胸腺基質(zhì)淋巴細(xì)胞生成素在哮喘發(fā)病機(jī)制和治療中的研究進(jìn)展

周巧，徐尤年，趙睿含，崔楠雪，張?jiān)姾?/p>

(華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬協(xié)和醫(yī)院麻醉科，武漢 430022)

支氣管哮喘(簡稱哮喘)是一種以氣道高反應(yīng)性、氣道重塑為特征的高度流行的呼吸道炎癥性疾病，尚沒有治愈和既定的預(yù)防手段[1]。嚴(yán)重哮喘患者占全球人口的5%～10%，此類患者肺功能受損明顯，生活質(zhì)量降低，且病死率高，衛(wèi)生保健利用率增加，個(gè)人和社會治療成本高昂[2]。因此，探究哮喘的發(fā)生機(jī)制對于控制和治療嚴(yán)重哮喘具有重要作用。

輕中度哮喘患者經(jīng)β受體激動(dòng)劑及吸入性皮質(zhì)醇激素治療后可痊愈，但用于嚴(yán)重哮喘患者治療僅改善癥狀，哮喘引起的輔助性T細(xì)胞(helper T cell，Th細(xì)胞)2型炎癥不能被完全控制，有研究提出，若哮喘炎癥相關(guān)生物標(biāo)志物水平升高，提示潛在的哮喘復(fù)發(fā)，可以使用生物制劑[3]。哮喘患者體內(nèi)胸腺基質(zhì)淋巴細(xì)胞生成素(thymic stromal lymphopoietin，TSLP)的表達(dá)水平升高，是哮喘發(fā)病機(jī)制中啟動(dòng)過敏性炎癥反應(yīng)的重要因子[4]。TSLP有多個(gè)等位基因，可以調(diào)控不同的TSLP亞型，影響TSLP蛋白的表達(dá)水平，且等位基因能夠調(diào)節(jié)哮喘發(fā)生的易感性或降低哮喘的患病風(fēng)險(xiǎn)[5]?，F(xiàn)已開發(fā)多種針對哮喘炎癥反應(yīng)的生物制劑，其中以TSLP為治療靶點(diǎn)的生物制劑在重癥哮喘的治療中取得了一定進(jìn)展，有望在哮喘治療中起重要作用。現(xiàn)對TSLP參與哮喘發(fā)生發(fā)展的機(jī)制與抗TSLP生物制劑治療重癥哮喘的研究進(jìn)展予以綜述，以期為有效控制重癥哮喘提供幫助。

1 TSLP的概述

胸腺基質(zhì)細(xì)胞株Z210R胸腺基質(zhì)細(xì)胞系產(chǎn)生的140個(gè)氨基酸大小的白細(xì)胞介素(interleukin，IL)-7樣生長因子——TSLP于1994年首次被鑒定出來[6]。TSLP是一種炎癥細(xì)胞因子，最初由上皮細(xì)胞、皮膚角質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生，對TSLP深入研究發(fā)現(xiàn)，其在各種類型的細(xì)胞[如肥大細(xì)胞、氣道平滑肌細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞(dendritic cell，DC)、滋養(yǎng)層細(xì)胞、癌細(xì)胞]中均可表達(dá)[7]。TSLP可受環(huán)境因素，如模式識別受體Toll樣受體2/核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體2配體、病毒、微生物、變應(yīng)原、蠕蟲、柴油廢氣、香煙煙霧和化學(xué)物質(zhì)等刺激產(chǎn)生，Th2細(xì)胞炎癥因子和免疫球蛋白(immuneglobulin，Ig)E也可誘導(dǎo)或增強(qiáng)TSLP[7-8]。TSLP受體(TSLP receptor，TSLPR)是一種二聚體，序列分析發(fā)現(xiàn)，TSLPR與細(xì)胞因子受體亞單位IL-7受體α(interleukin-7 receptor α,IL-7Rα)的親緣關(guān)系最為密切，TSLP首先通過與細(xì)胞表面同源TSLPR的高保真相互作用在細(xì)胞表面被捕獲，隨后IL-7Rα再以高保真的方式被招募到TSLP-TSLPR復(fù)合體中，以誘導(dǎo)進(jìn)一步的細(xì)胞內(nèi)信號[9]。TSLPR亞基單獨(dú)與TSLP結(jié)合的親和力低，TSLPR與IL-7Rα及TSLP共同結(jié)合則能產(chǎn)生高親和力的結(jié)合位點(diǎn)[10]。TSLP可促進(jìn)B淋巴細(xì)胞和T淋巴細(xì)胞的發(fā)育，在人體中還可以活化DC，促進(jìn)DC的分化、成熟與遷移，并誘導(dǎo)B細(xì)胞和T細(xì)胞的分化與增殖，促進(jìn)肥大細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞產(chǎn)生Th2細(xì)胞炎癥因子[11]?？梢?，TSLP通過上述細(xì)胞參與了機(jī)體多種病理生理過程。

