N-乙酰半胱氨酸在特發(fā)性肺間質(zhì)纖維化治療中的研究進(jìn)展

佟曉娜，何瑾（1.云南省第三人民醫(yī)院藥劑科，昆明650011；.昆明醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院臨床藥學(xué)中心，昆明 650031）

特發(fā)性肺間質(zhì)纖維化（Inrerstitial lung disease，IPF）是指原因不明的、進(jìn)行性的以兩肺間質(zhì)纖維化伴蜂窩狀改變?yōu)樘卣鞯募膊?，并除外結(jié)締組織病所致的肺間質(zhì)纖維化[1]。臨床主要表現(xiàn)為彌散性肺泡炎、肺泡單位結(jié)構(gòu)紊亂和肺纖維化。IPF精確的發(fā)病率不詳，1990－1994年有報道估計其發(fā)病率為每10萬人中3～6例，且男性多于女性，發(fā)病年齡多在40～70歲，發(fā)病率隨年齡增加而增加，其死亡率也隨著年齡增加而增加，平均存活期為2～4年，5年生存率為30%～50%[2]。

目前認(rèn)為IPF發(fā)病可分為3個過程。（1）肺泡炎：即抗原引起的免疫反應(yīng)，激活肺泡巨噬細(xì)胞和肺泡細(xì)胞使其分泌和釋放多種炎性細(xì)胞因子或介質(zhì)，引起血液中炎癥細(xì)胞向肺實質(zhì)移行和募集。（2）肺損傷：炎癥細(xì)胞引起肺上皮細(xì)胞損傷，細(xì)胞損傷產(chǎn)生的產(chǎn)物如氧自由基、蛋白水解酶等是造成肺損傷的最重要作用物質(zhì)。（3）肺纖維化：纖維蛋白等滲出物不能從肺泡腔清除，成纖維細(xì)胞便移行復(fù)制，引起瘢痕形成，這一過程受到轉(zhuǎn)化生長因子β（TGF-β）等許多因素的影響。

最早，由于人們認(rèn)為IPF是由炎癥引起的自身免疫反應(yīng)，因此治療上主要以糖皮質(zhì)激素、免疫抑制劑等藥物為主，但均不能取得令人滿意的效果。隨著對IPF研究的不斷深入，人們發(fā)現(xiàn)IPF中肺損傷的持續(xù)存在可能與氧化物/抗氧化物以及蛋白酶/抗蛋白酶失衡有密切關(guān)系。因此抗氧化劑應(yīng)用于IPF的治療越來越受到許多學(xué)者的關(guān)注。

N-乙酰半胱氨酸（NAC）最先作為一種化痰藥應(yīng)用于臨床，近幾年隨著科學(xué)研究的不斷深入，發(fā)現(xiàn)NAC不僅具有化痰作用，同時還具有抗氧化等多種生物活性，其可作用于IPF發(fā)病機(jī)制的不同階段，從而減少肺組織損傷，延緩肺功能下降。現(xiàn)介紹NAC在IPF治療中的研究進(jìn)展，為其臨床廣泛應(yīng)用提供參考。

1 NAC應(yīng)用于IPF的藥理機(jī)制

1.1 NAC抑制IPF的炎性介質(zhì)或細(xì)胞因子的釋放

因為在IPF發(fā)病的起始階段有免疫復(fù)合物及炎性介質(zhì)的參與，最終造成肺的損傷和纖維化修復(fù)，而許多研究發(fā)現(xiàn)NAC可抑制IPF發(fā)病過程中炎性介質(zhì)或細(xì)胞因子的釋放。

