哮喘免疫治療的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

汪梅青，湯非凡，曹明剛

1.安徽中醫(yī)藥高等?？茖W(xué)校，安徽蕪湖 241002；2.皖南醫(yī)學(xué)院，安徽蕪湖 241002

過敏性哮喘是常見的慢性氣道炎癥性疾病，嚴(yán)重影響人們的生活質(zhì)量和生命安全，其發(fā)病率較高且呈逐年上升趨勢，是全球性重大公共衛(wèi)生問題之一。根據(jù)世界衛(wèi)生組織的報告，約有2.35 億人患有哮喘，預(yù)計到2025年，還將再增加1 億人[1]。哮喘的發(fā)病受遺傳易感性、暴露途徑、變應(yīng)原劑量等因素的影響。避免過敏原和藥物治療(如抗組胺藥和局部糖皮質(zhì)激素)是控制哮喘癥狀的一線治療方案，目前臨床多使用長效支氣管擴(kuò)張劑(long-acting β2-adrenoceptor agonists, LABAs)和吸入性糖皮質(zhì)激素(inhaled corticosteroid, ICSs)來控制和治療過敏反應(yīng)。但糖皮質(zhì)激素不良反應(yīng)較大，且有一小部分患者對藥物治療沒有反應(yīng)，全球哮喘防治倡議(Global Initiative for Asthma, GINA)指南指出，在藥物治療和避免過敏原后應(yīng)考慮過敏原免疫療法(allergen immunotherapy, AIT)[2],相較于傳統(tǒng)藥物，AIT 最顯著的特點是在治療結(jié)束后臨床療效的持續(xù)性[3]。

1 AIT

哮喘是由Th1∕Th2 細(xì)胞比例失衡以及其他因素綜合引起，輔助性T 淋巴細(xì)胞1（Th1）產(chǎn)生干擾素γ（interferon γ, IFN-γ），Ⅱ型輔助T 細(xì)胞（Th2 細(xì)胞）產(chǎn)生白細(xì)胞介素-4（interleukin-4, IL-4）、白細(xì)胞介素-13（Interleukin-13, IL-13），當(dāng)變應(yīng)原進(jìn)入機體致敏，機體Th1∕Th2 細(xì)胞比例失衡，導(dǎo)致Th1 分泌減少，Th2 分泌增多，繼而IFN-γ 減少，IL-4、白細(xì)胞介素-5（interleukin-5, IL-5）、IL-13 等增多，從而使B細(xì)胞誘導(dǎo)的免疫球蛋白E（immunoglobulin E, IgE）分泌增加。IFN-γ 水平上升能夠抑制IL-4 的分泌，進(jìn)而抑制由IL-4 誘導(dǎo)的IgE 抗體，哮喘疫苗需提高IFN-γ 的分泌水平，降低白介素-4 和13 的分泌；降低IgE 的分泌或結(jié)合，提高免疫球蛋白G（immunoglobulin G, IgG）的分泌。

低劑量的變應(yīng)原（如自然環(huán)境中的變應(yīng)原）有助于B 細(xì)胞的Ig 轉(zhuǎn)換并大量產(chǎn)生IgE，使易感人群致敏，而高劑量的變應(yīng)原有助于產(chǎn)生保護(hù)性IgG 抗體，從而產(chǎn)生免疫耐受。特異性免疫治療（specific immunotherapy, SIT）是唯一可以改變過敏反應(yīng)性疾病的病因療法。起初使用小劑量的致敏原免疫過敏患者，隨后逐漸加大劑量，最終使患者產(chǎn)生免疫耐受，從而達(dá)到治療的目的。