人類TSLP具有兩種受獨(dú)立啟動(dòng)子編碼的亞型，這兩種亞型與兩種相反的免疫功能有關(guān)。短亞型TSLP(short-form TSLP，sfTSLP)是在穩(wěn)態(tài)條件下表達(dá)的主要異構(gòu)體，具有抗炎和調(diào)節(jié)動(dòng)態(tài)平衡的功能，而長亞型TSLP(long-form TSLP，lfTSLP)呈促炎性，只在炎癥時(shí)表達(dá)；lfTSLP由4個(gè)外顯子組成，其編碼的序列與lfTSLP的C端相同，由63或60個(gè)氨基酸組成[12]。但目前尚無小鼠體內(nèi)發(fā)現(xiàn)sfTSLP的報(bào)道[13]。TSLP的表達(dá)與炎癥反應(yīng)有極大的相關(guān)性，炎癥狀態(tài)下TSLP的表達(dá)上調(diào)。雖然相關(guān)文獻(xiàn)中未強(qiáng)調(diào)，但檢測到的TSLP表達(dá)增加很可能是lfTSLP，且研究發(fā)現(xiàn)只有l(wèi)fTSLP才能與TSLPR結(jié)合，而sfTSLP發(fā)揮抗炎作用的機(jī)制與TSLPR無關(guān)[13-14]?？傊?，TSLP的正常功能可維持屏障表面的Th2細(xì)胞穩(wěn)態(tài)，TSLP的異常表達(dá)和信號見于哮喘、過敏性疾病和癌癥等炎癥環(huán)境[15]。

2 TSLP參與哮喘的發(fā)生發(fā)展

在呼吸道上皮中，Th2型炎癥反應(yīng)是哮喘的病理標(biāo)志，其特征性細(xì)胞包括固有淋巴細(xì)胞、Th2細(xì)胞、CD4+T細(xì)胞、嗜酸粒細(xì)胞、肥大細(xì)胞和嗜堿粒細(xì)胞[16]。有研究表明，Th2型炎癥反應(yīng)發(fā)生的最早階段是上皮刺激，TSLP作為一種上皮衍生細(xì)胞因子是Th2型炎癥反應(yīng)的關(guān)鍵調(diào)節(jié)劑，可能由于支氣管上皮細(xì)胞的結(jié)構(gòu)改變和功能障礙導(dǎo)致支氣管的持續(xù)激活，最終引發(fā)哮喘[17]。因此，明確哮喘發(fā)生時(shí)調(diào)控TSLP的因素以及TSLP激活Th2型炎癥反應(yīng)的過程是更全面了解哮喘發(fā)病機(jī)制的關(guān)鍵。

