支氣管哮喘靶向治療的研究進(jìn)展

朱桂萍 葉伶 金美玲

復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科，上海200032

支氣管哮喘 (哮喘)是一種復(fù)雜的慢性氣道炎癥性疾病，其臨床表現(xiàn)為反復(fù)發(fā)作的氣喘、胸悶或咳嗽，伴有可逆的氣流受限和氣道高反應(yīng)性，隨著病程的延長可導(dǎo)致氣道重塑[1]。盡管目前已有包括吸入糖皮質(zhì)激素在內(nèi)的很多治療哮喘的方法，但仍有許多哮喘患者未得到完全控制。隨著對哮喘研究的不斷深入，目前認(rèn)為哮喘是一種異質(zhì)性疾病，具有不同的臨床表型。個體化的治療更加有利于哮喘的控制[2]。

目前，根據(jù)輔助性T 細(xì)胞 (Th細(xì)胞)引起的炎癥過程將哮喘分為兩種亞型 (高Th2 型、低Th2 型)[1]。高Th2型哮喘表現(xiàn)為嗜酸粒細(xì)胞性炎癥，由細(xì)胞因子IL-4、IL-5 和 IL-13 等 介 導(dǎo)， 可 引 起 免 疫 球 蛋 白 E(i mmunoglobulin E，Ig E)升高。此外，在過敏原刺激的免疫應(yīng)答中，呼吸道上皮細(xì)胞產(chǎn)生諸如胸腺基質(zhì)淋巴生成素 (thy mic stro mal ly mphopoietin，TSLP)、IL-25和IL-33等細(xì)胞因子，這些分子通過激活樹突狀細(xì)胞，誘導(dǎo)CD4+祖細(xì)胞向CD4+Th2細(xì)胞方向成熟，從而增強(qiáng)Th2免疫應(yīng)答。低Th2型哮喘主要表現(xiàn)為中性粒細(xì)胞性炎癥，在某些情況下是少粒細(xì)胞性，包括Th1 [由干擾素γ (interferonγ，IFN-γ)、腫瘤壞死因子 (tu mor necrosis factor，TNF)、IL-1、IL-6 介導(dǎo)]或Th17 (由IL-17、IL-22 介導(dǎo))等類型[1，3]。目前，已研發(fā)出多種針對炎癥介質(zhì)的單克隆抗體或小分子化學(xué)合成藥物用于治療哮喘，使得哮喘邁入靶向治療時代?，F(xiàn)對哮喘靶向治療的進(jìn)展給予綜述 (圖1、表1)。

1 高Th2型哮喘的靶向治療進(jìn)展

1.1 抗Ig E治療進(jìn)展 Ig E在過敏和變應(yīng)性哮喘的炎癥級聯(lián)中起著關(guān)鍵的上游調(diào)控作用，在癥狀控制不佳的哮喘患者中，大約有2/3的患者是Ig E 介導(dǎo)的過敏性哮喘。高親和力的Ig E受體 (FcεRⅠ)在肥大細(xì)胞和嗜堿粒細(xì)胞表面表達(dá)，Ig E與高親和力受體結(jié)合，釋放多種促炎介質(zhì)，包括白三烯、IL-3、IL-4、IL-5、粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子 (granulocyte-macrophage colony stimulating factor，GMCSF)，這些分子促進(jìn)嗜酸粒細(xì)胞和其他炎癥細(xì)胞的聚集。低親和力受體 (FcεRⅡ、CD23)表達(dá)于多種細(xì)胞，包括T細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、B 細(xì)胞、嗜酸粒細(xì)胞和血小板。Ig E 與FcεRⅡ結(jié)合后介導(dǎo)并調(diào)節(jié)Ig E 的產(chǎn)生、B 細(xì)胞的分化以及抗原的遞呈[4]。CD23在氣道上皮細(xì)胞表達(dá)，B細(xì)胞局部產(chǎn)生的Ig E被氣道上皮細(xì)胞頂端膜上的受體識別，Ig E-變應(yīng)原復(fù)合物通過氣道黏膜屏障，被肥大細(xì)胞和嗜堿粒細(xì)胞表面FcεRⅠ識別，導(dǎo)致炎癥介質(zhì)的脫顆粒和釋放，在下呼吸道可導(dǎo)致嗜酸粒細(xì)胞增多，黏液分泌增多，平滑肌收縮力增強(qiáng)。Ig E-變應(yīng)原復(fù)合物也可以被樹突狀細(xì)胞捕獲和處理，進(jìn)而促進(jìn)Th2細(xì)胞的表達(dá)[5-6]。