1.1 SCIT & SLIT

AIT 是一種對免疫球蛋白IgE 介導(dǎo)疾病個體非常有效的治療方法，可以減輕癥狀，減少激素藥物的使用，誘導(dǎo)特異性免疫耐受，從而提高患者的生活質(zhì)量。AIT 可以通過皮下免疫治療(subcutaneous immunotherapy, SCIT)或舌下免疫治療(sublingual immunotherapy, SLIT)途徑給藥。Sangeeta Dhami 等人[4]通過搜索9 個數(shù)據(jù)庫進(jìn)行了系統(tǒng)回顧和Meta 分析，結(jié)果顯示，SCIT 減少了過敏原特異性氣道高反應(yīng)性，在降低鼻部癥狀方面比SLIT 更有效，而SLIT 更具有成本效益和安全性。Rice JL 等人[5]針對18 歲以下哮喘患者的臨床治療總結(jié)發(fā)現(xiàn)，SCIT 能減少長期哮喘藥物的使用，改善1 s 用力呼氣量。但關(guān)于哮喘癥狀和保健使用方面的效果還需進(jìn)一步研究。

SCIT 和SLIT 通常在開始治療的2～4 個月內(nèi)出現(xiàn)效果，并可在短期內(nèi)進(jìn)行個體化∕協(xié)同化給藥[6]。除SCIT 和SLIT 之外，孫楚東等[7]人利用B 超引導(dǎo)下頸部淋巴結(jié)內(nèi)注射屋塵螨變應(yīng)原治療變應(yīng)性鼻炎，發(fā)現(xiàn)頸部淋巴結(jié)內(nèi)注射特異性免疫治療和常規(guī)皮下免疫治療一樣,都能顯著改善屋塵螨致敏AR 患者的各種癥狀,療效較好,安全性高,并且大大縮短了免疫治療的療程。

1.2 Omalizumab

奧馬珠單抗(Omalizumab，商品名Xolair)是一種單克隆抗IgE 抗體，已被用于降低對過敏原的敏感性。它與IgE 分子特異性結(jié)合在同一個抗原表位上，F(xiàn)cεRI 與IgE 分子結(jié)合。Omalizumab 的抗炎和保護(hù)作用已被報道，并在哮喘單獨治療中得到了詳細(xì)的報道。

Omalizumab 作為AIT 的佐劑，在SCIT 方案中加入Omalizumab 比單獨使用傳統(tǒng)的SCIT 更能降低全身過敏反應(yīng)和哮喘癥狀的風(fēng)險[8]。有報道稱，在兒童和年輕成人重癥哮喘患者開始免疫治療之前，使用Omalizumab 進(jìn)行預(yù)處理，可以增加治療的耐受性，減少不良反應(yīng)，并增強SCIT 的療效[9]。

在AIT 治療期間，B 細(xì)胞從產(chǎn)生致敏性IgE 轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)生更具“保護(hù)性”的IgG4。AIT 治療結(jié)束后雖免疫球蛋白G 亞型4（recombinant immunoglobulin G4,IgG4）水平下降但仍然高于治療前水平[2]。B 細(xì)胞還通過抗原呈遞到T 細(xì)胞和分泌細(xì)胞因子參與免疫應(yīng)答。B 細(xì)胞可分化為能在骨髓中駐留多年的漿細(xì)胞。白細(xì)胞介素-10（interleukin-10, IL-10）的上調(diào)抑制了抗原提呈以及Th2 產(chǎn)生白細(xì)胞介素-4（interleukin-4, IL-4），從而降低了漿細(xì)胞產(chǎn)生IgE。IL-10 能增強B 細(xì)胞的生存、增殖、分化和同型轉(zhuǎn)換，導(dǎo)致 免疫球蛋白A（immunoglobulin A, IgA）和IgG4 的產(chǎn)生。

AIT 治療后，通過阻止過敏原IgE 的相互作用或競爭性過敏原特異性IgG 抗體與抑制性IgG 受體(FcγRIIB)的相互作用，可以抑制嗜堿性粒細(xì)胞的激活，從而減少組胺、白三烯和其他過敏性炎癥反應(yīng)介質(zhì)的釋放。最近的體外四聚體分析技術(shù)，已經(jīng)能夠?qū)ν庵苎h(huán)過敏原特異性T 細(xì)胞進(jìn)行表型[10]。這使得能夠鑒定關(guān)鍵的T 細(xì)胞表面標(biāo)記，如阿爾德花粉過敏患者表達(dá)高頻率CD27-Th2 細(xì)胞，在皮下免疫治療后降低[11]。類似地，在對變應(yīng)性鼻炎進(jìn)行SCIT 與SLIT 試驗的測量反應(yīng)中，皮下和舌下免疫治療在兩年內(nèi)可改善導(dǎo)致臨床表現(xiàn)，同時外周四聚體陽性CRTH2+、CCR4+、CD27-、CD4+、Th2 細(xì)胞數(shù)量減少。這些變化與鼻過敏原激發(fā)后鼻腔液中局部鼻Th2 細(xì)胞因子（IL-4、IL-5 和IL-13）水平的降低[12]。