2.1TSLP基因單核苷酸多態(tài)性 關(guān)于TSLP基因與哮喘易感性以及哮喘相關(guān)表型之間關(guān)系的研究表明，TSLP基因啟動(dòng)子區(qū)域的單核苷酸多態(tài)性rs3806933與兒童特應(yīng)性哮喘和成人哮喘的疾病易感性顯著相關(guān)[18]。研究顯示，TSLP rs1837253的A等位基因(位于該基因轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)上游5.7 kb)與哮喘、特應(yīng)性哮喘和氣道高反應(yīng)性呈正相關(guān)[5]。近年研究發(fā)現(xiàn)，伊朗人群中rs2289276與哮喘風(fēng)險(xiǎn)呈顯著負(fù)相關(guān)，推測TSLP基因啟動(dòng)子中T等位基因的存在導(dǎo)致了TSLP基因的低水平表達(dá)[19]。Moorehead等[20]對TSLP基因的rs1837253基因型進(jìn)行測定發(fā)現(xiàn)，rs1837253的純合主要等位基因組(C等位基因)和純合次要等位基因組(T等位基因)比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，即C等位基因與TSLP蛋白水平升高有關(guān)，T等位基因與TSLP蛋白水平下降有關(guān)，認(rèn)為TSLP基因表達(dá)結(jié)果由不同等位基因調(diào)控不同的TSLP亞型表達(dá)所致，即lfTSLP與sfTSLP之間的差異表達(dá)所致。提示探究TSLP基因變異對哮喘的影響非常重要，現(xiàn)已確定TSLP亞型的差異表達(dá)對TSLP轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)節(jié)作用不同，因此研究T等位基因調(diào)控的具體機(jī)制以及發(fā)現(xiàn)更多的具有哮喘保護(hù)作用的等位基因，有助于對哮喘進(jìn)行更好的臨床治療。

2.2TSLP促進(jìn)Th2型炎癥反應(yīng) 哮喘是一種由Th2細(xì)胞炎癥因子和介質(zhì)驅(qū)動(dòng)的變態(tài)反應(yīng)過程，哮喘患者氣道中TSLP表達(dá)增加，且其表達(dá)水平與Th2型炎癥反應(yīng)的嚴(yán)重程度相關(guān)，故認(rèn)為Th2型炎癥反應(yīng)是哮喘的病理標(biāo)志[16]。因此，闡明上皮來源TSLP介導(dǎo)Th2型炎癥反應(yīng)的機(jī)制有助于更全面了解哮喘的發(fā)病機(jī)制。根據(jù)Th2型炎癥反應(yīng)參與途徑的不同，可以分為適應(yīng)性免疫介導(dǎo)的Th2型炎癥反應(yīng)和先天性免疫介導(dǎo)的Th2型炎癥反應(yīng)，兩種途徑通過激活不同的細(xì)胞誘導(dǎo)Th2型炎癥反應(yīng)。

2.2.1TSLP與適應(yīng)性免疫介導(dǎo)的Th2型炎癥反應(yīng) 在適應(yīng)性免疫中，TSLP在致敏階段可通過激活機(jī)體引流淋巴結(jié)中的DC以及CD4+T細(xì)胞啟動(dòng)Th2型炎癥反應(yīng)[21]。在DC上，TSLP通過增加Th細(xì)胞上的OX40配體，使DC成熟，從而促進(jìn)Th2細(xì)胞的分化，TSLP必須首先誘導(dǎo)DC上的OX40配體，才能觸發(fā)初始CD4+T細(xì)胞產(chǎn)生IL-4、IL-5和IL-13[22]。根據(jù)TSLP激活DC的基因表達(dá)分析，TSLP-DC通路誘導(dǎo)以高腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)和低IL-10為特征的Th2型炎癥反應(yīng)(Th2型炎癥反應(yīng)還包括以低TNF-α和高IL-10為特征的調(diào)節(jié)性Th2型炎癥反應(yīng))，而高TNF-α和低IL-10特性是誘發(fā)過敏性哮喘的重要微環(huán)境[23]。除DC外，一種由CD11c表達(dá)的間質(zhì)巨噬細(xì)胞可能在TSLP直接引起Th2型炎癥反應(yīng)中發(fā)揮與DC相似的抗原呈遞作用。在沒有DC的情況下，TSLP可激活CD11c表達(dá)的間質(zhì)巨噬細(xì)胞，促進(jìn)肺部Th2型炎癥反應(yīng)，表明CD11c表達(dá)的間質(zhì)巨噬細(xì)胞與單核細(xì)胞來源的DC具有相似的特性，可作為抗原呈遞細(xì)胞為調(diào)節(jié)或激活炎癥提供基本的治療靶點(diǎn)[24]。

