白三烯受体拮抗剂在支气管哮喘中的应用前景

中华结核和呼吸感染 1999年第6期第22卷 综述

作者：王曾礼

单位：610041 成都，华西医科大学附属第一医院呼吸内科

　　支气管哮喘(哮喘)时气道阻塞的机制与气道平滑肌收缩，血管渗漏所致粘膜水肿、粘液分泌增加及以嗜酸细胞为主导的炎症细胞浸润等引起的支气管痉挛有关^［1］，多种炎性介质如组胺、白三烯(LTs)、血栓素、前列腺素、血小板激活因子(PAF)、趋化因子、腺苷及缓激肽等，参与上、下气道的炎症反应^［2］。近年来随着LTs在哮喘气道高反应性中的作用逐渐被认识，以及LTs受体部位被确认，白三烯受体拮抗剂(LTRA)与LTs合成抑制剂在防治哮喘中的地位引起关注。自从第一个白三烯D₄(LTD₄)受体拮抗剂异丁司特(ibudilast, ketas)于1989年在临床应用以来，LTRA的开发研究十分活跃。1996年新一代LTRA zafirlukast(商品名，安可来)作为抗哮喘、抗炎及抗过敏药物在国外上市，并已有一定临床应用经验。有关此类具有拮抗LTs作用的药物，被称为当前哮喘治疗的新发展^［3］或可能是一种新趋势^［4］。

　　一、白三烯在哮喘发病中的作用

　　LTs的代谢途径与生化作用不再赘述。代谢的关键性中间产物为白三烯A₄（LTA₄），其它白三烯均由其进一步合成。LTA₄水解酶是一种含锌的金属蛋白酶，具有内在的氨基肽酶活性。与氨基酸肽酶N家族酶有明显的同源性。LTA₄酶活性可被含金属的水解酶抑制剂如bestatin所抑制。LTA₄很不稳定，经LTA₄水解酶作用水解为二羟酸白三烯B₄（LTB₄）或在白三烯T₄（LTC₄）水解酶作用下与谷胱甘肽结合形成肽白三烯LTC₄。LTC₄合成酶是一种18000的膜蛋白，已被克隆。根据其氨基酸序列表明，与谷胱甘肽S转移酶并无显著的同源性，但与5-脂氧酶活化蛋白(FLAP)有相同的氨基酸。研究表明，MK886是一种FLAP抑制剂可明显抑制LTC₄合成酶的活性。通过α谷氨酰转肽酶的作用，LTC₄转化为LTD₄，后者在脱肽酶作用下，进一步代谢为半胱氨酸衍生物白三烯E₄(LTE₄)。LTE₄是尿液中一种重要的代谢物，可用以监测人类白三烯的产生及评估哮喘的病情程度^［5］。

　　现已确认LTs在炎症反应、气道高反应性及支气管痉挛过程中起重要作用，且亦证实LTs与上气道疾病时的过敏性症状及体征密切相关。豚草过敏者经鼻内滴入抗原激发后，LTC₄、LTD₄及LTE₄的释出与其临床症状相平行^［1］，具有特异体质的过敏者经过敏原激发后，其鼻腔分泌液中LTC₄及LTD₄水平增加，在导致鼻过敏反应时，LTs的作用较组胺约强1 000倍。一组阿司匹林敏感哮喘患者的研究表明，在接触阿司匹林过程中，其鼻分泌液中LTC₄及组胺水平增加，而LTB₄并不增加。哮喘及过敏性鼻炎者的嗜酸细胞较正常人能释出更多的LTC₄^［6］。

　　哮喘早期的气道反应性增高与IgE介导的肺细胞脱颗粒所释出的支气管痉挛介质［LTs、前列腺素D₂（PGD₂）、血栓素A₂及组胺］有关。经支气管过敏原激发受试者的支气管肺泡灌洗液(BALF)中LTC₄、PGD₂、血栓素B₂(TXB₂)及组胺水平增加，尿中LTE₄及TXB₂亦增加，哮喘迟发阶段的炎症反应包括气道血管周围水肿、粘液栓、嗜酸细胞及其它炎性细胞如嗜中性粒细胞与单核细胞在气道中浸润等，亦与此类细胞释放LTs有关^［6］。

