韋 鵬 周 磊 黎 雨 李殷康 覃財(cái)成 柳廣南
(1 廣西醫(yī)科大學(xué)第八附屬醫(yī)院暨貴港市人民醫(yī)院呼吸與危重癥科,貴港市 537100,電子郵箱:weipenggy@163.com;2 湖南省胸科醫(yī)院內(nèi)鏡中心,長(zhǎng)沙市 410013;3 廣西醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院呼吸與危重癥科,南寧市 530007)
【提要】 纖維化疾病是多種因素刺激所導(dǎo)致的慢性纖維增生性疾病,其發(fā)病機(jī)制尚未完全明確,發(fā)病率、致殘率及病死率較高,而且目前有效的治療方法有限,嚴(yán)重威脅患者的生命健康。尼達(dá)尼布是一種多重酪氨酸激酶抑制劑,在多種器官中具有抗纖維化作用,其作為新型的抗纖維化藥物已在多個(gè)國(guó)家批準(zhǔn)用于治療特發(fā)性肺纖維化。本文就尼達(dá)尼布在纖維化疾病中的研究進(jìn)展做一綜述。
纖維化疾病是由多種因素刺激而引起的慢性增生性疾病,以成纖維化細(xì)胞過(guò)度增殖和膠原蛋白等細(xì)胞外基質(zhì)沉積為病理特點(diǎn)[1]。目前纖維化疾病的發(fā)病機(jī)制尚未完全明確,人們對(duì)該類(lèi)疾病的認(rèn)識(shí)還存在不足。纖維化反應(yīng)可引起多系統(tǒng)疾病,如系統(tǒng)性硬化癥等,也可影響單個(gè)器官,如肺、肝、腎、心臟、膀胱纖維化等,人體任何一個(gè)器官都可能受到纖維化反應(yīng)的影響[2]。纖維化是許多慢性疾病的關(guān)鍵階段,可導(dǎo)致患者器官功能衰竭,甚至死亡。有研究顯示,發(fā)達(dá)國(guó)家近45%的死亡可歸因于慢性纖維增生性疾病[3]。
抗纖維化治療依賴(lài)于人體內(nèi)的促纖維化機(jī)制及疾病的特異性[4]。纖維化最重要的機(jī)制是肌成纖維細(xì)胞的活化,其可導(dǎo)致細(xì)胞外基質(zhì)成分過(guò)度和持續(xù)的產(chǎn)生,這是瘢痕形成的基礎(chǔ)[5]。目前研究認(rèn)為轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子(transforming growth factor,TGF)-β、血小板衍生生長(zhǎng)因子(platelet-derived growth factor,PDGF)、表皮生長(zhǎng)因子、成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(fibroblast growth factor,F(xiàn)GF)、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)在纖維化疾病進(jìn)程中均起著重要作用[2-3,6-7]。尼達(dá)尼布(Nintedanib)是一種強(qiáng)效的多重酪氨酸激酶受體(tyrosine kinase receptor,TKR)抑制劑,可抑制涉及纖維化發(fā)病機(jī)制的多種信號(hào)傳導(dǎo)受體,包括血小板衍生生長(zhǎng)因子受體(platelet-derived growth factor receptor,PDGFR)、成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子受體(fibroblast growth factor receptor,F(xiàn)GFR)、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子受體(vascular endothelial growth factor receptor,VEGFR)在內(nèi)的TKR,以及非酪氨酸激酶的Src家族[8-9],在多種器官中均具有良好的抗纖維化作用。本文就近年來(lái)尼達(dá)尼布在纖維化疾病中的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。