圖1 參與哮喘發(fā)病機(jī)制的主要炎癥介質(zhì)及對應(yīng)的靶向藥物

表1 哮喘的靶向治療藥物

奧馬珠單抗(Omalizu mab)是針對Ig E的人源化單克隆抗體，它與活化B 細(xì)胞分泌的Ig E 的Cε3 結(jié)構(gòu)域結(jié)合，阻止其與肥大細(xì)胞、嗜酸粒細(xì)胞、嗜堿粒細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞上高親和力FcεRⅠ受體的相互作用，從而阻止過敏性炎癥級聯(lián)反應(yīng)[6]。奧馬珠單抗是首個用于哮喘的生物靶向藥物，在國外自2003 年上市至今已廣泛用于重癥過敏性哮喘，在國內(nèi)自2018年上市后兩年多亦有大量的臨床應(yīng)用病例，其有效性和安全性已得到證明。一篇納入42項(xiàng)研究的系統(tǒng)綜述證明了短期 (1年)和長期 (4年)使用奧馬珠單抗治療重度過敏性哮喘的有效性及安全性，奧馬珠單抗顯著減少病情惡化、緩解哮喘癥狀，改善肺功能，提高生活質(zhì)量，減少急診和住院次數(shù)[7]。國內(nèi)關(guān)于奧馬珠單抗治療中重度過敏性哮喘患者的有效性及安全性分析中，奧馬珠單抗能有效控制哮喘及過敏癥狀，減少哮喘急性發(fā)作次數(shù)和口服激素用量，改善患者肺功能，且不良反應(yīng)發(fā)生率低，以局部風(fēng)團(tuán)、頭暈、乏力、嗜睡為主[8]。此外，研究發(fā)現(xiàn)奧馬珠單抗對非特應(yīng)性哮喘也有較好的療效，可顯著減少患者支氣管黏膜Ig E+細(xì)胞數(shù)，改善肺功能[9]，為非特應(yīng)性哮喘患者帶來福音。

1.2 針對IL-5 的靶向治療 IL-5 在嗜酸粒細(xì)胞的分化、成熟、活化和抑制細(xì)胞凋亡中起重要作用[10-11]，IL-5主要由2型固有淋巴細(xì)胞、Th2細(xì)胞、肥大細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞和嗜酸粒細(xì)胞自身產(chǎn)生，通過與靶細(xì)胞特異性IL-5受體(IL-5 receptor，IL-5R)結(jié)合發(fā)揮作用。IL-5R 由一個IL-5受體α亞基 (alpha subunit of IL-5 receptor，IL-5Rα)和一個共同的受體β亞基 (βc)構(gòu)成。IL-5特異性識別IL-5Rα，募集βc與之結(jié)合，IL-5Rα/βc調(diào)控了骨髓嗜酸粒細(xì)胞分化和成熟，細(xì)胞遷移至過敏性炎癥部位，導(dǎo)致炎性介質(zhì)的釋放。βc也是IL-13 和GM-CSF 的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子，IL-13 和GM-CSF與βc結(jié)合，通過核因子κB 誘導(dǎo)的Bcl-xl途徑介導(dǎo)嗜酸粒細(xì)胞存活，抑制其凋亡[12]。因此，靶向IL-5 或IL-5 R 是治療重度嗜酸粒細(xì)胞性哮喘的一種有效方法。