　　哮喘患者与健康志愿者相比，其白细胞产生LTB₄及LTC₄的能力要高3～5倍。哮喘患者经过敏原激发、阿司匹林哮喘、夜间哮喘及运动性哮喘者，尿LTE₄排泄增加，并发现尿LTE₄的增加明显与支气管痉挛的程度呈正相关^［5］。

　　Holroyde等报道吸入LTC₄及LTD₄对气道的影响，证实此类介质可引起正常人的支气管痉挛^［3］。随后亦发现吸入LTC₄及LTD₄对于正常人或哮喘患者，均具有强烈的支气管收缩作用。LTD₄引起气道平滑肌收缩的作用较组胺强1 000倍，维持时间亦长，LTE₄的作用较弱。LTD₄及LTE₄发挥作用的起效时间为4～6分钟，而LTC₄则需10～20分钟。

　　哮喘患者吸入LTs后的气道反应性较健康志愿者明显增高，此种气道高反应性多为非特异性，若对吸入组胺呈高反应性，则吸入其它支气管收缩性介质如乙酰甲胆碱、PGD₂、前列腺素F₂α(PGF₂α₂)，甚至运动等，亦呈高反应性。但气道反应性与吸入组胺、乙酰甲胆碱或LTC₄、LTD₄之间的关系则复杂，在正常人引起支气管收缩方面，LTC₄及LTD₄引起支气管收缩所需浓度的剂量比率较低，提示哮喘患者本身对吸入LTs的反应即已增强，乃因其气道内已存在内原性白三烯^［1］。

　　过敏性哮喘患者的T细胞衍化促炎性细胞因子可以刺激支气管内LTs的释出。白细胞介素3(IL-3)、IL-4、IL-5、粒-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)在加强过敏性炎症反应中的作用至关重要，乃因其可增加嗜碱细胞、嗜酸细胞及嗜中性粒细胞释放LTC₄。趋化性是炎性细胞从循环中游移至炎症部位的一个重要步骤。LTB₄主要由嗜中性粒细胞产生，其作用之一是嗜中性粒细胞趋化性，而对嗜酸细胞的趋化吸引性则较弱。过敏原激发后，BALF中嗜中性及嗜酸细胞数均增加。哮喘患者吸入LTE₄后，促使嗜酸细胞游移至气道。其它介质的趋化吸引力可能较LTB₄更为重要，但LTB₄在哮喘发病中的作用尚未阐明^［7］。

　　近期动物及人的研究均已显示LTs促使嗜酸细胞内流入气道。豚鼠经LTC₄或卵蛋白致敏后，嗜酸细胞被募集入肺。豚鼠单次吸入LTD₄后，肺组织中嗜酸细胞明显聚集，在BALF中嗜酸细胞增多，可持续至激发后4周，一组4例哮喘患者支气管粘膜活检标本证实，吸入LTE₄后期嗜酸细胞数目明显增加^［8］。

　　实验表明，LTs增加气道血管通透性导致水肿。皮内注射LTC₄、LTD₄及LTE₄亦可产生风团与潮红反应。LTs在粘液分泌过度、粘液腺体肥大、细胞碎屑积聚及形成炎性粘液栓等方面具有作用。LTC₄及LTD₄刺激粘液的释出，免疫组化技术显示，气溶胶吸入LTD₄通过受体介导机制而增加豚鼠气道中粘液的上皮分泌，该作用可被LTRA所阻断。LTC₄亦增加猫气管中粘蛋白释出。相反，气溶胶吸入LTD₄可减慢羊气道中粘液的转输，或削弱人呼吸道纤毛的活动^［7］。

　　二、白三烯受体及其拮抗剂

　　LT受体位于气道平滑肌细胞及其它类型细胞的血浆膜部分，人气道平滑肌受体可介导由LTC₄、LTD₄及LTE₄所致收缩反应。虽已报道LTC₄有单独的结合位点，但至今尚未充分证明LTE₄受体的存在^［7］。已经表明一种LTRA足以拮抗所有三种LTs的支气管收缩作用，不同LT受体亚型的存在，具有组织特异性，例如大多数LTRAs并不能拮抗LTD₄所致的人肺静脉收缩，但该反应却可被Bay x9773所阻抑，后者是迄至目前唯一的一种能对各种LT受体发挥相互作用的LTRA^［3］。结合试验显示，在豚鼠肺中存在两种LTD₄亚型。LT受体在肺中的分布亦有种属差异，人的支气管平滑肌仅有一种受体，而豚鼠气道则有LTC₄及LTD₄两种明显不同的受体^［9］。

