上皮細胞相互作用，導致胸腺基質淋巴細胞生成素(thymic stromal lymphopoietin,TSLP)、白細胞介素25(interleukin-25,IL-25)和白細胞介素33(interleukin-33,IL-33)等介質的激活，促進以輔助性T細胞2(T Helper cell 2,Th2)為核心的炎癥激活，進一步導致白細胞介素4(interleukin-4,IL-4)、白細胞介素5(interleukin-5,IL-5)、白細胞介素13(interleukin-13,IL-13)、前列腺素D2(prostaglandin D2,PGD2)等釋放，表現為氣道嗜酸性粒細胞、嗜堿性粒細胞和肥大細胞的吸引和活化、漿細胞分泌IgE，從而表現為氣道高反應性、支氣管收縮、黏液分泌及氣道重塑。血和痰嗜酸性粒細胞水平、呼出氣中的一氧化氮(fractional exhaled nitricoxide, FeNO)、骨膜素與此炎癥反應的程度相關。

中性粒細胞性哮喘的發病機制目前尚不完全明確，普遍認為如下：在復雜的炎癥網絡中，在轉化生長因子β(transforming growth factor-β,TGF-β)、白細胞介素6(interleukin-6,IL-6)和白細胞介素23(interleukin-23,IL-23)的作用下，幼稚T細胞分化為輔助性T細胞17(T Helper cell 17,Th17)，其分泌白細胞介素17(interleukin-17,IL-17 or IL-17A)、白細胞介素17F(interleukin-17F, IL-17F)和白細胞介素22(interleukin-22,IL-22)通過上皮細胞和成纖維細胞激活IL-6、白細胞介素8(interleukin-8,IL-8 or CXCR8)和粒細胞集落刺激因子(granu1ocyte colony stimu1acting factor,G-CSF)的產生。此外，白細胞介素1β(interleukin-1β,IL-1β)、腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor α,TNF-α)、γ-干擾素(interferon-γ,IFN-γ)協同，誘導細胞因子和趨化因子的產生，也與中性粒細胞性哮喘的發病相關。

基于前期對于參與重癥哮喘的細胞和細胞因子的研究，目前靶向治療成為研究的熱點,針對不同表型的重癥哮喘，靶向藥物治療需要選擇不同的靶點。

2 嗜酸性粒細胞性哮喘的靶點

嗜酸性粒細胞性哮喘的靶向治療目前主要集中在IgE、IL-5及其受體、IL-4α受體、PGD2受體(CRTH2/DP2)、TSLP和IL-25等。目前已經上市的包括下面4種生物制劑：Omalizumab、mepolizumab、reslizumab和benralizumab，其他靶點治療藥物正在處于藥物研發階段。

2.1 抗IgE

當受到過敏原刺激時，B細胞產生的IgE與肥大細胞和嗜堿性粒細胞上的I型高親和力IgE受體(FcεRI)結合，導致細胞激活，釋放組織胺、前列腺素D(prostaglandin D,PGD)、白三烯等活性物質，從而誘發哮喘急性發作。抗IgE可減少血液和間質空間中的循環IgE,并抑制IgE與肥大細胞、嗜堿性粒細胞和樹突狀細胞上的高親和力和低親和力受體結合，從而導致受體下調和下游炎癥細胞的募集減少，減輕下游過敏反應。Omalizumab是一種抗IgE抗體，于2003年獲得美國食品和藥物管理局(Food and Drug Administration,FDA)的批準，是第一種獲批的哮喘生物治療藥物。Yalcin等[1]認為,Omalizumab在治療哮喘方面是多因素綜合作用的結果，包括改變氧化還原反應、血管內皮生長因子系統、外源性凝血途徑等。Walker等[2]進行的一項薈萃分析發現，與對照組相比，使用Omalizumab的實驗組游離IgE水平顯著降低，且對糖皮質激素的需求減少，隨后進一步的分析發現，omalizumab還可減少哮喘急性發作次數、降低住院率。Omalizumab通常為皮下注射，劑量和頻率取決于治療前總IgE水平和體重，最常見的不良反應是注射部位反應，一項長達9年的回顧性研究[3]發現Omalizumab安全性高且耐受性良好；目前已被哮喘全球倡議指南認可作為針對重癥哮喘的附加療法。其他抗IgE抗體有Ligelizumab和Quilizumab等，目前研究尚不充分，需進一步臨床實驗以明確其療效及安全性。

2.2 抗IL-5及其受體

IL-5與嗜酸性粒細胞上IL-5受體的α亞基(IL-5Rα)結合，促進其和βγ亞基的異二聚化，激活Lyn、Syk和JAK2激酶并通過Ras/絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)和賈納斯激酶信號傳導及轉錄激活因子(janus kinase signal transducer and activator of transcription pathway,JAK/STAT)兩條信號傳導途徑促進嗜酸性粒細胞主導分化、存活、脫粒、粘附和募集等關鍵基因的表達，由此加劇嗜酸性粒細胞氣道炎癥的發展。因此抑制IL-5信號傳導途徑可減輕炎癥反應，IL-5及其受體是目前治療重癥哮喘的重要靶點之一。

