类固醇低敏感型哮喘研究进展

中华结核和呼吸感染 1999年第12期第22卷 综述

作者：孙永昌 赵鸣武

单位：100083 北京医科大学第三医院呼吸科

　　根据全球哮喘创议和中华医学会呼吸学分会的定义，大多数哮喘属于发作性、轻度持续性或中度持续性。严重持续性或“难治性”哮喘仅占少数，但治疗却最为困难，是哮喘死亡的高危病例。其中部分病例对糖皮质类固醇（简称类固醇）治疗的反应性很低，被称为类固醇抵抗型哮喘；而另外一些病例只对较大剂量的类固醇起反应，被称为类固醇依赖型哮喘。考虑到所谓的类固醇抵抗并不是绝对的，而是反映了类固醇剂量-反应曲线的偏移（在体外表现为抑制淋巴细胞增殖所需的类固醇剂量增加）^［1］,因此在1996年召开的一次专题会议上^［2］，与会专家建议使用类固醇低敏感型（steroid insensitive, SI）哮喘这一术语，并建议将那些口服泼尼松40 mg/d (20 mg,2次/日) 7～14天后，一秒钟用力呼气容积占预计值百分比（FEV₁占预计值%） 改善不足15%的病例定义为SI哮喘^［2］。在此需指出的是，这部分病例并非对类固醇绝对不敏感，如果增加类固醇的剂量和(或)延长疗程，部分SI哮喘患者的临床反应可能会改善，但这样的剂量和疗程会引起较严重副作用，临床上并不足取。最近Chan等^［3］对青少年重度哮喘的临床研究发现， SI哮喘占其中的25%，是一个值得重视的课题。

　　一、类固醇抗炎机制研究进展

　　类固醇通过激活细胞内的类固醇受体（GR）,直接或间接地调节特定靶基因的转录。每个细胞内的类固醇反应基因在10～100个之间，但类固醇通过GR与转录因子的相互作用而对更多的基因产生影响。

　　GR被激活后形成二聚体，在细胞核内与位于类固醇反应基因上游启动子区的糖皮质类固醇反应元件（GRE）结合，诱导或抑制靶基因转录，从而调节蛋白质表达。GR还可与活化的转录因子结合，如促炎症转录因子活化蛋白1（AP-1）和核因子κB（NF-κB）都能与GR形成复合物，调节基因转录。然而，AP-1和NF-κB过度表达则会引起转录因子与GR的相互作用而干扰GR的功能，降低类固醇的反应性^［4］。在象哮喘这样的疾病中，NF-κB可能在慢性炎症的发生过程中起关键作用，也可能是类固醇作用的重要靶子。类固醇的作用机制除增加抑制蛋白I-κB的合成外，还通过NF-κB与GR之间的相互作用而抑制NF-κB^［5］。

　　类固醇可能是通过增加或减少基因转录，抑制炎症过程的多个方面而控制哮喘的。类固醇对基因转录的影响见表1^［6］。

表1　类固醇对基因转录的影响

　　二、SI哮喘发生机制研究进展

　　哮喘患者对类固醇治疗反应低下的原因很多见表2，其中有些原因可通过对病情进行仔细分析、制定针对性处理方案而得到解决^［7］，这部分病例不属于SI哮喘，临床上应予以鉴别。现将GR异常在SI哮喘发生机制中的意义作简要讨论。

表2　哮喘患者对类固醇治疗反应性低下的原因

　　1. 类固醇受体β（GR-β）： GR几乎表达于所有细胞类型，其密度约2 000～3 000个/细胞。气道上皮和支气管血管内皮均有高水平的GR表达。GR是超基因家族的一员，人和其它种属的GR已被克隆，由大约800 个氨基酸残基组成。目前已发现两种类型的GR，即正常的GR-α和变异片段GR-β，后者能与DNA结合，但不与类固醇结合，因此可能会通过干扰GR-α与DNA结合，而成为类固醇活性的抑制物^［8］。Leung等^［9］发现SI哮喘患者外周血单个核细胞（PBMC）中，免疫组化染色GR-β阳性细胞数显著高于类固醇敏感型哮喘患者和正常人。IL-2和IL-4可诱导正常人的PBMC体外达GR-β，而SI哮喘患者的PBMC在无IL-2和IL-4的培养基中孵育后，GR-β则恢复到正常水平。这说明细胞因子诱导的GR-β表达直接参与了慢性哮喘之类固醇抵抗的发生，提示尽早应用类固醇控制免疫活化和炎症，对维持类固醇治疗的反应性是至关重要的。

