徐 艷,何成詩

(成都中醫(yī)藥大學臨床醫(yī)學院,成都610075)

支氣管哮喘是臨床常見病和多發(fā)病,且近年來發(fā)病率有上升趨勢,目前病因還不十分清楚,隨著對哮喘氣道慢性炎癥機制的深入研究,免疫學機制在哮喘的發(fā)生、發(fā)展中起了重要作用,Th1/Th2免疫失衡(Th1功能相對抑制,Th2功能相對亢進)是哮喘發(fā)病主要免疫學機制。Th1主要分泌IFN-γ、IL-2、IL-12等,介導細胞免疫并輔助B細胞產(chǎn)生有吞噬作用的IgM、IgA,抑制IgE生成;Th2主要分泌IL-4、IL-5、IL-6、IL-10、IL-13,介導體液免疫,輔助B細胞合成IgE。正常情況下,Th0細胞按一定比例分化成T h1和T h2細胞,維持機體正常的細胞免疫和體液免疫;若Th2細胞功能相對亢進,將導致哮喘和其他過敏性疾病發(fā)生。通過抑制一些細胞因子的合成、合成一些細胞因子或受體拮抗劑,為哮喘治療的新思路。

1 特異性免疫治療

特異性免疫治療(specific immunotherapy,SIT)亦稱脫敏療法(desensitization)和減敏療法(hyposensitization),是通過逐漸增加特異性變應原量使機體對該過敏原耐受,當機體再次接觸相應抗原時不再產(chǎn)生過敏反應或降低過敏反應的程度。如果知道特異性變應原,把變應原配成不同的濃度,通過多次反復接觸特異性變應原,使患者產(chǎn)生免疫耐受,達到控制或減輕過敏反應。SIT可延緩哮喘發(fā)展進程、減少合并用藥量,是目前唯一可以改變過敏性疾病進程的治療方法。

1.1 SIT作用機制

1.1.1 糾正Th1/Th2免疫失衡

正常情況下,受環(huán)境信息的影響,Th0細胞按一定比例向Th1和Th2型細胞分化,Th1和Th2型細胞因子相互抑制彼此表型的分化和功能,兩者處于相對平衡狀態(tài),維持機體正常的細胞和體液免疫功能?，F(xiàn)有研究表明,支氣管哮喘是以Th2反應為優(yōu)勢的變態(tài)反應性疾病[1]。Th2細胞占優(yōu)勢,導致IL-4、IL-5等細胞因子釋放增加,從而促進B淋巴細胞產(chǎn)生IgE,導致肥大細胞、嗜堿性粒細胞脫顆粒,釋放炎癥介質(zhì),引起過敏反應。SIT選擇性地將Th2應答轉(zhuǎn)化為Th1應答,產(chǎn)生IL-2、IL-12和IFN-γ,發(fā)揮抗過敏及抑制Th2型細胞活性作用。

1.1.2 IgG4封閉抗體理論

SIT誘導B淋巴細胞產(chǎn)生抗原特異性IgG4,IgG4可以阻斷變應原與肥大細胞表面IgE結(jié)合,避免炎癥介質(zhì)的釋放。屋塵螨特異性免疫治療70 d后,外周血中IgA、IgG1、IgG4明顯增加,而IgE水平無明顯變化,同時血清IgG4和變應原特異性IgE呈負相關(guān),提示SIT通過調(diào)節(jié)IgG4/IgE比例,抑制變態(tài)反應[2]。M.Akdis等[3]研究證實,IgG4不但可以阻止變應原與肥大細胞表面IgE交聯(lián),還可以結(jié)合于B淋巴細胞表面的低親和力IgE受體,阻止B淋巴細胞進一步活化,導致變態(tài)反應發(fā)生率明顯下降。