2 基因疫苗

目前SIT 的研究重點在于開發(fā)低變應(yīng)原性、高免疫原性的疫苗，即減少B 細(xì)胞表位數(shù)量，保留甚至增加T 細(xì)胞表位數(shù)量的疫苗。同時，由于Ii 鏈在抗原提呈通路中具有的重要作用，可形成主要組織相容性復(fù)合體（major histocompatibility complex,MHC）Ⅱ類肽復(fù)合物，產(chǎn)生CD4+T 細(xì)胞反應(yīng)。因此可利用MHCⅡ類通路來優(yōu)化抗原提呈，增強T 細(xì)胞對編碼抗原的免疫應(yīng)答[13]。

將基因疫苗帶到臨床的一個主要障礙是將臨床前研究中常見的顯著免疫原性轉(zhuǎn)化為人類疫苗試驗。兩種不同方法制備的基因疫苗已經(jīng)說明了這一點:一種是用未經(jīng)修飾的基因和魚精蛋白∕基因佐劑制備的狂犬病疫苗[14]，另一種是用編碼H7N9或H10N8 病毒血凝素的核苷修飾的基因疫苗制備的流感疫苗[15]。在這兩種情況下，臨床前數(shù)據(jù)是在小鼠和較大的動物中非常有希望，兩劑疫苗足以刺激中和抗體的強而持續(xù)滴度。相比之下，當(dāng)在志愿者中測試相同的疫苗時，兩劑疫苗激發(fā)了意想不到的中和抗體滴度和血清轉(zhuǎn)化頻率。流感病毒疫苗研究的動物模型可能會通過預(yù)先接種活病毒或滅活病毒來改進(jìn)，以更好地概括接受基因疫苗的成人的免疫狀況。由此引發(fā)思考：針對哮喘患者先前粉塵螨暴露的現(xiàn)有免疫，是否會影響疫苗的免疫原性，而對于這種現(xiàn)象中的“原始抗原罪”的問題，未來我們還應(yīng)多加研究[16]。

預(yù)防型疫苗是在不使用藥物的情況下預(yù)防疾病的最具有成本效益的工具，疫苗分為單價疫苗和多價疫苗，單價疫苗只能預(yù)防一種變應(yīng)原，而多價疫苗可以預(yù)防多種變應(yīng)原。開發(fā)多價疫苗，反向疫苗學(xué)、高通量蛋白質(zhì)組學(xué)、免疫激發(fā)被用于從天然蛋白質(zhì)中識別多價保護(hù)性免疫原。

2.1 反向疫苗學(xué)

反向疫苗學(xué)，是以微生物基因組為平臺進(jìn)行高通量克隆、表達(dá)，純化出重組蛋白，篩選出具有保護(hù)性作用的抗原。反向疫苗學(xué)依賴于使用計算方法和工具來篩選出候選疫苗以供進(jìn)一步試驗，這些計算工具用于預(yù)測可能誘發(fā)保護(hù)性反應(yīng)的抗原，以及精確的抗原區(qū)域、表位，被免疫系統(tǒng)識別[17]。這種方法不僅可以識別出所有通過以往的方法獲得的抗原，還可以發(fā)現(xiàn)完全不同的新抗原，這有助于新的免疫干預(yù)機制的研究，從安全性方面來說優(yōu)于其他載體或減毒活疫苗[18]。

2.2 高通量蛋白質(zhì)組學(xué)