肺纖維化是以成纖維細(xì)胞異常增殖和細(xì)胞外基質(zhì)沉積并伴炎癥損傷、組織結(jié)構(gòu)破壞為特征的一類(lèi)終末期肺疾病[10]。有研究表明,尼達(dá)尼布可抑制FGF和VEGF在肺纖維化患者原代人肺成纖維細(xì)胞中的促纖維化作用,并減少TGF-β誘導(dǎo)的膠原沉積[11]。Kim等[12]研究發(fā)現(xiàn),使用尼達(dá)尼布干預(yù)的肺纖維化小鼠模型血液中的白細(xì)胞介素(interleukin,IL)-1β、TNF-α和CC趨化因子配體2[chemokine(C-C motif)ligand 2,CCL2]水平較采用聚六亞甲基胍磷酸酯誘導(dǎo)的肺纖維化小鼠模型顯著降低,支氣管肺泡灌洗液中總細(xì)胞和炎性細(xì)胞的數(shù)量也明顯減少,同時(shí)尼達(dá)尼布可以明顯減輕小鼠肺部組織纖維化的病理學(xué)表現(xiàn)[12]。
特發(fā)性肺纖維化(idiopathic pulmonary fibrosis,IPF)是肺部纖維化疾病中最常見(jiàn)、最嚴(yán)重的類(lèi)型,是一種來(lái)源不明的慢性、進(jìn)行性和不可逆性疾病,其特征是正常的肺泡組織遭到破壞,被改變的細(xì)胞外基質(zhì)所取代,導(dǎo)致肺通氣減少,氣體交換受阻,肺功能不可逆性下降,最終導(dǎo)致患者呼吸衰竭甚至死亡,其病程及臨床表現(xiàn)不具有特異性,一經(jīng)診斷,中位生存期僅為2~4年[13]。尼達(dá)尼布被證實(shí)能有效改善IPF患者的肺功能,降低IPF患者急性發(fā)作的頻率,提高患者的生活質(zhì)量[14-15]。一項(xiàng)關(guān)于尼達(dá)尼布治療IPF患者療效的Ⅱ期臨床試驗(yàn)(TOMORROW試驗(yàn))結(jié)果顯示,口服尼達(dá)尼布(150 mg/次、2次/d)患者的用力肺活量下降速度較采用安慰劑治療的對(duì)照組明顯減緩,急性惡化的發(fā)生率也顯著降低,生活質(zhì)量明顯改善[15]。為了進(jìn)一步證實(shí)尼達(dá)尼布治療IPF的效果,研究人員進(jìn)行了INPULSIS試驗(yàn),其中包括2項(xiàng)為期52周的雙盲、隨機(jī)、安慰劑對(duì)照的Ⅲ期臨床試驗(yàn)(INPULSIS-1和INPULSIS-2)[14],這2項(xiàng)Ⅲ期試驗(yàn)共納入來(lái)自24個(gè)國(guó)家的1 066名IPF患者,其結(jié)果顯示,口服尼達(dá)尼布(150 mg/次、2次/d)能明顯緩解IPF患者的用力肺活量年下降率,與TOMORROW試驗(yàn)[15]結(jié)果一致。此外,有研究發(fā)現(xiàn)尼達(dá)尼布治療IPF的有效性與患者年齡、性別、種族無(wú)關(guān)[16]。在INPULSIS試驗(yàn)完成后,尼達(dá)尼布在美國(guó)、歐洲和日本被批準(zhǔn)用于IPF患者的治療,且因其優(yōu)秀的抗纖維化性及安全性,尼達(dá)尼布在多個(gè)指南中被建議用于治療IPF[17]。