1.1.3 對免疫效應細胞的抑制作用

SIT促進T細胞分化為大量CD4+、CD25+調(diào)節(jié)性T細胞,其產(chǎn)生抑制性細胞因子IL-10和轉(zhuǎn)化生長因子β(TGF-β)。IL-10是一種多效應細胞因子,對多種細胞表現(xiàn)免疫抑制作用,可抑制Th1和Th2細胞因子分泌,產(chǎn)生特異性T細胞克隆不應答,抑制IgE生成,同時IL-10是IgG4的啟動因子,能促進抗原特異性IgG4合成。最近有證據(jù)表明促進IL-10分泌的T調(diào)節(jié)細胞數(shù)量和活性受抑制可能是哮喘發(fā)病的重要原因[4]。變應原SIT能有效抑制肥大細胞、嗜堿性粒細胞的敏感性,減少IgE介導的組胺釋放。

1.1.4 變應原制劑

安全有效的標準化疫苗是SIT的前提,其質(zhì)量直接關(guān)系SIT的治療效果和安全性。目前已在臨床應用和新研制的主要變應原制劑有水性變應原制劑、緩釋和修飾變應原制劑、混合性變應原制劑、重組變應原制劑及目前正在研制開發(fā)編碼特異變應原蛋白質(zhì)的質(zhì)粒DNA(pDNA)。隨著生物醫(yī)學和免疫學的發(fā)展,研制開發(fā)高質(zhì)量、標準化的變應原制劑將成為國內(nèi)外研究熱點。

1.2 治療方案

按給藥途徑分為皮下注射(SCIT)、舌下含服(SLIT)、口服給藥(OIT)、吸入給藥(LNIT)、局部支氣管給藥(LBIT);按療程分為常規(guī)免疫療法、季節(jié)前免疫療法、突擊療法。因皮下注射免疫療法的效果得以肯定,作為常規(guī)免疫療法,療程分為劑量遞增和劑量維持2個階段。舌下含服療法通過舌下黏膜吸收抗原誘導產(chǎn)生免疫耐受,其確切機制目前仍不清楚。B.Bohle[5]等研究了SLIT治療4周及52周時外周血中T細胞及其功能變化情況,發(fā)現(xiàn)在SLIT第4周時能誘導T調(diào)節(jié)細胞產(chǎn)生IL-10進而抑制Th2細胞活動,第52周時則可產(chǎn)生變應原特異性Th細胞的免疫偏移,從而進一步闡明了SLIT短期及長期作用的細胞及分子免疫性機制。

1.3 療效評價

M.J.Abramson等[6]對88項經(jīng)嚴格標準挑選的臨床研究進行Meta分析,證實SIT可以顯著減輕支氣管哮喘癥狀、減少用藥量及支氣管哮喘的惡化、減輕特異性氣道高反應性。全球哮喘防治創(chuàng)議(GINA)已經(jīng)把SIT納入哮喘的規(guī)范化治療范疇。事實上,免疫治療療效取決于變應原的性質(zhì)、個體遺傳性、病變部位、免疫治療的方法、劑量、持續(xù)時間、患者的依從性等。SIT的作用機制錯綜復雜,機制的闡明對提高SIT療效和安全性有重要意義。

2 非特異性免疫治療

盡管隨著變應原疫苗的標準化,SIT的臨床療效已得到肯定,但對于重癥哮喘、變應原不明確,5歲以下兒童等一些特殊類型的哮喘,SIT仍受到限制,非特異性免疫治療(non-specific immunotherapy)可以彌補SIT的不足。

2.1 卡介苗

卡介苗(BCG)多糖核酸(BCG-PSN)可調(diào)解機體免疫和Th1/Th2平衡,增強抗病能力,通過穩(wěn)定肥大細胞,封閉IgE功能、減少顆粒細胞釋放活性物質(zhì),減輕支氣管痙攣,達到抗過敏及平喘的作用。多個研究證明BCG-PSN可抑制過敏性反應及T h2型免疫反應,減少EOS的浸潤,降低氣道高反應性,使支氣管肺泡灌洗液中IL-4、IL-5水平降低,并可誘導脾臟單個核細胞分泌IFN-γ,增加IFN-γ的水平[7]。在進行BCG-PSN免疫的哮喘兒童中,IFN-γ、IFN-β的表達對炎癥刺激均有反應,而沒有進行BCG-PSN免疫的則沒有反應,其原因考慮與幼年時期卡介苗接種刺激免疫系統(tǒng)的成熟并加強Th1型免疫反應有關(guān)[8]。BCG-PSN的免疫治療必須采取小量、多次、長期的方法,使機體維持低度的免疫水平。