近年來,隨著高分辨率質(zhì)譜儀的進(jìn)步,液相色譜分離效率的提高和數(shù)據(jù)分析方法的發(fā)展，可獲得高覆蓋率的蛋白質(zhì)組并采用質(zhì)譜數(shù)據(jù)反向注釋基因組,即蛋白質(zhì)基因組學(xué)。通過此技術(shù)可以對可能引起哮喘的變應(yīng)原中成千上萬種蛋白質(zhì)進(jìn)行全面的定性和定量分析。通過提高分離效率，進(jìn)一步降低了用于質(zhì)譜分析的蛋白質(zhì)組共分離所導(dǎo)致的光譜復(fù)雜性。目前已開發(fā)并使用了高效多維分離方法，以更好地分離完整的蛋白質(zhì)，和對蛋白質(zhì)組的鑒定和定量分析。同時,蛋白質(zhì)組學(xué)方法也是研究微生物的重要工具[19]，完整微生物蛋白質(zhì)組的研究可以提供關(guān)于感染和疾病的途徑以及機制的有價值的信息，并有助于指導(dǎo)治療方案。進(jìn)一步改進(jìn)和應(yīng)用質(zhì)譜儀技術(shù)、數(shù)據(jù)收集分析技術(shù)和先進(jìn)的分離技術(shù)，將推動高通量蛋白質(zhì)組學(xué)領(lǐng)域向前發(fā)展，并帶來許多新發(fā)現(xiàn)[20]。

2.3 DNA shuffling

DNA shuffling 是另一種利用重組疫苗通過分子育種產(chǎn)生多價免疫保護(hù)的方法。不僅可以直接提供免疫保護(hù)，還可以觸發(fā)適應(yīng)性免疫[21]。多種試驗表明，通過DNA shuffling 的分子育種指導(dǎo)基因進(jìn)化是研發(fā)多價疫苗的有效途徑。通過人為改變基因突變過程中的條件，進(jìn)行基因突變體庫的構(gòu)建，將基因在分子水平上進(jìn)行重組，提高蛋白的表達(dá)水平以及與抗體的結(jié)合力，優(yōu)質(zhì)的改組基因不僅同時降低了B細(xì)胞表位且保留或提高了T細(xì)胞表位。通過基因的特性建立高通量的篩選方法，篩選出優(yōu)質(zhì)嵌合基因，使得表達(dá)的氨基酸序列發(fā)生改變，從而影響哮喘的免疫效應(yīng)。

2.4 mRNA 疫苗

mRNA 疫苗已被證實了在對抗某些癌癥和傳染性病原體方面的功效，由于RNA 的不穩(wěn)定性、體內(nèi)傳遞效率低下及其對過度炎癥反應(yīng)的刺激，開發(fā)出安全有效的體內(nèi)mRNA 遞送材料和生產(chǎn)高質(zhì)量mRNA 疫苗已成為研究熱門。mRNA 序列工程鑒于mRNA 的5'和3'非翻譯區(qū)（untranslated region, UTR）可以顯著影響轉(zhuǎn)錄本的翻譯速率和半衰期，優(yōu)化UTR 對mRNA 疫苗設(shè)計非常重要，Orlandini von Niessen AG 的一項研究使用基于細(xì)胞培養(yǎng)的系統(tǒng)選擇過程來識別新的UTR，顯著增加了體外轉(zhuǎn)錄（in vitro transcription, IVT）mRNA 的蛋白表達(dá)，誘導(dǎo)了更有效的治療效果[22]。

絕大多數(shù)mRNA 疫苗被設(shè)計為注射載體分子，該載體分子保護(hù)mRNA 免受快速降解，并將其輸送至細(xì)胞質(zhì)而無明顯毒性。脂質(zhì)納米顆粒(lipid nanoparticles, LNPs)-可離子化含脂納米粒，最初開發(fā)用于siRNA 遞送，是目前使用最廣泛的體內(nèi)mRNA 遞送材料[23]。用mRNA 疫苗選擇性靶向DC以誘導(dǎo)強免疫反應(yīng)是一個關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)，并已在臨床試驗中顯示出成效。