低T2炎癥表型哮喘的研究進展

朱廣林，張景熙，白 沖

(海軍軍醫(yī)大學長海醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學科，上海 200433)

哮喘是一種慢性呼吸道炎癥性疾病，影響全球超過3億人，其中5%～10%的患者為重度哮喘。雖然采用多種維持藥物治療方案，但重度哮喘患者仍承受著沉重的疾病負擔，經(jīng)歷著頻繁的病情惡化，生活質量受到嚴重損害[1]。近年來，有學者認為哮喘主要分為兩種類型：(1)高2型(type-2, T2)炎癥表型哮喘，以嗜酸性粒細胞氣道炎癥為特征[2]；(2)低T2炎癥表型哮喘，以伴或不伴中性粒細胞氣道炎癥和對皮質類固醇激素低反應性為特征[3]，其中21%的患者表現(xiàn)為重度哮喘。低T2炎癥表型哮喘患者對激素治療敏感性差，哮喘常難以良好控制，成為醫(yī)師面臨的難題之一。本文就低T2炎癥表型哮喘的發(fā)病機制、診斷、治療等研究進展綜述如下，以期對此型哮喘患者的臨床診治提供幫助。

1 定義及診斷

目前，低T2炎癥表型哮喘的定義尚未確定。FITZPATRICK等[4]將低T2炎癥表型哮喘定義為缺乏顯著T2炎癥通路信號的哮喘，也有文獻[5]將其定義為基線時呼出氣一氧化氮(fractional exhaled nitric oxide, FeNO)分數(shù)<25×10-9，無痰嗜酸性粒細胞增多癥(痰嗜酸性粒細胞<3%)，血嗜酸性粒細胞<300 /μl為特征的哮喘。臨床中通常使用排除方法，當患者無高T2炎癥表型哮喘生物標志物時，則考慮為低T2炎癥表型哮喘。

雖然在T2炎癥表型哮喘的鑒別方面已經(jīng)取得了一定進展，但是目前尚缺乏特異有效的低T2炎癥表型哮喘的生物標志物[6]。尚未證明哮喘相關基因對個體患者的哮喘診斷具有敏感性或特異性，即使多個基因組合使用時也是如此[7]。SHARMA等[8]已經(jīng)證明氣道微生物群在不同表型哮喘患者中存在差異，但區(qū)分高T2和低T2炎癥表型哮喘特異性的真菌和細菌標志物未完全確定。目前，臨床上仍以痰或血嗜酸性粒細胞或與嗜酸性粒細胞相關的FeNO等檢查指標應用較多。

2 發(fā)病機制

哮喘患者之間存在顯著的異質性。隨著時間的推移和對治療的反應，T2炎癥標志物會發(fā)生顯著的變異性，而且疾病活動與癥狀發(fā)生經(jīng)常存在不一致性[9]。低T2炎癥表型哮喘的發(fā)病機制被認為與下列因素相關。

2.1 中性粒細胞炎癥 研究發(fā)現(xiàn)，干擾素(interferon,IFN)-γ、白介素(interleukin,IL)-1β、IL-8、IL-17A/F、IL-23、腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor,TNF)-α等炎性介質能夠介導肺部非T2炎癥產(chǎn)生。各種環(huán)境因素，包括臭氧、顆粒物、空氣中的病原體、吸煙和職業(yè)化學品，可導致氣道損傷，隨后導致toll樣受體激活，誘導輔助1型T(T helper type 1, Th1)/Th17炎癥通路，從而引發(fā)氣道中性粒細胞炎癥[10]。

Th1細胞主要通過產(chǎn)生IFN-γ和TNF-α參與中性粒細胞炎癥。IFN-γ升高會導致氣道高阻力、炎癥細胞浸潤增加和皮質類固醇難治性[11]。文獻表明，IFN在哮喘中存在潛在相互沖突的作用。一方面，IFN對哮喘的發(fā)生發(fā)展具有保護作用。哮喘患者氣道上皮中的IFN信號缺乏使哮喘患者更容易受到病毒性氣道感染和哮喘加重的影響[12]。另一方面，研究發(fā)現(xiàn)IFN對哮喘的發(fā)生發(fā)展具有一定的促進作用。BHAKTA等[13]發(fā)現(xiàn)哮喘患者氣道中IFN信號的增加會導致哮喘急性加重風險的上升。TNF-α在哮喘患者的痰液、肺泡灌洗液及外周血中均存在高表達。TNF-α可促進氣道高反應性(airway hyperresponsiveness, AHR)和痰中性粒細胞增多。