目前FDA獲批的IL-5及其受體的單克隆抗體包括Mepolizumab、Reslizumab和Benralizumab。Mepolizumab是一種抗IL-5的單克隆抗體，于2015年11月獲得FDA的批準。DREAM試驗[4]將621名重癥哮喘患者隨機分為四組，分別每月靜脈注射Mepolizumab的劑量為75 mg、250 mg、750 mg以及安慰劑，與對照組相比，實驗組惡化率分別減少48%、39%、52%。Bel等[5]研究發現，Mepolizumab能減少50%口服糖皮質激素劑量，并且同時使惡化率下降32%。MENSA試驗[6]發現Mepolizumab能減少重癥哮喘患者急性加重次數，改善肺功能，使疾病得到控制、生活質量得到改善,皮下注射比靜脈注射效果更為明顯。一項多中心的IIIB研究[7]發現Mepolizumab在重癥嗜酸性哮喘患者中安全性良好，不良反應發生低。Sahota等[8]報道，Reslizumab在III期研究發現能將惡化率降低50%，同時能改善患者肺功能，使哮喘得到控制，生活質量得到改善,每4周按3.0 mg/kg靜脈用于外周血嗜酸性粒細胞計數≥400個/μL的患者；最常見的不良反應是頭痛、哮喘未控制和上呼吸道感染等，發生率較低。Benralizumab是一種單克隆IL-5受體拮抗劑，于2017年11月獲得FDA的批準用于12歲及以上患有嗜酸性粒細胞增多的重癥哮喘，其通過與嗜酸性粒細胞和嗜堿性粒細胞上IL-5受體的α亞基結合阻斷信號傳導，并通過抗體依賴性細胞介導的細胞毒作用(antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity,ADCC)誘導細胞凋亡，SIROCCO[9]和CALIMA[10]兩項分別以1 205個和1 306個中重度哮喘患者為目標人群進行的研究表明，Benralizuma可使外周血嗜酸性粒細胞計數≥300個/μL的患者哮喘急性發作減少45%～51%，第一秒用力呼氣容積(forced expiratory volume in one second,FEV1)也得到顯著改善；有諸如鼻咽炎、哮喘惡化、過敏性肉芽腫性血管炎等副作用。

三種IL-5拮抗劑均顯示出臨床療效；不同的給藥途徑及頻率、血液嗜酸性粒細胞計數差異導致療效差異，為臨床醫生根據藥物特征和患者需求提供選擇藥物的機會。

2.3 抗IL-4α受體

IL-4參與IgE的分泌、細胞表面IgE受體的上調和肥大細胞的活化，并能促進支氣管黏液的分泌和T輔助細胞分化為Th2細胞；IL-13能促進支氣管成纖維細胞的增殖，增強支氣管高反應性，并刺激嗜酸性粒細胞和嗜堿性粒細胞向肺部募集，抑制IL-4和IL-13信號途徑的傳導能減少炎癥介質的分泌，延緩哮喘的進展。

單獨靶向IL-4及IL-13的結果一直不甚滿意。IL-4α是IL-4和IL-13的共同受體結構域，Dupilumab是針對IL-4α的完全人源化單克隆抗體。Castro等[11]研究顯示：Dupilumab能減少患者急性加重次數、改善肺功能，嗜酸性粒細胞計數較高的患者具有更理想的治療效果。Dupilumab耐受性良好，目前正在等待FDA的批準用于治療哮喘，最常見的副反應包括注射部位反應和上呼吸道感染。其他抗IL-4α受體還有pitrakinra，但其只對含rs8832GG基因型的重癥哮喘亞群有效。

2.4 抗CRTH2

CRTH2是PGD2的G蛋白偶聯受體，能誘導Th2細胞和嗜酸性粒細胞的趨化，介導炎癥進一步發展。Fevipipiprant(QAW039)是CRTH2的選擇性的、可逆的拮抗劑，一項II期多中心的隨機雙盲研究[12]發現，在輕度至中度未控制的哮喘患者中，使用Fevipipiprant未觀察到FEV1和癥狀的改善，但對于氣流受限嚴重程度較高的患者，它卻能在一定程度上改善肺功能，使哮喘得到控制。另一項研究[13]表明Fevipipiprant能減少嗜酸性粒細胞氣道炎癥，對于中度至重度哮喘患者耐受性良好。其他抗CRTH2有OCooo459和ARRY-602，目前正進行II期臨床研究以確認其療效，AMG853和setipiprant因其療效差已經停產。