在CD4+T細(xì)胞上，使用被廣泛用于過敏性哮喘研究的屋塵螨過敏性氣道炎癥模型。CD4+T細(xì)胞上的TSLP信號是有效Th2型炎癥反應(yīng)所必需的，CD4+T細(xì)胞上的TSLP通過JAK激酶1/2途徑激活信號轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子5，進(jìn)而促進(jìn)Th2細(xì)胞炎癥因子(IL-4、IL-5、IL-13等)的表達(dá)，且IL-4與TSLP形成了一個(gè)特殊的正反饋系統(tǒng)，一方面IL-4可由 TSLP誘導(dǎo)分泌，另一方面IL-4可促進(jìn)CD4+T細(xì)胞上TSLP誘導(dǎo)的Th2型炎癥反應(yīng)[25]。Rochman等[26]的實(shí)驗(yàn)表明，在沒有IL-4信號的情況下，TSLP可以激活Th2細(xì)胞，誘導(dǎo)IL-4、IL-5和IL-13的基因表達(dá)，與有IL-4信號時(shí)相比，上述細(xì)胞因子的基因表達(dá)水平降低，且不能持續(xù)表達(dá)。另有研究顯示，lfTSLP以信號轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子5依賴的方式誘導(dǎo)氣道上皮損傷，參與哮喘發(fā)病，而sfTSLP可防止屋塵螨誘導(dǎo)的氣道上皮損傷[27]。

2.2.2TSLP與先天性免疫介導(dǎo)的Th2型炎癥 既往研究證實(shí)，2型固有淋巴細(xì)胞(group 2 innate lymphoid cell，ILC2)參與了先天性免疫介導(dǎo)的Th2型氣道炎癥[28]，但最近發(fā)現(xiàn)這種細(xì)胞是TSLP的應(yīng)答因子。木瓜蛋白酶是一種蛋白水解酶，可以引起職業(yè)性哮喘[29]。有學(xué)者對TSLPR缺失小鼠模型的研究表明，ILC2是TSLP的主要應(yīng)答因子，TSLP在體內(nèi)可以直接刺激ILC2，并增強(qiáng)木瓜蛋白酶誘導(dǎo)的先天性免疫介導(dǎo)的2型氣道炎癥[30]。在哮喘發(fā)病過程中，ILC2被TSLP激活，產(chǎn)生大量的Th2細(xì)胞炎癥因子，包括IL-4、IL-5、IL-13和IL-9，同時(shí)引起氣道平滑肌細(xì)胞內(nèi)Ca2+動(dòng)態(tài)平衡紊亂，氣道平滑肌細(xì)胞收縮[31]。目前，先天性免疫介導(dǎo)2型炎癥模型中參與炎癥反應(yīng)的TSLP尚不明確，需要進(jìn)一步探究。

綜上，TSLP(尤其是lfTSLP)在先天性或適應(yīng)性免疫介導(dǎo)的Th2型氣道炎癥中均發(fā)揮重要作用。TSLP引起哮喘的機(jī)制可能是外部刺激導(dǎo)致lfTSLP表達(dá)量增加，lfTSLP通過各級聯(lián)細(xì)胞(如CD4+T細(xì)胞、DC、間質(zhì)巨噬細(xì)胞、ILC2)引起Th2型炎癥反應(yīng)，導(dǎo)致氣道大量炎癥細(xì)胞浸潤，氣道反應(yīng)性增強(qiáng)，最終發(fā)生哮喘。因此，以TSLP為靶點(diǎn)是治療氣道過敏性炎癥的一種有前途的選擇，而區(qū)分不同背景下兩種亞型TSLP對不同免疫細(xì)胞級聯(lián)的激活有利于尋找臨床哮喘的針對性治療方案。