胸腺基質淋巴細胞生成素(thymic stromal lymphopoietin,TSLP)是一種主要來源于氣道上皮細胞分泌的炎性介質，可激活樹突狀細胞誘導幼稚T細胞向Th17表型極化，從而在低T2氣道炎癥中發(fā)揮作用。TSLP刺激固有淋巴細胞(innate lymphoid cells, ILC)2s表達的T2細胞因子不被類固醇激素抑制，是激素抵抗性哮喘的潛在機制之一[1]。Th17細胞、CD4+T細胞均可分泌IL-17A和IL-17F等細胞因子，進而通過促進炎性細胞因子釋放來放大炎癥反應。在低T2炎癥表型哮喘中，大多數(shù)研究集中在IL-17A上。IL-17A通過上調(diào)集落刺激因子(colony stimulating factor,CSF)-3趨化因子和趨化因子配體招募促進氣道中性粒細胞增多、介導AHR和皮質類固醇藥物耐藥性[4]。IL-17A對肺成纖維細胞、氣道平滑肌和內(nèi)皮細胞以及Th2/Th17細胞具有保護作用，可對抗皮質類固醇藥物誘導的凋亡，參與哮喘氣道炎癥和氣道重塑[14]。

IL-8又稱C-X-C趨化因子配體8(C-X-C motif chemokine ligand 8, CXCL8)，是一種主要由巨噬細胞和上皮細胞分泌的強效趨化因子，通過高親和力C-X-C趨化因子受體2(C-X-C motif chemokine receptor 2, CXCR2)調(diào)節(jié)中性粒細胞的激活和遷移。難治性重度哮喘患者痰液中IL-8濃度與潛在致病微生物的氣道定植和中性粒細胞性氣道炎癥呈顯著正相關[15]。IL-1β在哮喘患者的支氣管肺泡灌洗液和痰中表達增加,在人經(jīng)吸入脂多糖刺激后，IL-1β在氣道中上調(diào)[16]。

細菌定植和繼發(fā)性炎癥是中性粒細胞氣道炎癥的另一機制，部分解釋了抗中性粒細胞治療療效不好以及使用抗生素治療對低T2炎癥具有一定療效的現(xiàn)象[17]。BRUSSELLE等[18]發(fā)現(xiàn)使用低劑量阿奇霉素治療6個月，可降低非嗜酸性粒細胞哮喘患者的急性發(fā)作頻率，提示細菌定植是影響疾病行為和急性發(fā)作風險的重要因素。目前，尚不清楚這種臨床益處是否與大環(huán)內(nèi)酯類抗生素的抗菌或抗炎特性有關[19]。DURACK等[20]證明了高T2炎癥表型哮喘患者支氣管細菌負荷明顯較低T2炎癥表型哮喘患者低，兩組患者支氣管微生物組成差異尚需大樣本研究以證實。

2.2 寡粒細胞型炎癥 一些哮喘患者既沒有痰嗜酸性粒細胞增多癥，也沒有痰中性粒細胞增多癥，通常伴有持續(xù)的哮喘癥狀和AHR，這種屬于寡粒細胞型哮喘。動物實驗表明，AHR和氣道平滑肌增厚可以獨立于氣道炎癥[21]。KISTEMAKER等[22]提出，乙酰膽堿對哮喘氣道炎癥和氣道重塑的影響是由神經(jīng)元和非神經(jīng)元性乙酰膽堿介導的。上皮細胞是非神經(jīng)元性乙酰膽堿的主要來源，非神經(jīng)元性乙酰膽堿通過參與杯狀細胞化生，促進黏液高分泌，導致小氣道氣流阻塞，增加疾病加重風險。報道指出，抗膽堿能類藥物和敲除M3受體在中性粒細胞炎癥中具有明顯的抗炎作用。氣道平滑肌細胞在哮喘發(fā)病機制中的作用主要表現(xiàn)為AHR。研究表明，氣道平滑肌增生與細胞因子、花生四烯酸代謝物、肥大細胞介質、機械壓力和活性氧化物等介質密切相關[23]。氣道平滑肌細胞上存在苦味受體和嗅覺受體。AN等[24]通過單細胞、體外和體內(nèi)方法確定苦味受體信號可以引起細胞內(nèi)鈣離子濃度增加，進而導致細胞膜超極化和氣道平滑肌細胞松弛；嗅覺受體不會引起支氣管擴張，主要起調(diào)節(jié)細胞骨架重塑和增生的作用。臨床上發(fā)現(xiàn)吸入性糖皮質激素(inhaled corticosteroids, ICS)對寡粒細胞型哮喘患者有一定療效，原因可能是ICS治療降低了哮喘患者氣道嗜酸性粒細胞水平，表現(xiàn)為嗜酸性粒細胞稀少的假性寡粒細胞型哮喘[25]，其仍屬于嗜酸性粒細胞哮喘的范疇。