　　2.转录因子与GR的相互作用：Lane等^［10］研究发现，SI哮喘患者PBMC中AP-1增加，GR与DNA结合减少；与类固醇敏感型哮喘患者和正常人相比，AP-1转录率、mRNA表达和蛋白质水平在基础条件下和佛波酯刺激后均显著增高。佛波酯刺激可使PBMC由类固醇敏感型转化为不敏感型，其机制与AP-1和GR直接的蛋白质-蛋白质相互作用有关。这提示AP-1活化后与GR结合，阻止类固醇的抗炎作用。

　　促炎症细胞因子IL-1β、IL-6和TNF-α在人肺中可活化AP-1和NF-κB。由于这些细胞因子都可在哮喘炎症中分泌，提示这些转录因子有可能在哮喘患者的气道细胞中被活化，然后与活化的GR形成蛋白质-蛋白质复合物，减少有效GR数目，降低对类固醇的反应性。由此推测，随着哮喘炎症强度增加，类固醇反应性亦愈低下，因而使全身应用的类固醇亦不能控制哮喘急性加剧。然而，一旦用大剂量类固醇将炎症控制住，类固醇反应性重新恢复，此时只需较低剂量的吸入或口服类固醇即可控制哮喘炎症。炎症刺激通过细胞因子导致AP-1活化增加，这可解释为什么在炎症部位存在类固醇抵抗，而类固醇对骨和中枢神经系统的作用却不受影响，也可以解释为什么类固醇的抗哮喘作用降低而其副作用却依然发生。

　　3.GR下调节：类固醇可在哮喘患者诱导GR表达下调节^［11］。目前尚不明确局部吸入高浓度类固醇是否也会减少气道表面细胞如上皮细胞的GR表达。最近一项研究发现，长期口服类固醇对气道上皮细胞的GR表达并无影响^［12］，结果有待进一步研究证实。

　　4. β₂激动剂的影响：高浓度β₂激动剂通过增加cAMP水平而活化大鼠和人肺及炎症细胞中的转录因子cAMP-反应元件（CREB），CREB与GR形成复合物而减少GR与GRE结合^［13］。这提示高浓度的β₂激动剂可能会诱导类固醇抵抗。Wong等^［14］也发现吸入类固醇可阻断变应原引起的气道反应，但同时用大剂量吸入β₂激动剂处理，类固醇的保护作用则显著降低，说明大剂量β₂激动剂可能会干扰吸入类固醇的抗哮喘作用。一些应用大剂量吸入β₂激动剂的哮喘患者有可能发生某种程度的类固醇抵抗，这种抵抗现象需增加吸入或口服类固醇剂量才能克服。此外，减少吸入β₂激动剂的剂量也可能恢复类固醇的反应性。

　　二、SI哮喘的治疗对策及研究方向

　　SI哮喘的治疗原则包括：检查有无伴发疾病，如鼻窦炎或胃食道反流；控制环境因素；用肺量计或峰速仪监测肺功能；每次就诊时检查吸入药物技术；用长效β₂激动剂或茶碱控制夜间发作；加大吸入类固醇的剂量；评估使用新的吸入类固醇，如布地奈德、氟地可松(Fluticasone)；考虑试用白三烯拮抗剂或白三烯合成抑制剂；改变口服类固醇疗法，如用甲基泼尼松龙代替泼尼松、分次给药、下午3时给药等；最后可考虑试用其它抗炎或免疫调节剂，如大环内酯类抗生素、环孢菌素A、甲氨喋呤和金制剂等。

　　新的治疗途径有以下几个方面：

　　1.免疫调节剂：环孢菌素A和甲氨喋呤等免疫调节剂曾被用于治疗SI哮喘，但尚无证据表明它们确有临床疗效，而且副作用较多。少数研究发现，这类药物并不能缓解气道炎症，也不能改变气道反应性。这些初步观察结果尚需设计合理、病例较多的临床研究进一步评估。