　　放射配基实验证明，LTD₄与多种属肺组织匀浆呈特异性、可饱和性、可逆性结合，且广泛分布于肺内。LTD₄引起豚鼠肺条收缩与其特异性结合密切相关。豚鼠肺［³H］LTD₄与其位点结合物的分子量约240～500 000，LTD₄受体对胰蛋白酶、糜蛋白酶等均敏感，是一种糖蛋白受体。在人的气道内，多种LT均通过LTD₄受体发挥作用。LTD₄受体是一种G蛋白偶联的受体，在气道内LTD₄与受体结合，经磷脂酶C途径激活，分解磷脂酰二磷酸肌醇(PIP₂)生成甘油二酯(DAG)及三磷酸肌醇(IP₃)，后者引起钙动员，而DAG激活蛋白激酶C(PKC)，激活受体操纵的钙通道(ROCC)，协同增加细胞内钙离子浓度，导致平滑肌收缩。LTC₄受体亦在豚鼠肺、大鼠肺及胎儿肺中广泛存在。一般认为在豚鼠肺中存在LTC₄及LTD₄受体，其中LTC₄受体信号的传导机制尚未明确，可能是通过钙离子门控作用而发挥效应。有人发现LTC₄引起的平滑肌收缩与其特异性结合能力并不完全相关，认为除了一小部分位点是受体外，其余的可能为立体结构的非受体位点。因此LTC₄可能通过以下作用方式在肺内产生与LTD₄相似的效应：(1)直接与LTC₄受体结合；(2)直接与LTD₄受体结合；(3)先转变为LTD₄后再与受体结合。在人肺内LTC₄先转化为LTD₄后再发挥作用。实验显示，LTE₄能提高离体豚鼠气管及哮喘患者对组胺的反应性。

　　FPL-55712 (商品名，齐留通)是一种最早应用的LTRA，已广泛用于研究LTs的药理学特性。但因其口服生物利用度差、血浆半衰期短及缺乏选择性，故其临床使用受到限制。但自FPL-55712问世后，陆续有多种LTRAs被引起注意。Hay将其分为：第一代LTRAs如L-649923及LY171883，作用不强，选择性差；第二代LTRAs如MK0571，MK0476、SKF104353等，大多已有比较充分的临床前应用经验，作用较强，选择性高。通过第二代LTRAs用于实验性哮喘的研究，进一步证明LTs在哮喘发病中的作用，并展示LTRAs在哮喘治疗中的广阔前景^［7］。目前有三种第二代LTRAs已经或正在世界范围内进行临床验证：(1)pranlukast(SB205312/ONO-1078)，最早出现于商品市场(日本小野公司)，在美国亦已完成三期临床；(2)zafirlukast (ICI204219，accolate，英国Zeneca公司)；第一个在西方国家上市的LTRAs，据称亦是在美国20年来第一个被批准的新类型哮喘药。(3)montelukast(MK-476，singulair，美国Merk公司)作为一种长效制剂，睡前服用10 mg，即能充分发挥平喘效果，已引起广泛兴趣。

　　研究证实，新型LTRA zafirlukast对吸入过敏原后的速发及迟发反应均有效，是一种理想的口服LTD₄受体拮抗剂。使用单次剂量，即可明显减弱由吸入过敏原诱发的支气管收缩，其标准是根据一秒钟用力呼气容积(FEV₁)的最大下降值及剂量反应曲线下的面积而定，并可抑制由过敏原激发所致的非特异性气道反应性增高。单次剂量对正常人的拮抗效应可维持24小时，而无明显不良反应。哮喘患者在LTD₄的激发前12小时给zafirlukast，可提高LTD₄的激发浓度，并证实zafirlukast的血浆水平与其保护作用密切相关^［10］。6例哮喘患者在LTD₄激发前接受zafirlukast(40或80 mg)及安慰剂交叉试验，结果显示治疗组PC₂₀FEV₁较安慰剂组增加3～4倍。研究亦表明zafirlukast可延缓哮喘患者的由运动诱发的支气管痉挛^［10］。171例轻、中度哮喘的多中心、双盲、安慰剂控制的研究显示，zafilukast 40 mg每日2次，治疗2周后，其夜间憋醒、晨喘、β₂激动剂的应用及增加呼气峰流速(PEFR)方面均有显著效果，疗效可维持达6周^［11］。