趙亞濱等[3]為了探討肺臟氧化-還原狀態(tài)與肺臟炎癥、肺纖維化的關(guān)系及NAC對肺纖維化的影響，利用博萊霉素致大鼠肺纖維化為動物模型，研究了NAC對肺纖維化不同階段的影響，發(fā)現(xiàn)NAC能抑制博萊霉素誘導(dǎo)的P選擇素、白細(xì)胞介素2（IL-2）、巨噬細(xì)胞炎癥蛋白2（MIP-2）、細(xì)胞因子誘導(dǎo)的中性粒細(xì)胞趨化因子（CINC）以及巨噬細(xì)胞炎癥蛋白1α（MIP-1α）的上調(diào)，從而抑制炎癥反應(yīng)及后期的肺纖維化形成，表明NAC具有一定的抗炎作用。有研究[4]NAC對支氣管灌洗液的細(xì)胞表面表達(dá)IL-8、基質(zhì)金屬蛋白酶9、細(xì)胞間黏附分子（ICAM-1）等細(xì)胞因子的作用中發(fā)現(xiàn)，NAC可抑制支氣管灌洗液的細(xì)胞表面表達(dá)IL-8、基質(zhì)金屬蛋白酶9、ICAM-1等細(xì)胞因子及炎性介質(zhì)的表達(dá)，從而顯示出其抗炎的作用。

大量的研究[5]還發(fā)現(xiàn)，NAC可明顯減少流感病毒引起的核轉(zhuǎn)錄因子NF-κB和IL-8的釋放，通過阻止NF-κB通路的激活而抑制轉(zhuǎn)化生長因子（TGF-β1）、腫瘤壞死因子（TNF-α）等致纖維化因子從而抑制炎癥反應(yīng)，體外試驗過程中還發(fā)現(xiàn)，NAC可減少支氣管細(xì)菌數(shù)量，阻止細(xì)菌、病毒等在支氣管壁的黏附，促進(jìn)細(xì)菌、病毒的脫落，使其易于排出。

目前有許多研究和報道[6]均證實了NAC可干擾許多信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，從而在細(xì)胞凋亡、細(xì)胞生長和轉(zhuǎn)移、抗炎應(yīng)激方面具有重要的作用，并且NAC的抗炎作用有明顯的高濃度依賴性，即高劑量的NAC（600 mg，每日3次）體外研究顯示有抗炎作用，而低劑量的NAC則沒有在研究過程中顯示出抗炎作用。

1.2 NAC的抗氧化機(jī)制

最新的研究[7]表明，IPF患者的支氣管肺泡灌洗液中過氧化物的水平明顯高于正常人，且疾病活動期與其氧化產(chǎn)物濃度呈正相關(guān)，而NAC可以明顯降低IPF患者支氣管肺泡灌洗液中過氧化物的水平。

目前認(rèn)為NAC主要通過2種機(jī)制來發(fā)揮其抗氧化功能：①NAC進(jìn)入體內(nèi)迅速脫去乙?；?yōu)榘腚装彼?，后者是還原型谷胱甘肽（GSH）的前體，而GSH是細(xì)胞內(nèi)重要的非酶類抗氧化物，能滅活活性氧，穩(wěn)定細(xì)胞內(nèi)膜結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定細(xì)胞內(nèi)的酶和蛋白質(zhì)的功能。即通過補(bǔ)充細(xì)胞內(nèi)GSH水平來增強(qiáng)抗氧化作用，這是NAC抗氧化作用的主要機(jī)制。②NAC本身可直接清除羥自由基（OH·）、過氧化氫（H2O2）及次氯酸（HClO）[8]。由于氧自由基、脂質(zhì)過氧化在肝纖維化的形成和發(fā)展中同樣起著重要作用，因此有研究[9]探討了NAC對大鼠肝纖維化肝中氧化/抗氧化體系的影響。結(jié)果顯示，經(jīng)NAC干預(yù)后，GSH、超氧化物歧化酶、過氧化氫酶、維生素E水平增高，而氧自由基產(chǎn)生水平降低。表明NAC通過抗氧化作用，能有效降低細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)過氧化，促使組織內(nèi)氧化/抗氧化體系的恢復(fù)，減輕肝纖維化，在氧化/抗氧化失衡導(dǎo)致的損傷中起著重要作用。