　　2.白三烯抑制剂或拮抗剂：研究发现即使大剂量的类固醇也不能抑制哮喘中白三烯的产生^［15］，提示抗白三烯制剂可能对吸入类固醇不能控制的哮喘有益。但目前尚未进行这方面的试验，也不清楚抗白三烯制剂能否防止严重哮喘发作。最近，Wenzel等^［16］发现，严重类固醇依赖性哮喘患者存在持续性气道炎症，与中度持续性哮喘比较，炎症细胞以中性粒细胞为主，仅有少量嗜酸细胞增生；血栓素和白三烯B₄水平也显著高于正常人和中度哮喘患者。结果提示白三烯合成抑制剂或拮抗剂可能对这类病例有益。

　　3.转录因子抑制剂：NF-κB在介导类固醇的抗炎作用方面起重要作用，目前NF-κB抑制剂正在开发中。SI哮喘与AP-1活化异常密切相关，因此干扰这一途径的药物如JNK(c-Jun氨基末端激酶)抑制剂也许有治疗价值。

　　参考文献

　　1　孙永昌，罗慰慈，朱元珏.糖皮质激素抵抗型哮喘的免疫学研究.中华结核和呼吸杂志，1997，20:12-15.

　　2　 Lee TH, Brattsand R, Leung DYM. Corticosteroid action and resistance in asthma. Am J Respir Cell Mol Biol,1996,154 Suppl:1-79.

　　3　 Chan MTS, Leung DYM, Szefler SJ, et al. Difficult-to-control asthma: Clinical characteristics of steroid-insensitive asthma. J Allergy Clin Immunol,1998,101:594-601.

　　4　 Adcock IM, Lane SJ, Brown CR, et al. Differences in binding of glucocorticoid receptor to DNA in steroid-resistant asthma. J Immunol,1995,154:3500-3505.

　　5　 Barnes PJ, Karin M. Nuclear factor-κB: a pivotal transcription factor in chronic inflammatory diseases. N Engl J Med,1997,336:1066-1071.

　　6　 Barnes PJ. Steroid resistance and fatal asthma. Lung Biology in Health and Disease,1998,115:275-306.

　　7　 Szefler SJ, Leung DYM. Glucocorticoid-resistant asthma: pathogenesis and clinical implications for management. Eur Respir J,1997,10:1640-1647.

　　8　 Bamberger CM, Bamberger AM, De Castr M, et al. Glucocorticoid receptor b, a potential endogenous inhibitor of glucocorticoid action in humans. J Clin Invest,1995,95:2435-2441.

　　9　 Leung DYM, Hamid Q, Vottero A, et al. Association of glucocorticoid insensitivity with increased expression of glucocorticoid receptor B. J Exp Med,1997,186:1567-1574.

　　10　 Lane SJ, Adcock IM, Richards D, et al. Glucocorticoid-resistant asthma(GR) is associated with increased phorbol ester-induced (AP-1) c-fos transformation in peripheral mononuclear cells(PBMC). Am J Respir Crit Care Med,1998,157:874.

　　11　 Vachier I, Roux P, Chanez J, et al. Glucocorticoids induced down- regulation of glucocorticoid receptor mRNA GR expression in asthma. Clin Exp Immunol,1996,103:311-315.

　　12　Vachier I, Chiappara G, Vignola AM, et al. Glucocorticoid receptors in bromchial epithelial cells in asthma. Am J Respir Crit Care Med, 1998, 158:963-970.

　　13　 Stevens DA, Barnes PJ, Adcock IM, et al. β-agonists inhibit DNA binding of glucocorticoid receptor in human pulmonary and bronchial epithelial cells. AM J Respir Crit Care Med, 1995,151:195.

　　14　 Wong CS, Wanedna I, Pavord ID, et al. Effect of regular terbutaline and budesonide on bronchial reactivity to allergen challenge. Am J Respir Crit Care Med, 1994,150:1268-1278.

　　15　 Dworski R, Fitzgerald GA, Oates JA, et al. Effect of oral prednisone on airway inflammatory mediators in atopic asthma. Am J Respir Crit Care Med, 1994,149:953-959.

　　16　 Wenzel SE, Szefler SJ, Leung DYM, et al. Bronchoscopic evaluation of severe persistent inflammation despite high dose glucocorticoids. Am J Respir Crit Care Med, 1997,156:737-744.

收稿:1999-02-01　　修回:1999-05-12