肝纖維化是一種慢性、進(jìn)行性疾病,是由肝炎病毒感染、濫用酒精、自身免疫失衡或肝功能障礙為主引起的代謝綜合征,其發(fā)病率及病死率均較高[18]。肝纖維化的特征是肝細(xì)胞損傷和炎性細(xì)胞浸潤(rùn),導(dǎo)致細(xì)胞外基質(zhì)的異常積累和廣泛的組織重塑[19]?;罨母涡菭罴?xì)胞(hepatic stellate cell,HSC)是參與肝纖維化發(fā)生和發(fā)展的主要效應(yīng)細(xì)胞[20]。在正常肝臟中,靜息HSC將維生素A儲(chǔ)存在脂滴中,但是肝損傷時(shí),受損的肝細(xì)胞和炎性細(xì)胞會(huì)釋放生長(zhǎng)因子和促纖維化細(xì)胞因子,使HSC增殖、活化,誘導(dǎo)產(chǎn)生肌纖維母細(xì)胞和大量的細(xì)胞外基質(zhì),包括Ⅰ型膠原蛋白[20]。?ztük Akcora等[21]研究發(fā)現(xiàn),與正常對(duì)照組小鼠相比,肝纖維化模型小鼠血液中的VEGFR、FGFR和PDGFR水平升高,而使用尼達(dá)尼布(5 mg/kg)腹膜內(nèi)治療后的肝纖維化模型小鼠血液中的VEGF、PDGF和FGF水平明顯下降;同時(shí),經(jīng)尼達(dá)尼布干預(yù)后的肝纖維化模型小鼠體內(nèi)金屬蛋白酶組織抑制劑1(tissue inhibitor of metalloproteinase 1,TIMP1)、Ⅰ型膠原蛋白、纖連蛋白和結(jié)蛋白(HSC活化標(biāo)記物)的表達(dá)水平也明顯降低。研究發(fā)現(xiàn),尼達(dá)尼布可通過(guò)抑制Notch信號(hào)傳導(dǎo)途徑來(lái)抑制急性肝損傷模型中的血管生成[21],尼達(dá)尼布還可以抑制3T3成纖維細(xì)胞和原代人HSC中由PDGF和TGF-β誘導(dǎo)的膠原蛋白Ⅰ、α-平滑肌肌動(dòng)蛋白(α-smooth muscle actin,α-SMA)、PDGFR和TIMP1的表達(dá)[21]。此外,尼達(dá)尼布可以抑制TGF-β1刺激的整合素α5(integrin α5,ITGA5)在肝臟成纖維細(xì)胞中的表達(dá),并減弱成纖維細(xì)胞的活性[22]。綜上,尼達(dá)尼布能抑制肝纖維化模型小鼠肝臟中成纖維細(xì)胞和HSC的活化,以及肝內(nèi)炎癥和血管生成,減弱膠原蛋白的沉積,提示尼達(dá)尼布可能是肝纖維化的潛在治療藥物。
腎纖維化由反復(fù)的腎損傷引發(fā),是腎臟在受到如感染、創(chuàng)傷、高血糖、循環(huán)障礙等多致病因素影響下的一種病理生理學(xué)改變,其特征主要是腎間質(zhì)成纖維細(xì)胞的活化、增殖,以及細(xì)胞外基質(zhì)沉積[23]。研究表明,多個(gè)細(xì)胞因子(TGF-β1、PDGF、FGF、VEGF等)和Src家族激酶在腎纖維化的發(fā)病機(jī)制中起著關(guān)鍵作用[9,24]。其中,F(xiàn)GFR1和FGFR2參與腎間質(zhì)纖維化,調(diào)節(jié)腎小管上皮細(xì)胞和間質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化為成纖維細(xì)胞[25]。PDGFR-β參與腎臟多種病理生理過(guò)程,包括細(xì)胞增殖和遷移、細(xì)胞外基質(zhì)沉積和促炎因子的調(diào)節(jié)[26]。VEGF的持續(xù)刺激可加劇腎臟疾病的進(jìn)展[27]。