2.3 代謝功能障礙相關的全身炎癥 脂肪組織中的脂肪細胞通過分泌各種促炎細胞因子與炎性巨噬細胞共同引起全身低度炎癥，尤見于體重指數(shù)較高的肥胖型患者[26]。肥胖型哮喘患者血漿IL-6水平與血液中性粒細胞和血漿C-反應蛋白濃度增加有關，與上游T2型炎癥和氣道IL-6濃度無關[27]。肥胖和哮喘都可以導致精氨酸酶活性增加，較低的L-精氨酸/不對稱二甲基精氨酸比例可解偶聯(lián)一氧化氮合酶2，產(chǎn)生更多的負離子超氧化合物，一氧化氮產(chǎn)生減少，影響支氣管舒張并引起氣道氧化應激，從而降低對ICS的反應性。此外，由于一氧化氮通常抑制線粒體呼吸，一氧化氮的生物利用度降低，從而增加線粒體呼吸，將導致產(chǎn)生線粒體活性氧，并激活其他炎癥通路。肥胖介導的線粒體功能障礙是否會導致哮喘發(fā)病率增加有待驗證[4,28]。一項對接受減肥手術的哮喘患者的回顧性分析發(fā)現(xiàn)，代謝綜合征強烈預示著手術后12個月哮喘控制能力的喪失(與沒有代謝綜合征的患者相比，風險增加92%)[29]。高脂肪攝入與高密度脂蛋白降低、2 h內(nèi)FeNO升高、中性粒細胞氣道炎癥增加以及對長期應用支氣管擴張劑反應減弱有關。胰島素治療(1 μg/ml)顯著促進了氣道平滑肌細胞的增殖，誘導膠原釋放，從而促進AHR。在胰島素處理的小鼠模型中，肺組織內(nèi)可見β-連環(huán)蛋白的激活，說明高胰島素血癥可能通過對β-連環(huán)蛋白和氣道平滑肌細胞的作用對哮喘表型產(chǎn)生影響[30]。

3 治療進展

目前尚未發(fā)現(xiàn)針對低T2炎癥表型哮喘患者的特異性治療方法。研究表明，增加ICS劑量可能不會改善哮喘的預后，還會增加全身副作用的風險[31]。藥物、生物制劑以及介入手段的研究發(fā)展，給哮喘治療提供了更多的選擇。

3.1 非藥物干預 肥胖可導致低T2炎癥表型哮喘患病率增加，尤其是女性肥胖患者。肥胖型哮喘患者減輕體重不僅可改善哮喘癥狀和降低藥物使用頻率，而且哮喘惡化風險也會相應降低，生活質量得到提升。大量研究表明，患者即使體重減輕5%～10%，也能在哮喘癥狀控制、生活質量和氣道炎癥方面有重要的臨床改善[32]。減肥手術也被證明可顯著降低肥胖哮喘患者的全身炎癥標志物，包括高敏C-反應蛋白和瘦素[33]。在臨床中，醫(yī)師應適當對患者進行健康宣傳教育，讓其認識到減輕體重的重要性。