2.2 磷酸二酯酶4抑制劑

磷酸二酯酶(PDE4)廣泛表達于各種炎癥細胞和結(jié)構(gòu)細胞,具有抗炎和免疫抑制作用,但擴張支氣管作用較弱。主要抗炎作用機制[9]包括:1)抑制T細胞增殖及分泌;2)抑制嗜堿性粒細胞、嗜酸性粒細胞、中性細胞激活、脫顆粒及炎癥介質(zhì)釋放;3)促進單核細胞分泌IL-10,抑制TNF-α的產(chǎn)生;4)降低肺微血管內(nèi)皮細胞的通透性,減輕微血管滲漏。目前已有第一代的咯利普蘭(Rolipram)及第二代的西咯米司特(Cilomilast)、咯拉米司特(Roflumilast)、吡拉米司特(Piclamilast)、羅氟司特(Roflumilast)。J.Bousquet等[10]用雙盲雙模擬法對499例持續(xù)性哮喘患者進行研究,結(jié)果顯示,羅氟司特在改善哮喘癥狀積分上明顯優(yōu)于單純吸入二丙酸氯地米松組。PDE4抑制劑的主要不良反應有頭痛、惡性、嘔吐、腹痛、腹瀉等消化道反應。

2.3 DNA疫苗

DNA疫苗又稱基因疫苗,將攜帶外源抗原的基因與DNA質(zhì)粒連接,質(zhì)粒載體注入宿主體內(nèi),在宿主體內(nèi)產(chǎn)生抗原,導致免疫耐受的產(chǎn)生,調(diào)節(jié)Th1/Th2細胞功能紊亂。在DNA結(jié)構(gòu)中,發(fā)現(xiàn)一種非甲基化的胞嘧啶磷酸-鳥嘌呤寡核苷酸(CpG)序列,具有很強的免疫刺激作用,誘導強烈的Th1反應,抑制Th2反應從而抑制嗜酸性粒細胞的活性和氣道高反應性,從根本上改變了哮喘的病理過程。用重組變應原與含CpG序列的聯(lián)合疫苗進行免疫,不僅能增強T h1細胞的功能,還可減少T h2細胞因子的生成和嗜酸性粒細胞浸潤。DNA疫苗接種后表達抗原蛋白的時間較長,能強化B細胞和T細胞記憶,引發(fā)持久的體液免疫和細胞免疫。目前大多數(shù)據(jù)來自動物實驗,進一步大規(guī)模的臨床試驗將決定基因疫苗對人體的安全性、有效性[11]。

2.4 核因子κ B抑制劑

核因子κ B(NF-κ B)作為一種多功能轉(zhuǎn)錄因子,參與調(diào)整多種炎癥蛋白基因的表達。激活后可促進細胞因子、黏附分子和趨化因子的表達,與多種炎癥疾病,特別是支氣管哮喘密切相關(guān),在哮喘發(fā)病中有重要作用。NF-κ B可誘導細胞因子的表達,在中、重度哮喘中NF-κ B p65的表達明顯高于對照組,活性明顯升高的NF-κ B使炎癥介質(zhì)產(chǎn)物的水平明顯升高[12]。近年來已經(jīng)報道對NF-κ B活性有明顯抑制作用的中藥提取物中,很多都是苷類物質(zhì),包括許多黃酮類化合物、非黃酮多酚物質(zhì)和一些其他苷類物質(zhì)[13]。因此NF-κ B不但成為炎癥、腫瘤等疾病新的治療策略[13],而且已成為新藥開發(fā)的重要靶點。