2.5 抗TSLP

TSLP由肺上皮細胞產生，介導先天和適應性免疫應答；其主要通過TSLPR/IL-7R復合體激活下游信號傳導及轉錄激活3(Signal transducers and activators of transcription 3, STAT3)和STAT5，誘導樹突狀細胞(Dendritic cells,DC)活化，從而促進幼稚T細胞分化成Th2細胞，導致嗜酸性粒細胞炎癥過程的激化及細胞因子的釋放。Tezepelumab(AMG 157/MED19929)是一種研究性的IgG2單克隆抗體，與TSLP結合阻止其與TSLP受體復合物的相關作用。PATHWAY[14]研究發現，Tezepelumab不僅能降低哮喘急性發作次數，而且能降低血液嗜酸性粒細胞計數、FeNO水平和總血清IgE水平，另外此研究還發現Tezepelumab的作用與嗜酸性粒細胞計數無關，由此突出了靶向上游細胞因子的潛在優勢，其可能比單一抑制下游途徑更能影響疾病活動。

3 中性粒細胞性哮喘的靶點

與嗜酸性粒細胞性哮喘相比，糖皮質激素在中性粒細胞性哮喘中的效果較差，而目前特異性的生物制劑相對較少，主要集中在IL-17受體、TNF-α及其受體、CXCR2。

3.1 抗IL-17受體

IL-17具有強大的招募中性粒細胞的能力，其可以直接影響IL-8的產生或間接誘導氣道上皮細胞、支氣管平滑肌細胞的活化，刺激這些細胞釋放中性粒細胞趨化因子。血清IL-17與哮喘的嚴重程度正相關，可用于預測哮喘嚴重程度，是重癥哮喘的獨立危險因素。

Brodulumab(AMG827)是一種人單克隆抗體，以高親和力結合人IL-17受體A，阻斷IL-17A、IL-17F或IL-17A/F異二聚體的生物學活性。Busse等[15]對302名中重度哮喘患者進行的一項隨機、雙盲、安慰劑對照研究發現接受Brodulumab治療的實驗組在哮喘控制測試評分、無癥狀持續時間及肺功能等方面均無改善，僅在運用支氣管擴張劑后FEV1改善≥20%的高可逆性亞組觀察到哮喘控制測試評分的微小改善。最近有研究[16]報道，抑制IL-17信號傳導途徑具有損害患者防御功能，增加腫瘤患病率的潛在風險，故針對Brodalumab治療重癥哮喘還需作進一步的臨床研究。

3.2 抗TNF-α及其受體

TNF-α是哮喘發病過程中重要的促炎細胞因子，能誘導氣道高反應性，刺激成纖維細胞增殖，促進上皮細胞和內皮細胞粘附分子的表達,導致TGF-β的合成釋放及炎癥細胞的激活。在小鼠模型中，吸入TNF-α會產生中性粒細胞炎癥和支氣管高反應性，導致黏液分泌過多和巨噬細胞的活化。

Etanercept是一種可溶性的TNF-α受體阻滯劑，其對于重癥哮喘的療效在多項臨床實驗中取得了不一致的結果；其他抗TNF-α受體還有Infliximab和Erin等[17]研究發現其在中度哮喘患者肺功能方面未能顯示明顯改善，但與對照組相比，Infliximab顯著減少了患者急性加重次數。golimumab是針對TNF-α的單克隆抗體，在一項以重癥哮喘患者為目標人群的研究[18]中，golimumab未能顯示臨床改善。

3.3 抗CXCR2

IL-8，又稱趨化因子CXCL8，通過與中性粒細胞上低親和力趨化因子受體CXCR1和高親和力趨化因子受體CXCR2結合，特異性地趨化中性粒細胞進入炎性組織，在重癥哮喘急性炎癥的中性粒細胞浸潤中起關鍵作用。

Nair等[19]在痰液總細胞計數<10×106/g但中性粒細胞數>40%的重癥哮喘患者中進行了一項研究，CXCR2受體拮抗劑SCH527123導致痰中性粒細胞計數平均降低36.3%，血液中的平均絕對中性粒細胞計數在4周結束時減少了14%，但在第5周恢復，癥狀控制評分有改善的趨勢。隨后O’Byrne[20]等評估了CXCR2拮抗劑AZD5069對重癥哮喘患者的療效和安全性，結果表明AZD5069并未降低急性加重頻率，但耐受性良好，最常見的副作用是鼻咽炎。對于中性粒細胞哮喘而言，CXCR2和CXCR1的聯合阻斷可能是更有效的方法。

4 展 望

重癥哮喘與嗜酸性粒細胞和中性粒細胞相關，基礎研究提供了大量的免疫治療靶點，目前部分的靶向治療已經顯示出療效，但是給藥方式，用藥劑量，安全性仍然需要進一步的研究來調整，加大免疫基礎研究及相關基礎研究的臨床轉化有望提高重癥哮喘患者的救治率，這不僅能加速推進精準醫療的發展，而且能達到治療或輔助治療哮喘疾病的目的，逐步滿足重癥哮喘病患群體的醫療需求和提高重癥哮喘患者的生活質量。