針對IL-5在哮喘中的重要作用，研制出兩種針對IL-5的人源化單克隆抗體：美泊利單抗 (Mepolizu mab)和瑞利珠單抗 (Reslizu mab)以及針對IL-5Rα鏈的貝那利珠單抗(Benralizu mab)。美泊利單抗的療效與基線血嗜酸粒細(xì)胞密切相關(guān)，血嗜酸粒細(xì)胞＞150個/μl時，美泊利單抗可顯著降低哮喘急性加重發(fā)作[13]。且美泊利單抗作為重度嗜酸性哮喘患者的附加治療，可明顯改善患者的生活質(zhì)量，其安全性與安慰劑相似[14]。瑞利珠單抗與IL-5 對應(yīng)的氨基酸89-92區(qū)域結(jié)合，從而阻斷IL-5與IL-5Rα結(jié)合，抑制IL-5誘導(dǎo)的細(xì)胞增殖[11]，研究證明瑞利珠單抗在血嗜酸粒細(xì)胞計(jì)數(shù)升高的哮喘患者中有較好的療效，安全性也得到了驗(yàn)證[15]。貝那利珠單抗通過結(jié)合IL-5 Rα抑制IL-5與之結(jié)合，增強(qiáng)了抗體依賴性細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒性作用，誘導(dǎo)嗜酸粒細(xì)胞在體外凋亡，從而降低外周血嗜酸粒細(xì)胞計(jì)數(shù)，同時抑制骨髓嗜酸粒細(xì)胞的數(shù)量[16]。數(shù)項(xiàng)針對貝那利珠單抗的Ⅲ期臨床研究中，患者每4周或每8周接受皮下注射貝那利珠單抗30 mg，可明顯減少哮喘急性加重，減少激素的使用，且長期用藥 (48周以上)哮喘患者第1秒用力呼氣容積 (forced expiratory volu me in the first second，F(xiàn)EV1)顯著提升[17-19]。一項(xiàng)為期1年的延長的Ⅲ期臨床試驗(yàn)證明了長期使用貝那利珠單抗的有效性及安全性[20]。

1.3 針對IL-4/IL-13的靶向治療 IL-4和IL-13是與哮喘相關(guān)的Th2細(xì)胞因子，在Th2 反應(yīng)中起著至關(guān)重要的作用。IL-4刺激B細(xì)胞產(chǎn)生針對特定過敏原的Ig E，并刺激Th2細(xì)胞增殖和細(xì)胞因子的產(chǎn)生[10]。IL-13是Th2炎癥免疫反應(yīng)的重要調(diào)節(jié)因子，在氣道炎癥和上皮重建的各個方面，包括杯狀細(xì)胞化生和上皮間質(zhì)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中起關(guān)鍵作用[16，21]。IL-4和IL-13通過共同的受體成分和信號通路發(fā)揮作用。IL-4與IL-4Rα結(jié)合后，IL-4Rα既可與γ鏈配對形成Ⅰ型受體，主要負(fù)責(zé)IL-4信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，也可與IL-13受體α1 (IL-13 receprorα1，IL-13 Rα1)配對形成Ⅱ型受體。IL-13與其受體IL-13Rα1結(jié)合后可誘導(dǎo)與IL-4 Rα結(jié)合，形成與IL-4相同的Ⅱ型受體。IL-4和IL-13與受體結(jié)合導(dǎo)致Janus家族酪氨酸激酶的激活，從而導(dǎo)致信號轉(zhuǎn)導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活基因6的募集和酪氨酸磷酸化。信號轉(zhuǎn)導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活基因6形成二聚體并轉(zhuǎn)移至細(xì)胞核，在細(xì)胞核中調(diào)控IL-4/IL-13應(yīng)答基因的轉(zhuǎn)錄，進(jìn)一步調(diào)控CD4+T 細(xì)胞向Th2細(xì)胞分化、B細(xì)胞產(chǎn)生特異性Ig E、加重氣道炎癥等[22]。