3 抗TSLP藥物治療重癥哮喘

按照傳統(tǒng)治療方法，皮質(zhì)類固醇和長效β2受體激動(dòng)劑治療大多數(shù)輕中度哮喘的療效較好，但其治療重癥哮喘的作用效果不太明顯，且其長期大劑量使用所引發(fā)的不良反應(yīng)是亟待解決的問題。對于嚴(yán)重哮喘，需要輔助生物療法治療?，F(xiàn)已批準(zhǔn)的用于重度哮喘的生物制劑只針對哮喘炎癥反應(yīng)的個(gè)別下游因素，包括抗IgE(奧馬珠單抗)、抗IL-5(美波利珠單抗、瑞利珠單抗)、抗IL-5受體α(苯丙珠單抗)和阻斷IL-4和IL-13通路的抗IL-4受體α(杜匹單抗)單克隆抗體，適用于嗜酸粒細(xì)胞增多或過敏性表型哮喘患者，但這些制劑僅降低了約50%的惡化發(fā)生率，對血嗜酸粒細(xì)胞計(jì)數(shù)較低的患者治療效果較差[32]。有文獻(xiàn)表明，大劑量吸入或口服糖皮質(zhì)激素治療后，部分重癥哮喘患者的TSLP表達(dá)仍增加[33]。故TSLP作為炎癥反應(yīng)的上游介質(zhì)被廣泛關(guān)注。

以TSLP為靶點(diǎn)的生物制劑目前正在研制中，抗TSLP療法已進(jìn)入臨床試驗(yàn)。其中抗TSLP單克隆抗體替塞單抗(Tezepelumab)是哮喘的警報(bào)因子中研究最多的藥物，已證明其對哮喘的多種Th2型炎癥介質(zhì)具有廣泛的抑制作用，在未來2型嚴(yán)重哮喘治療中具有廣闊的前景[34]。

3.1Tezepelumab Tezepelumab是一種人源性單克隆抗體，是臨床開發(fā)的第一個(gè)在哮喘治療中進(jìn)行測試的抗TSLP抗體[11]。Tezepelumab可通過特異性結(jié)合TSLP阻斷TSLP與其異二聚體的相互作用，在體外可抑制TSLP誘導(dǎo)的人DC成熟和趨化因子的產(chǎn)生，從而阻止通過TSLPR進(jìn)行結(jié)合的信號傳遞；此外，Tezepelumab與TSLP上TSLPR結(jié)合位點(diǎn)的一個(gè)關(guān)鍵區(qū)域競爭，這種競爭與TSLP螺旋束另一側(cè)的IL-7Rα結(jié)合位點(diǎn)無關(guān)[35]。

目前，關(guān)于Tezepelumab的療效和安全性正在進(jìn)行第2階段和第3階段的研究。臨床評估Tezepelumab有效性和安全性第2階段的隨機(jī)、雙盲、安慰劑對照試驗(yàn)已經(jīng)開展，Corren等[36]的研究顯示，在長效β受體激動(dòng)劑和中高劑量吸入性糖皮質(zhì)激素?zé)o法控制的中重度哮喘患者中，與安慰劑組相比，低劑量、中劑量、高劑量Tezepelumab治療組的哮喘惡化率均降低，且低劑量、中劑量、高劑量Tezepelumab治療組的年哮喘惡化率均低于安慰劑組。Ⅱ期試驗(yàn)顯示，與支氣管擴(kuò)張劑治療組相比，Tezepelumab組的Th2型炎癥生物標(biāo)志物水平降低，表明其對非嗜酸粒細(xì)胞增多的低Th2型炎癥個(gè)體有重要意義[37]。目前，除Tezepelumab外，治療嚴(yán)重哮喘的生物制劑包括奧馬珠單抗、杜匹單抗等，不同生物制劑對哮喘炎癥相關(guān)生物標(biāo)志物(血嗜酸粒細(xì)胞計(jì)數(shù)、IgE和呼出氣一氧化氮)的影響各不相同，而Tezepelumab是第一個(gè)對上述炎癥相關(guān)生物標(biāo)志物均有積極作用的生物制劑[38]。TSLP在哮喘的發(fā)生發(fā)展中起重要作用，它位于導(dǎo)致氣道炎癥的細(xì)胞和分子通路復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的上游水平，Tezepelumab可作用于該上游靶點(diǎn)，從而抑制哮喘的多個(gè)炎癥通路[39]。正在進(jìn)行的Ⅲ期試驗(yàn)顯示，在重度、不受控制的哮喘患者中，Tezepelumab組的惡化率低于安慰劑組，且Tezepelumab組不良反應(yīng)未見增加，患者肺功能、哮喘控制情況以及與健康相關(guān)的生活質(zhì)量均更好[40]。