氧化劑可以使毒性氧自由基產(chǎn)生增加，誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞釋放蛋白酶，抑制抗蛋白酶系統(tǒng)，破壞肺彈力纖維。氧化劑還可氧化α1蛋白酶抑制因子（α1-AT）活性位點的蛋氨酸殘基導(dǎo)致其活性下降，體外研究[10]也顯示氧化劑能導(dǎo)致豚鼠的肺泡Ⅱ型上皮細(xì)胞和巨噬細(xì)胞抗彈性蛋白酶失活。表明NAC可減少血漿彈性蛋白酶水平，保護(hù)抗蛋白酶免被過氧化物滅活，維持蛋白酶/抗蛋白酶平衡。有研究[11]發(fā)現(xiàn)，NAC可通過抗氧化作用減少大鼠彈性蛋白酶引起的肺損傷。

1.3 NAC可抑制IPF中成纖維細(xì)胞向肌成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化

IPF的纖維化修復(fù)過程受到如TGF-β等多種因子的調(diào)控，而NAC可以通過抑制這些因子的活性從而發(fā)揮其抑制纖維化的作用。

TGF-β1是多種器官組織纖維化起始階段的最重要的因子，也是細(xì)胞內(nèi)氧化應(yīng)激和信號轉(zhuǎn)到的激活因子。研究[12～14]發(fā)現(xiàn)，TGF-β1可誘導(dǎo)人胚肺成纖維細(xì)胞向肌成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化，上調(diào)α-平滑肌肌動蛋白及膠原蛋白的表達(dá)引起纖維化，是IPF發(fā)病過程中重要的致纖維化因子。王峙等[15]采用TGF-β1誘導(dǎo)人胚肺成纖維細(xì)胞向肌成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化的方法建立體外模型，模擬人體內(nèi)肺纖維化病理生理的部分過程，發(fā)現(xiàn)人胚肺成纖維細(xì)胞向肌成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化過程中，NAC可以抑制細(xì)胞羥脯氨酸和小平滑肌肌動蛋白的合成以及Ⅲ型膠原mRNA表達(dá)的增加。說明NAC可能通過抑制TGF-β1的活性，從而抑制α-平滑肌肌動蛋白的合成及膠原蛋白的表達(dá)，進(jìn)一步抑制肺纖維化形成。Felton等[16]研究了NAC在TGF-β1誘導(dǎo)的大鼠肺間質(zhì)上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)化中的作用，發(fā)現(xiàn)使用TGF-β1后細(xì)胞形態(tài)、大小均發(fā)生改變，同時細(xì)胞之間的信號聯(lián)系消失，并出現(xiàn)成纖維細(xì)胞樣的形態(tài)改變。使用NAC后，細(xì)胞的形態(tài)、大小和細(xì)胞之間的信號聯(lián)系均未發(fā)生明顯改變同時還阻止經(jīng)TGF-β1誘導(dǎo)而出現(xiàn)的成纖維細(xì)胞樣的形態(tài)改變，NAC同時也可減少α-平滑肌肌動蛋白的合成。該研究說明使用NAC可以抑制TGF-β1誘導(dǎo)的上皮細(xì)胞向肌成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化。

此外，NAC還能通過阻斷細(xì)胞周期在G1期而抑制人成纖維細(xì)胞的增生從而在抑制膠原的合成中起一定作用，最終抑制了肺纖維化形成[17]。

2 NAC應(yīng)用于IPF的臨床研究

隨著NAC抗氧化作用的發(fā)現(xiàn)，已有大量的研究報告顯示，對IPF患者在維持免疫抑制劑治療的基礎(chǔ)上加用高劑量NAC（600 mg，每日3次），可改善患者的肺功能指數(shù)。