3 細胞因子調(diào)節(jié)劑

3.1 IL-4

IL-4是主要由Th2細胞分泌的一種細胞因子,能夠刺激B淋巴細胞合成IgE,對嗜酸性粒細胞的募集、趨化、浸潤起主要作用。IL-4阻斷抗體,能抑制抗原誘導的氣道高反應性、杯狀細胞增生和嗜酸性粒細胞浸潤。人源化IL-4單抗Pascolizumab(SB240683)能抑制Th2細胞激活和IgE合成,抑制肥大細胞和嗜酸性粒細胞趨化,減輕呼吸道炎癥,對治療支氣管哮喘可能有效[14]。

3.2 IL-5

IL-5由活化Th2細胞和肥大細胞產(chǎn)生,是調(diào)節(jié)嗜酸性粒細胞功能的最重要的細胞因子。在體外能介導嗜酸性粒細胞前體細胞的終末分化,激活成熟的嗜酸性粒細胞;在體內(nèi)能延長過敏性炎癥部位嗜酸性粒細胞的生存時間。目前人工合成的抗IL-5抗體如美泊利單抗(Mepolizumab)、SC55700,可阻斷抗原誘導的嗜酸性粒細胞在肺部聚集,減輕炎癥反應和氣道高反應性。P.Haldar等[15]進行的臨床研究表明,美泊利治單抗可以減少哮喘急性發(fā)作,降低難治性哮喘患者外周血和痰液中的嗜酸性粒細胞。P.Nair等[16]的研究結(jié)果表明美泊利單抗不僅能減少患者外周血和痰液中的嗜酸性粒細胞,還能減少患者皮質(zhì)醇的用量。目前新合成的IL-5受體拮抗劑維甲酸正在臨床試驗中。

3.3 IL-13

IL-13主要由Th2細胞產(chǎn)生,能使B細胞合成的免疫球蛋白向IgE轉(zhuǎn)化,誘導氣道高反應性和黏液高分泌,促進氣道上皮細胞釋放嗜酸性粒細胞趨化因子Eotaxin。IL-13可不依賴于IL-4、IgE及嗜酸性粒細胞等傳統(tǒng)途徑而誘發(fā)哮喘的所有癥狀,因此被認為是哮喘發(fā)病中極為重要的一種介質(zhì)。研究表明抗IL-13的單克隆抗體可明顯抑制氣道的高反應性、嗜酸性粒細胞炎癥和氣道重塑[17]。氣道重塑的一個顯著特征即表現(xiàn)為氣道上皮杯狀細胞化生、黏液分泌增多,從而導致氣道的阻塞。

3.4 TNF-α

TNF-α是由單核巨噬細胞產(chǎn)生,通過增加細胞間黏附分子-1(ICAM-1)的表達,促進炎癥細胞在氣道表面的黏附力,趨化嗜酸性粒細胞釋放白三烯(LTS)、血小板活化因子(PAF)、前列腺素(PG)等炎性介質(zhì),加劇炎癥反應,導致組織損傷[18]。同時還可刺激氣道平滑肌,產(chǎn)生調(diào)節(jié)激活正常T細胞表達和分泌IL-8,加劇炎癥反應?？筎NF-α抗體明顯減輕肺組織炎癥反應,支氣管肺泡灌洗液中的嗜酸性粒細胞、淋巴細胞、巨噬細胞、中性粒細胞較無關(guān)抗體處理組大幅度下降,同時也降低了肺內(nèi)Eotaxin水平[18]。目前最具潛力的是可口服給藥的TNF-α轉(zhuǎn)化酶抑制劑。