　　Roquet等^［12］发现zafirlukast较新一代抗组胺药loratadine(商品名，克敏能)更能有效控制哮喘早期症状，若将两者合用则可提高对早、晚期哮喘症状的控制，指出LTRAs与抗组胺药联合，可代表一种治疗哮喘气道阻塞的新策略。

　　吸入糖皮质激素固然对大部分哮喘有较好疗效，但亦并非对每个人都有效，如需长期大剂量应用，仍有引起全身不良反应的顾虑，Larkin等^［13］认为哮喘时使用干扰炎症序贯性反应的药物值得重视，并认为LTRA zafirlukast组(患者均需用β₂激动剂)有89%以上的日子里无症状，且不需用β₂激动剂，98%以上的日子里无哮喘发作加剧。

　　已有2 800例哮喘患者服用zafirlukast，长期服用后的不良反应仅偶有轻度头痛及咽喉炎，但其发生频率与使用安慰剂组相似。Kemp等^［10］认为zafirlukast是一种新型通过在细胞水平阻抑气道中LTD₄受体而控制哮喘的药物，对于单独应用β₂激动剂无法控制症状的轻、中型哮喘患者尤为适宜。

　　pranlukast亦为口服、强效、选择性LTRA，最先在日本应用，并逐渐在世界范围内进行临床验证。pranlukast可延缓由传统的哮喘激发物如运动、阿司匹林、屋尘抗原及乙酰甲胆碱等引起的支气管痉挛，具有强力的抑制由吸入LTD₄所致支气管收缩作用。Barnes等^［14］分析总结了pranlukast单次以450 mg或每日2次连续5天的应用，认为pranlukast能有效地抑制LTD₄激发反应，除症状明显改善外，肺功能FEV₁及PEFR的好转亦相当显著。因此使用225～450 mg每日2次剂量，不仅能发挥临床疗效，且相当安全，疗效可持续36周以上。Oosaki等^［15］对中至重度的需要应用吸入皮质激素维持的哮喘患者使用pranlukast，经治疗4周，症状评分及PEFR等与未接受激素治疗的过敏性哮喘患者相比，并无明显改善。而另一种强力的、特异性LTRA montelukast(MK-0476)，则对于正在吸入应用糖皮质激素的气道阻塞患者的肺功能改善仍相当有效^{［16，17］}。近期(1998年)Reiss等^［18］及Leff等^［19］分别报道50个临床中心681例缓解期哮喘及110例中度及运动诱发型哮喘的随机双盲试验结果均显示，每日单剂量montelukast治疗可明显改善气道阻塞，无耐受性及反跳恶化，几乎没有任何不良反应，故治疗过程无中途退出者，研究并发现经montelukast治疗的哮喘患者血及痰液中嗜酸细胞显著降低，提示该LTRA的抗炎作用，并可明显减少糖皮质激素的应用^［20］。

　　参与哮喘发病的介质很多，但研究已充分证明，使用受体拮抗剂或合成抑制剂抑制LTs的作用，可改善哮喘症状及扩张气道，虽然LTRAs似较合成抑制剂在阻断哮喘迟发反应方面更有效，但众多的临床试验表明，该两类药在改善症状方面有相似的作用。

　　炎性介质拮抗剂由于其仅能拮抗一种或少数几种介质，因此平喘效果不确切，而LTRAs在哮喘治疗中由于其疗效迅速，有效缓解气道痉挛，改善血浆渗漏，降低气道高反应性，服用方便，耐受性好，无明显不良反应，对阿司匹林哮喘、运动性哮喘均有较好疗效；使慢性哮喘症状减轻，改善肺功能；与β₂激动剂及肾上腺皮质激素有协同作用等多种优点。尤其在减少糖皮质激素用量过程中，LTRAs有助于防止哮喘症状的加剧^［21］。1997年美国变态反应、哮喘及免疫学研究院、临床免疫学会、美国免疫学家联合会三方联席会议上公布的新版《国家哮喘教育和预防纲要(NAEPP)》已将LTRAs列入哮喘治疗用药，被认为可以代替吸入低剂量糖皮质激素来治疗轻度的持续哮喘患者^［22］，因此可以乐观地认为LTRAs是一种颇有应用前途的哮喘及过敏性鼻炎的治疗药物^{［23，24］}。

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　　收稿：1998-11-04　　修回：1999-01-21