吸煙是哮喘發(fā)病的危險因素之一。煙草煙霧中含有數(shù)千種復雜的化學物質和污染物，可引起哮喘患者AHR和中性粒細胞氣道炎癥。主動吸煙與被動吸煙均可導致哮喘的患病率以及急性加重頻率增加。戒煙和避免二手煙可以顯著改善哮喘癥狀。研究表明，與吸煙者比較，戒煙達6周者第一秒用力呼氣量(forced expiratory volume in one second,FEV1)均值差為407 ml(P=0.040)，痰中性粒細胞比例下降29%(P=0.039)[34]。在主動性戒煙措施干預下，患有慢性下呼吸道疾病(包括哮喘)吸煙者的戒煙率可以達到?jīng)]有呼吸系統(tǒng)疾病吸煙者的水平[35]。因此，戒煙應該作為一項基礎預防干預措施納入哮喘患者的管理策略中。對于戒煙依從性差的哮喘患者，戒煙門診的規(guī)范干預有利于其康復。

維生素D缺乏與兒童哮喘急性發(fā)作密切相關，且在非特應性哮喘中尤為明顯。其潛在機制尚不清楚，可能與中性粒細胞趨化作用減弱、對病原微生物免疫增強以及糖皮質激素反應性提高等機制有關。DE GROOT等[36]進行的一項雙盲隨機對照試驗發(fā)現(xiàn)，嗜酸性粒細胞水平為26.2%或更高的非特應性哮喘患者，在接受維生素D治療后，嗜酸性粒細胞從41.0%下降至11.8%，接受安慰劑治療的患者則從51.8%上升至63.3%(P=0.034)。試驗同時表明，維生素D對痰中性粒細胞水平?jīng)]有顯著影響。所以維生素D對低T2炎癥表型哮喘的治療作用有待進一步探索研究。

3.2 藥物治療 噻托溴銨是一種選擇性M1、M3受體拮抗劑，作用持續(xù)時間較長。噻托溴銨在具有更好膽堿能緊張性和年輕的哮喘患者中有較好的應答[37]。LAZARUS等[38]研究發(fā)現(xiàn)，在痰中嗜酸性粒細胞水平較低的輕度持續(xù)哮喘患者中，噻托溴銨的療效與安慰劑相比沒有顯著差異。但非嗜酸性粒細胞型重度哮喘患者在ICS治療基礎上聯(lián)合噻托溴銨治療4周后，F(xiàn)EV1顯著改善且耐受性良好[39]。

一項薈萃分析提示，大環(huán)內(nèi)酯類藥物可以顯著改善哮喘患者的峰值流量、癥狀、生活質量和AHR，但肺功能改善不明顯[40]。阿奇霉素已被證明能抑制IL-6和IL-8的生成，并減少中性粒細胞對感染部位的趨化作用[4,41]。澳大利亞一項針對未控制持續(xù)性哮喘的大型隨機雙盲對照研究發(fā)現(xiàn)，阿奇霉素可以減少哮喘加重比例并改善哮喘患者生活質量問卷得分[42]。為了避免大環(huán)內(nèi)酯類藥物耐藥性加重，目前歐洲呼吸學會和美國胸科學會指南不推薦對所有重度哮喘患者常規(guī)使用大環(huán)內(nèi)酯類藥物治療[43]。

他汀類藥物因調(diào)脂作用廣泛被應用于臨床，近期關于其免疫調(diào)節(jié)特性的研究為哮喘治療提供了新選擇。研究表明，他汀類藥物可抑制肺實質破壞、支氣管及血管周圍炎癥細胞浸潤，并通過改變吲哚胺2,3-雙加氧酶活性增強哮喘患者糖皮質激素的抗嗜酸性粒細胞炎癥作用[44]。一項隨機對照試驗結果表明，短期使用阿托伐他汀不會改善吸煙的輕度至中度哮喘患者的肺功能，但可能改善其生活質量[45]。

3.3 生物靶向治療 目前，涉及中性粒細胞炎癥、Th1/Th17炎癥通路的細胞因子拮抗劑的研究處于不同試驗階段。現(xiàn)有證據(jù)表明，目前的生物制劑并不能改變哮喘的疾病進展，停止治療后，哮喘的嚴重程度會恢復到治療前的水平[46]。