Lebrikizu mab是一種Ig G4 人源化抗IL-13 單克隆抗體，可以阻斷IL-13 與IL-4Rα/IL-13 Rα1 的結(jié)合，從而阻斷IL-13的活性。然而，Lebrikizu mabⅢ期臨床試驗(yàn)結(jié)果療效并不確切[23]。Tralokinu mab 是一種抗IL-13 單克隆抗體，可以中和IL-13，但不影響IL-4 的活性。但是該藥物兩項(xiàng)Ⅱ期臨床研究結(jié)果顯示Tralokinu mab 療效并不確定[24-25]；兩項(xiàng)Ⅲ期臨床試驗(yàn)同樣未能證明Tralokinu mab對治療哮喘有效[26]，因此，Lebrikizu mab和Tralokinu mab在治療哮喘的有效性方面沒有得到驗(yàn)證。度普利尤單抗(Dupilu mab)是一種針對IL-4 Rα的人源化單克隆抗體，可抑制IL-4/IL-13信號通路[6，22]。研究表明在糖皮質(zhì)激素依賴的重度哮喘患者中，度普利尤單抗治療減少了口服糖皮質(zhì)激素的使用，降低哮喘急性加重率，并改善了FEV1[27]。一項(xiàng)Ⅲ期臨床試驗(yàn)結(jié)果顯示接受度普利尤單抗治療的患者哮喘急性加重率明顯降低，肺功能和哮喘控制也更好，且嗜酸粒細(xì)胞基線水平較高的患者獲益更大。最常見不良反應(yīng)為肺炎和注射部位反應(yīng)[28]。由于度普利尤單抗同時阻斷了IL-4/IL-13信號通路，顯示了明顯的臨床療效，是目前最有希望的針對IL-4/IL-13靶點(diǎn)的藥物。

1.4 TSLP在哮喘中的作用 TSLP 是支氣管上皮細(xì)胞來源的細(xì)胞因子，作用于樹突狀細(xì)胞、肥大細(xì)胞、2 型固有淋巴細(xì)胞和嗜酸粒細(xì)胞，促進(jìn)Th2 細(xì)胞分化和分泌IL-4、IL-5、IL-13 等細(xì)胞因子，在過敏性炎癥中發(fā)揮重要作用[29]。Tezepelu mab是一種人源化抗TSLP 單克隆抗體，可與人類TSLP結(jié)合并阻止其與受體的相互作用。在一項(xiàng)針對使用長效β2受體激動劑和中高劑量吸入糖皮質(zhì)激素患者的Ⅱ期臨床試驗(yàn)中，Tezepelu mab顯著減少哮喘急性加重，且其療效與基線血嗜酸粒細(xì)胞計(jì)數(shù)無關(guān)。此外，患者肺功能和哮喘控制情況也明顯改善[30]。目前正在進(jìn)行Ⅲ期臨床研究。

1.5 趨化因子受體同源分子 (chemoattractant receptorho mologous molecule， CRT H2)/前 列 腺 素 D2(prostaglandin D2，PGD2)在哮喘中的作用 PGD2 由肥大細(xì)胞脫顆粒釋放，在過敏性炎癥的調(diào)節(jié)機(jī)制中起關(guān)鍵作用。PGD2的生物學(xué)效應(yīng)是由前列腺素D1受體、前列腺素D2受體和凝血惡烷前列腺素受體介導(dǎo)的。前列腺素D1受體存在于多種細(xì)胞中，具有廣泛的抗炎作用。CRTH2 選擇性地表達(dá)于免疫細(xì)胞，特別是嗜酸粒細(xì)胞、嗜堿粒細(xì)胞、Th2細(xì)胞和2型固有淋巴細(xì)胞[31]，介導(dǎo)細(xì)胞遷移和激活、黏附分子的上調(diào)以及促進(jìn)Th2 細(xì)胞因子 (IL-4、IL-5、IL-13)的釋放[32]。