最近的一項(xiàng)研究表明,采用50 mg/kg尼達(dá)尼布干預(yù)的腎纖維化模型小鼠的腎臟損傷程度較模型組更小,纖維化程度更低,且腎臟中的α-SMA、Ⅰ型膠原蛋白和纖連蛋白的表達(dá)水平明顯降低;此外,尼達(dá)尼布還可以抑制TGF-β1或PDGF誘導(dǎo)的腎成纖維細(xì)胞的活化和細(xì)胞外基質(zhì)蛋白的表達(dá)[28]。既往研究也表明,尼達(dá)尼布干預(yù)可以降低腎纖維化模型小鼠腎臟中α-SMA、Ⅰ型膠原和纖連蛋白的表達(dá),不僅能阻止細(xì)胞外基質(zhì)的沉積,還使細(xì)胞外基質(zhì)降低至正常水平[29]。這表明尼達(dá)尼布除了能延緩腎纖維化的進(jìn)展外,還能夠逆轉(zhuǎn)已建立的腎纖維化。尼達(dá)尼布不僅可以減少單側(cè)輸尿管梗阻損傷引起的巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)和促炎細(xì)胞因子(包括TNF-α、IL-6和IL-1β等)的產(chǎn)生,阻止TKR下游蛋白的磷酸化,還能阻斷單側(cè)輸尿管梗阻損傷誘導(dǎo)的Src家族激酶(Src、Lyn和Lck等)的激活[28]。綜上,尼達(dá)尼布可以通過(guò)阻斷TKR、Src家族激酶和TGF-β的激活以及參與腎纖維發(fā)生的相關(guān)下游信號(hào)通路來(lái)防治腎纖維化。
系統(tǒng)性硬化癥是一種不明原因的,可累及皮膚和各種內(nèi)臟的慢性纖維化結(jié)締組織病,以成纖維細(xì)胞的持續(xù)活化為病理特征,導(dǎo)致細(xì)胞外基質(zhì)過(guò)度釋放和沉積[30]。系統(tǒng)性硬化癥患者血液中TGF-β和PDGF的表達(dá)水平普遍上調(diào),成纖維細(xì)胞異?;罨痆31]。研究發(fā)現(xiàn),尼達(dá)尼布能抑制系統(tǒng)性硬化癥患者肌成纖維細(xì)胞的增殖、遷移和分化,同時(shí)減少膠原蛋白的釋放[29]。研究表明,皮膚纖維化小鼠模型表現(xiàn)為皮膚增厚、肌成纖維細(xì)胞分化和膠原沉積,而采用尼達(dá)尼布(50 mg/kg、2次/d)灌胃后,皮膚纖維化模型小鼠的皮膚厚度明顯變薄,肌成纖維細(xì)胞計(jì)數(shù)及羥脯氨酸含量明顯減少[29]。Fos相關(guān)的抗原-2轉(zhuǎn)基因(Fra2轉(zhuǎn)基因)模型小鼠主要表現(xiàn)為皮膚、心臟纖維化[32]。Huang等[32]研究發(fā)現(xiàn),尼達(dá)尼布能減輕Fra2轉(zhuǎn)基因模型小鼠的肺、皮膚和心肌的纖維化,并阻斷肌成纖維細(xì)胞的分化。同時(shí),尼達(dá)尼布還可以抑制肺動(dòng)脈高壓伴肺血管平滑肌細(xì)胞的增殖,防止血管壁增厚和肺動(dòng)脈腔阻塞,減少微血管內(nèi)皮細(xì)胞凋亡所導(dǎo)致的微血管病變[32]。
組織纖維化過(guò)程通常以成纖維細(xì)胞活化和增殖、炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)和廣泛的組織重塑為病理特征,目前已有大量研究證實(shí)酪氨酸激酶和Src家族激酶在組織纖維化中具有重要作用。尼達(dá)尼布是一種多重酪氨酸激酶抑制劑,能有效抑制涉及纖維化的多個(gè)TKR及Src家族激酶受體。多項(xiàng)體外試驗(yàn)、動(dòng)物試驗(yàn)和臨床試驗(yàn)的研究結(jié)果均提示尼達(dá)尼布能不同程度地預(yù)防和逆轉(zhuǎn)組織纖維化,而且尼達(dá)尼布已在多個(gè)國(guó)家被批準(zhǔn)用于治療IPF,有望成為更多纖維化疾病的潛在治療藥物。