Behr等[18]研究NAC（600 mg，每日3次，共12周）對18名纖維化肺泡炎的患者氧化-還原作用和肺功能的影響，其中9名為已確診為IPF的患者，9名為膠原性血管炎合并肺間質(zhì)纖維化的患者。通過測定用藥前、后的細(xì)胞內(nèi)GSH總水平和支氣管肺泡灌洗液中細(xì)胞活性來了解口服高劑量NAC對細(xì)胞內(nèi)GSH總水平和細(xì)胞氧化應(yīng)激的影響。結(jié)果與基線值相比，NAC治療后細(xì)胞內(nèi)總GSH水平顯著增加，支氣管肺泡灌洗液中細(xì)胞氧化應(yīng)激水平下降，IL-8及髓過氧化物水平也降低。在NAC治療組中，肺功能也有明顯改善。因此作者認(rèn)為，口服NAC治療IPF患者耐受性很好，可以容易而安全地使IPF患者降低的GSH水平升高，進(jìn)而保護(hù)和改善其肺功能。

2000－2002年，Demedts等[19]進(jìn)行了一項國際多中心、雙盲、隨機(jī)、對照、平行試驗，觀察了潑尼松片和硫唑嘌呤片聯(lián)合高劑量的NAC治療1年是否能夠減輕IPF患者肺功能下降的程度。該研究共納入182名患者，隨機(jī)分為試驗組（92名）和對照組（90名）。試驗組予NAC（600 mg，每日3次）聯(lián)合潑尼松片和硫唑嘌呤片口服。對照組僅予潑尼松片和硫唑嘌呤片口服。經(jīng)過1年的觀察結(jié)果顯示，試驗組潮氣量降低的速度較對照組慢，試驗組潮氣量的絕對值較對照組高0.18 L（P＝0.02），一氧化碳彌散量（DLCO）較對照組高0.75 mmol·min－1·kPa－1（P＝0.003）。此結(jié)果證明，高劑量的NAC（600 mg，每日3次）聯(lián)合潑尼松片及硫唑嘌呤片治療方案與單純應(yīng)用潑尼松片及硫唑嘌呤片的標(biāo)準(zhǔn)方案相比，可以減輕潮氣量和彌散功能的下降，但該研究并未顯示口服高劑量NAC是否會減少IPF患者的死亡率。值得提出的是在該研究觀察過程中發(fā)現(xiàn)，試驗組出現(xiàn)的關(guān)于硫唑嘌呤所致的骨髓毒性等相關(guān)不良反應(yīng)較對照組明顯減少，因此對于IPF患者在使用激素聯(lián)合免疫抑制劑治療的同時加用高劑量NAC口服不失為一種較好的治療方案[20]。

左孟華等[21]通過收集本院2006－2008年臨床及理化檢查較為完整的IPF住院患者為研究對象，其中男性27名，女性13名，年齡50～65歲，隨機(jī)分為對照組、觀察組，每組20例。2組性別、年齡無顯著性差異。所有患者符合2002年1月美國胸科學(xué)會/歐洲呼吸學(xué)會（ATS/ERS）制定的IPF診斷標(biāo)準(zhǔn)。對照組給予口服潑尼松常規(guī)治療，每日0.5 mg·kg－1，4周后減半，3～4月內(nèi)減至20 mg·d－1。觀察組在常規(guī)予以口服潑尼松治療基礎(chǔ)上，同時口服NAC泡騰片，每次600 mg，每日3次，療程3個月。2組患者治療前用力肺活量（FVC）、第1秒呼吸容量（FEV1）、FEV1/FVC以及DLCO比較無顯著性差異（P＞0.05），治療后FVC、FEV1、FEV1/FVC以及DLCO有顯著改善性差異（P＜0.05）。因此NAC作為GSH合成前體可補(bǔ)充肺上皮細(xì)胞中的GSH水平，對改善氧化/抗氧化失衡有一定作用，同時能抑制炎性因子的產(chǎn)生，減輕肺功能下降程度，保護(hù)肺泡上皮細(xì)胞。

3 結(jié)語

綜上所述，越來越多的證據(jù)[22]表明，高劑量NAC可以作用于IFP這一疾病發(fā)展過程中的不同階段，減輕IFP患者肺功能下降的程度，提高患者的生活質(zhì)量，不良反應(yīng)少。雖然目前NAC治療IFP并沒有得到廣泛應(yīng)用，但是相信隨著研究和臨床資料的不斷積累，臨床對于NAC用于治療IFP將會有更深入的認(rèn)識。

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