Tezepelumab主要通過靜脈方式給藥，皮下給藥方式正在測試，另一種將在哮喘中測試的吸入型抗TSLP藥物是CSJ117，這是一種人類中和抗體抗原結(jié)合片段，屬于IgG1型/λ亞型，可以定向遞送到肺部，以結(jié)合氣道上皮細(xì)胞在外界刺激下釋放的TSLP，目前正在進(jìn)行Ⅰ期試驗(yàn)[11,34]。

3.2抗TSLP其他抗體 針對TSLP的研究藥物還報(bào)道了一種新型雙拮抗劑——抗TSLP/IL-13雙特異性抗體。既往研究曾嘗試通過雙特異性抗體形式靶向IL-4與IL-13兩種細(xì)胞因子，發(fā)現(xiàn)IL-4和IL-13的雙特異性抗體是一種治療哮喘和變態(tài)反應(yīng)很有前途的方法[41]。在重癥哮喘誘發(fā)過程中，患者氣道上皮和肺固有層中共表達(dá)的IL-13和TSLP均能激活DC引起的Th2型炎癥反應(yīng)，故研究者據(jù)此設(shè)計(jì)開發(fā)出一種名為Zweimab的單價(jià)雙特異性抗體以及另一種名為Deppelmab的雙價(jià)雙特異性抗體支架，用于靶向TSLP和IL-13，結(jié)果表明，與親本抗體形式相比，上述人源化的抗TSLP和抗IL-13抗體雙特異性抗體對人的靶標(biāo)具有更強(qiáng)的親和力[42]，但其臨床應(yīng)用的安全性和有效性還需進(jìn)一步驗(yàn)證。王超等[43]研究發(fā)現(xiàn)，在卵清白蛋白誘導(dǎo)的小鼠哮喘模型中，含有非甲基化的胞嘧啶-鳥嘌呤二核苷酸基序的寡脫氧核苷酸的干預(yù)降低了急性哮喘小鼠肺泡灌洗液和血清TSLP水平，故認(rèn)為含有非甲基化的胞嘧啶-鳥嘌呤二核苷酸基序的寡脫氧核苷酸可能通過阻斷TSLP介導(dǎo)的免疫應(yīng)答減輕哮喘癥狀。

TSLP在體內(nèi)廣泛表達(dá)，多種阻斷TSLP的方法均可減輕哮喘，其中抗TSLP單克隆抗體Tezepelumab安全有效，用于難治性低Th2型炎癥重癥哮喘患者的臨床治療，是一種非常有潛力的哮喘治療藥物，目前對該Tezepelumab的研究時(shí)間較長且較充分，因此，其可能在短時(shí)間內(nèi)即可用于糖皮質(zhì)激素不可控制的重癥哮喘的臨床治療。

4 小 結(jié)

TSLP是一種上皮細(xì)胞衍生因子，在哮喘發(fā)生時(shí)表達(dá)增加，隨后激活各聯(lián)級免疫細(xì)胞，誘導(dǎo)Th2型炎癥反應(yīng)的發(fā)生。多種炎癥因子聚集在支氣管上皮，使支氣管持續(xù)激活，引發(fā)哮喘。TSLP在哮喘患者中的高表達(dá)還與TSLP的單核苷酸多態(tài)性有關(guān)，提示TSLP參與哮喘的發(fā)生也受到基因的調(diào)控。TSLP的兩種亞型在哮喘發(fā)病中發(fā)揮不同的病理生理作用，目前大多數(shù)實(shí)驗(yàn)研究中均未明確TSLP亞型，但在研究抗TSLP抗體時(shí)區(qū)分TSLP亞型十分必要。總之，TSLP參與哮喘發(fā)生的機(jī)制還在不斷更新；與經(jīng)典的支氣管擴(kuò)張劑治療哮喘相比，抗TSLP抗體(包括單抗和雙抗)治療哮喘的作用需要更深入的研究。