Fevipiprant是CRT H2受體拮抗劑，可顯著減少中重度哮喘患者痰嗜酸粒細(xì)胞計(jì)數(shù)[33]。一項(xiàng)針對輕至中度哮喘患者的Ⅱ期臨床研究顯示在一般研究人群中，未觀察到Fevipiprant對肺功能的改善作用。然而亞組分析顯示，氣流受限更為嚴(yán)重的患者 (FEV1%pred＜70%)在使用Fevipiprant后肺功能和哮喘控制均得到改善[34]。對低劑量吸入糖皮質(zhì)激素?zé)o法控制的哮喘患者，F(xiàn)evipiprant可顯著提高FEV1[35]。然而Fevipiprant的Ⅲ期臨床研究沒有取得滿意的結(jié)果，F(xiàn)evipiprant可改善患者肺功能，但并未減少哮喘年急性加重率，哮喘控制情況和生活質(zhì)量也僅輕微改善[36]。

2 低Th2型哮喘的靶向治療進(jìn)展

目前對低Th2型哮喘表型了解甚少，有證據(jù)表明，哮喘患者支氣管壁或痰中中性粒細(xì)胞數(shù)量與疾病嚴(yán)重程度和哮喘加重有關(guān)。改變中性粒細(xì)胞功能的策略包括阻斷趨化因子受體2 (CXC chemokine receptor 2，CXCR2)、抑制TNF-α、IL-1、IL-6、IL-8、IL-17和IL-23的作用以及激酶抑制劑等，然而這些方法仍處于研究階段[37-38]。

2.1 靶向IL-17的哮喘治療進(jìn)展 IL-17是一種由Th17淋巴細(xì)胞產(chǎn)生的細(xì)胞因子，同時也由其他類型的細(xì)胞如肥大細(xì)胞產(chǎn)生。哮喘患者肺中IL-17 A 和IL-17F 表達(dá)增高，且與哮喘嚴(yán)重程度相關(guān)，這可能是由于IL-17受體A 介導(dǎo)了氣道平滑肌收縮導(dǎo)致氣道高反應(yīng)。IL-25 (IL-17E)也通過IL-17受體傳遞信號，通過激活Th2 通路，增加IL-4、IL-5、IL-13等炎性細(xì)胞因子的分泌，從而引起哮喘[4，39]。

Brodalu mab是一種針對IL-17 受體A 的單克隆抗體，作用在氣道平滑肌細(xì)胞上表達(dá)的IL-17 受體A。然而在一項(xiàng)針對302例常規(guī)吸入糖皮質(zhì)激素未控制的中重度哮喘患者的研究中，使用Brodalu mab治療并未改善受試者的哮喘控制問卷評分、FEV1、癥狀評分和無癥狀天數(shù)[39]。

2.2 靶向CXCR2 的哮喘治療進(jìn)展 IL-8 通過高親和力CXCR2介導(dǎo)中性粒細(xì)胞活化和遷移至炎癥部位。CXCR2拮抗劑的作用是減少中性粒細(xì)胞從骨髓進(jìn)入血液和從體循環(huán)進(jìn)入組織[40]。在一項(xiàng)為期6 個月的隨機(jī)、雙盲研究中，CXCR2拮抗劑 (AZD5069)并不能減少重度哮喘患者急性加重的頻率，哮喘控制問卷評分、FEV1、癥狀評分也沒有改善[40]。因而CXCR2拮抗劑在重度難治性哮喘中的作用尚未得到證實(shí)。