Tezepelumab是一種抗TSLP單克隆抗體,初步研究顯示其對低血嗜酸性粒細胞和低FeNO的患者有一定益處，表明它可能對低T2炎癥表型哮喘有效[1]。在臭氧誘導的中性粒細胞增多癥模型中，針對IL-17A的單克隆抗體secukinumab未能顯著減少中性粒細胞水平[47]。BUSSE等[48]開展的雙盲隨機對照研究表明，brodalumab(抗IL-17A受體單克隆抗體)僅使高可逆性亞組(支氣管擴張術后FEV1≥20%)哮喘患者控制問卷評分有很小的差異，且在210 mg組為顯著性差異，但在280 mg組為不顯著差異。所以，針對IL-17的生物制劑對哮喘的療效有待進一步研究。早期臨床試驗表明，TNF-α抗體golimumab能夠降低哮喘惡化風險，但長期使用會增加惡性腫瘤和感染的風險，導致其相關臨床試驗被提前終止[16]。針對IL-1β、IL-6、IL-23等細胞因子的生物靶向抑制劑已被開發(fā)，初步試驗提示這些生物制劑可能成為哮喘治療的備選方案，但尚不清楚其適用人群、療效、長期安全性等問題。

一些新的治療中性粒細胞哮喘的小分子藥物尚在研發(fā)中，包括CXCR2拮抗劑、磷酸二酯酶(phosphodiesterase,PDE)3/PDE4抑制劑和各種蛋白激酶抑制劑，目前缺乏相關臨床試驗結果對上述小分子藥物的療效進行全面評價[15]。CXCR2通過與IL-8相互作用，參與氣道中性粒細胞炎癥。研究表明，在痰中性粒細胞>40%的中度至重度哮喘患者中，CXCR2拮抗劑SCH527123(navarixin)可使痰中性粒細胞減少36.3%，而安慰劑組增加了6.7%(P=0.03)，但未見其明顯改善哮喘控制和肺功能[16]。肺組織中可表達多種PDE同工酶，包括PDE3、PDE4等。PDE3和PDE4是藥物治療哮喘的常見靶點。PDE3抑制劑主要發(fā)揮支氣管擴張作用，而PDE4抑制劑表現(xiàn)為抗炎作用[49]。低劑量茶堿可以逆轉重度哮喘患者組蛋白脫乙酰酶2活性降低，從而增加糖皮質激素敏感性[50]。蛋白激酶抑制劑可部分恢復皮質類固醇激素敏感性，主要包括絲裂原活化蛋白激酶抑制劑、酪氨酸激酶抑制劑和磷脂酰肌醇3激酶抑制劑。研究顯示，絲裂原活化蛋白激酶抑制劑可恢復重度哮喘患者肺泡巨噬細胞和外周血單核細胞的糖皮質激素敏感性[51]。磷脂酰肌醇3激酶抑制劑可抑制氣道黏液產(chǎn)生，抑制肥大細胞脫顆粒和免疫細胞聚集，促進支氣管擴張，對哮喘有潛在的益處[52]，但在不同表型哮喘患者中的療效還需進一步研究。

3.4 支氣管熱成型術 支氣管熱成型術又稱支氣管鏡下射頻消融支氣管熱成型術，在常規(guī)做支氣管鏡的同時，儀器探頭經(jīng)支氣管通道深入外周小支氣管，應用射頻脈沖產(chǎn)生熱能消減增生的平滑肌。支氣管熱成型術可降低中度至重度哮喘惡化率，改善患者生活質量，在日常哮喘控制方面獲益有限[53]。鮮有文獻報道支氣管熱成型術在低T2炎癥表型哮喘患者中的應用，可見尚未形成較成熟的治療模式。對于重度難治性哮喘患者，支氣管熱成型術是一個有價值的治療選擇。

4 小 結

低T2炎癥表型哮喘在難治性哮喘中占較大比例，給患者帶來了嚴重的疾病負荷和經(jīng)濟負擔。低T2炎癥表型哮喘的發(fā)病機制尚未明確。未來哮喘治療策略需要識別有助于診斷和辨別類型的可靠生物標志物，以便為患者選擇最有效的藥物。目前，生物制劑行業(yè)蓬勃發(fā)展，但其安全性和有效性有待進一步研究。同時，支氣管熱成型術在安全性、療效、預測指標等方面的研究將為重度低T2炎癥表型哮喘患者帶來希望。