3.5 IL-10

IL-10具有很強抗炎作用的細胞因子,由單核巨噬細胞、Th2產(chǎn)生,能抑制多種炎性介質(zhì)的合成,下調(diào)肥大細胞表面IgE高親和力受體的表達,抑制肥大細胞激活和嗜酸性粒細胞的活性,調(diào)整IL-4誘導的B細胞活性。小鼠實驗證明,抗炎細胞因子,尤其是IL-10,具有潛在的緩解哮喘氣道炎癥的能力[19]。IL-10還可抑制Th2細胞反應和促進IgE向IgG4轉(zhuǎn)換,減輕氣道的炎癥和對抗原的敏感性。用基因工程開發(fā)IL-10的選擇性免疫調(diào)節(jié)劑,找到IL-10免疫活化和免疫抑制作用的平衡點,是有效治療哮喘的研究與發(fā)展方向。

3.6 IL-12

IL-12由單核細胞、巨噬細胞、樹突狀細胞(DC)和其他抗原提成細胞(APC)分泌。誘導Th1細胞分化和功能的產(chǎn)生,增加Th1細胞因子INF-γ的表達,抑制Th2細胞因子IL-4、IL-5、IL-13的產(chǎn)生,維持Th1/Th2平衡。K.Kuribayashi等[20]研究發(fā)現(xiàn)腹腔注射重組IL-12能抑制抗原誘發(fā)的小鼠氣道炎癥和氣道高反應性,限制嗜酸性粒細胞向氣道內(nèi)浸潤、激活和減輕氣道高反應性,降低肺組織IL-4、IL-13和IgE水平。雖然臨床研究顯示外源性IL-12治療哮喘會伴有嚴重細胞因子毒性作用,但隨著用藥方式的更新,IL-12可能會成為新一代的抗哮喘藥物。

3.7 INF-γ

INF-γ來源于Th1細胞,能促進Th1細胞分化,抑制Th2細胞表型的分化和功能,減少IgE產(chǎn)生及炎癥介質(zhì)釋放。動物實驗表明,霧化吸入IFN-γ后,可明顯抑制IL-4誘導的小鼠B細胞增殖,抑制氣道高反應性和嗜酸性粒細胞浸潤。對于嚴重、長期口服糖皮質(zhì)激素的患者,IFN-γ還可以改善患者肺功能,減少激素用量和夜間哮喘發(fā)作[21]。

4 抗IgE單克隆抗體

IgE是哮喘發(fā)病的關(guān)鍵環(huán)節(jié),總IgE水平對判斷哮喘病情進展有著十分重要的價值[22]。目前用于臨床的人源化重組IgE單克隆抗體奧馬珠單抗(Omalizumab),主要用于治療成人和青少年中-重度持續(xù)性哮喘。奧馬珠單抗通過與血清游離IgE特異性結(jié)合,阻斷IgE與其相應受體結(jié)合,同時下調(diào)效應細胞(肥大細胞、嗜堿性粒細胞等)表面高親和力IgE受體密度,抑制B淋巴細胞合成IgE,導致肥大細胞和嗜堿性粒細胞活性下降,阻止了IgE介導的炎癥反應。W.Kamin等[23]研究兒童過敏性疾病長期使用奧馬珠單抗是安全和可耐受的。但奧馬珠單抗價格昂貴,只能作為哮喘的二線治療,從藥物經(jīng)濟學考慮[24]推薦適用于重度過敏性哮喘及需使用大劑量糖皮質(zhì)激素的難治性過敏性哮喘。常見不良反應包括注射部位反應、上呼吸道感染、蕁麻疹、頭痛和喉炎等。

5 結(jié)語

近年來由于人們對哮喘發(fā)病免疫學機制認識的不斷加深,除了傳統(tǒng)的抗炎藥物和支氣管擴張藥物外,免疫治療是病因治療,著眼于哮喘發(fā)病的起始階段。隨著抗原制劑標準化和給藥方法的改進,SIT在哮喘治療方面的作用越來越明顯。細胞因子和基因治療已取得一些進展,免疫反應過程中的多靶點治療將為今后哮喘治療提供更多的研究方向。

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