2.3 其他可能的靶向低Th2型哮喘的治療位點(diǎn) TNF-α是哮喘的重要炎癥介質(zhì)，誘導(dǎo)氣道炎癥、氣道高反應(yīng)性、黏液分泌[6]。哮喘患者血清TNF-α明顯升高，且與哮喘加重有關(guān)[41]。在急性哮喘小鼠模型中，TNF-α單克隆抗體(Adali mu mab)可減少支氣管和細(xì)支氣管周圍炎癥細(xì)胞浸潤，減輕肺泡壁炎癥和肺泡壁厚度，提示TNF-ɑ可作為治療的靶點(diǎn)[42]。IL-6是一種多效性細(xì)胞因子，IL-6與受體結(jié)合啟動了酪氨酸激酶/信號轉(zhuǎn)導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活因子3 信號級聯(lián)，同時激活了絲裂原活化蛋白激酶和磷脂酰肌醇3激酶通路。IL-6具有廣泛的促炎活性，可以誘導(dǎo)C-反應(yīng)蛋白、補(bǔ)體成分C3、纖維蛋白原和血清淀粉樣蛋白A。在中性粒細(xì)胞型、肺功能較差的重度哮喘患者痰液中IL-6 受體mRNA 和IL-6蛋白水平升高[43]。在兩項(xiàng)病例報告中，使用針對IL-6受體的單克隆抗體 (Tocilizu mab)治療小兒嚴(yán)重持續(xù)性激素抵抗性哮喘，F(xiàn)EV1顯著改善，且未出現(xiàn)嚴(yán)重不良反應(yīng)，提示針對IL-6的治療可能是有效的[44]。

3 其他潛在的哮喘靶向治療位點(diǎn)

越來越多的證據(jù)表明Toll樣受體 (Toll-like receptors，TLRs)與哮喘的慢性氣道炎癥有關(guān)。TLRs的信號通路有兩條：髓樣分化因子88 (myeloid differentiation factor，My D88)通路和β 干擾素TIR 結(jié)構(gòu)域銜接蛋白 (TIR domain-containing adaptor inducing interferon-β，TRIF)通路，這兩種途徑都與固有免疫有關(guān)。My D88或TRIF 信號激活后，啟動下游的核因子κB 和絲裂原活化蛋白激酶通路，分泌細(xì)胞因子如IL-4、IL-5、IL-13、IL-1β和IL-8等，誘導(dǎo)免疫應(yīng)答。因此，TLRs靶向治療可能發(fā)揮有效控制哮喘氣道炎癥的作用[45]。近年來，TLRs激動劑被認(rèn)為是控制哮喘的有效藥物。Pam3CSK4是一種合成的TLR2激動劑，可以減少哮喘動物模型Th2細(xì)胞因子的釋放、Ig E水平、氣道高反應(yīng)和氣道炎癥。Resiqui mod 是TLR7/TLR8激動劑，該藥能抑制實(shí)驗(yàn)動物肺部Th1和Th2細(xì)胞因子產(chǎn)生，降低肺嗜酸粒細(xì)胞數(shù)、杯狀細(xì)胞增生和Ig E 水平[46]。但關(guān)于TLRs激動劑的有效性、安全性仍有待進(jìn)一步的研究。

4 小結(jié)

隨著對哮喘認(rèn)識的不斷深入，已研發(fā)出許多治療哮喘的靶向藥物。諸如奧馬珠單抗、美泊利單抗、貝納利珠單抗、度普利尤單抗等已被批準(zhǔn)上市，且取得了較好的治療效果；其他一些靶向藥物也陸續(xù)進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段，有效性及安全性有待進(jìn)一步評估。哮喘的靶向治療不同于肺癌，后者依賴于基因的檢測。針對某種哮喘靶向藥物，哪些特定患者更為獲益需要更多的大樣本臨床研究加以證實(shí)。此外，目前的這些藥物主要是針對高Th2型哮喘，對低Th2型哮喘仍然缺乏有效的靶向治療。相信未來隨著對哮喘發(fā)病機(jī)制的進(jìn)一步了解，將會研發(fā)出更多針對不同哮喘表型的靶向藥物，通過精準(zhǔn)治療使重癥哮喘患者的病情得到更好的控制。

利益沖突 所有作者均聲明不存在利益沖突