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对上皮预警素等关键靶点的深入探索,推动重度哮喘的治疗与管理迈入“上皮时代”。
气道上皮是抵御环境有害因素的第一道防线[1]。当上皮屏障因过敏原、病原体等侵袭而受损时,上皮细胞会释放一系列上皮预警素,启动并放大下游炎症反应,驱动哮喘发生与发展[2,3]。靶向炎症源头,恢复“上皮健康”,为优化重度哮喘的临床管理提供了崭新的破局思路。本文将从“上皮健康”的理念出发,系统阐述上皮细胞因子驱动气道炎症的机制脉络,并介绍当前不同靶点生物制剂治疗重度哮喘的研究进展,以期为临床实践提供参考。
上皮健康:维持气道内环境稳态的基石
气道上皮构成了连接上、下气道的连续屏障,也是重要的免疫器官。“上皮健康”是指气道上皮在结构完整性和功能平衡上达到理想状态,这一状态的维持有赖于屏障完整性、黏液纤毛稳态与免疫应答的平衡三大核心要点[4-10]。
图1:维持“上皮健康”的三大核心要点
屏障完整性:健康的上皮通过紧密连接的细胞构成屏障,阻挡过敏原、病原体和污染物入侵,还能分泌蛋白酶抑制剂、抗菌肽等抗菌物质发挥化学防御作用[4,5]。
黏液纤毛稳态:“黏液-纤毛清除系统”是气道的主要防御机制之一,即通过黏液分泌和纤毛运动清除气道内的病原体和异物[6]。上皮健康受损,可能导致黏液过度分泌或性质改变,从而影响气道清除功能[7]。
免疫应答平衡:健康的上皮可通过免疫激活与免疫抑制的动态调控维持呼吸道免疫稳态[4,8]。上皮免疫信号过度活跃或失调,均会导致慢性炎症和组织损伤[9,10]。
完整的上皮屏障、黏液纤毛系统和免疫应答三方面的协同作用,构成了健康上皮抵御外界侵害的基础。当上皮健康受损时,气道将发生什么样的变化?近年来,对上皮预警素的深入研究,揭示了这些信号分子在哮喘发病机制中的关键作用,也为创新靶向药物的研发奠定了理论基础。
上皮预警素:哮喘气道炎症的上游调控枢纽
气道上皮遭遇过敏原、病毒感染或环境污染物侵袭后,出现上皮损伤或免疫细胞激活,引起屏障功能障碍,进而导致上皮细胞释放胸腺基质淋巴细胞生成素(TSLP)、白介素(IL)-33、IL-25等上皮预警素[3,11,12]。上皮预警素位于哮喘炎症级联反应的“源头”,可通过活化树突状细胞、2型固有淋巴细胞(ILC2)等免疫细胞,激活固有免疫和适应性免疫,构建多级炎症放大网络,诱导炎症反应[2,3]。
TSLP
TSLP是哮喘炎症级联反应的上游关键启动因子,在2型和非2型炎症中均发挥重要的调节作用。
在2型炎症中,TSLP通过促进树突状细胞向初始T细胞抗原呈递,加速初始T细胞向Th2细胞的分化并产生IL-4等细胞因子,诱导B细胞合成并释放IgE,进而激活肥大细胞脱颗粒,诱导过敏性炎症[13];TSLP还能通过激活ILC2细胞和Th2细胞产生IL-5和IL-13,导致嗜酸性粒细胞(EOS)增多、呼出气一氧化氮(FeNO)产生、黏液高分泌和气道高反应性。此外,TSLP还能直接作用于EOS,促进其存活并向气道组织募集[13,14]。
在非2型炎症中,TSLP通过树突状细胞诱导初始T细胞向Th17细胞的分化,产生IL-17A,诱导中性粒细胞性炎症[15,16]。
IL-33
IL-33主要由气道上皮细胞、内皮细胞分泌[3],同样参与了2型炎症与非2型炎症的级联反应。
在2型炎症中,IL-33通过刺激分化后的Th2细胞,促进下游炎症因子表达[17]。IL-33还可与TSLP或IL-25协同,增强ILC2s的存活与活化,并诱导IL-5和IL-13的产生[18]。
在非2型炎症中,IL-33可以与IL-12协同,促进CD8+T细胞和NK细胞产生IFN-γ,从而促进T1型炎症[19]。IL-33还可直接与中性粒细胞表面ST2受体结合,促进非2型细胞因子的释放[20]。
IL-25
IL-25主要来源于簇状细胞,其靶细胞集中于2型炎症通路,包括ILC2s、Th2细胞[3],可通过辅助TSLP增强2型炎症[21],并通过与TSLP或IL-33协同增强ILC2存活能力,放大炎症反应[18]。
三种上皮预警素在功能上既有分工又有协同,被激活的炎症细胞会反向作用于上皮细胞,造成气道上皮进一步损伤和结构破坏,形成“损伤-炎症-再损伤”的恶性循环[22-24]。因此,即便初始刺激已消除,气道炎症仍可自我维持并持续进展。
从下游到上游:多靶点生物制剂共建重度哮喘靶向治疗新生态
基础研究的深入探索与丰硕成果,推动重度哮喘的靶向治疗迈向“上皮时代”。当前,作用于炎症级联不同层级的生物制剂已相继问世,从靶向下游效应分子到靶向上游预警素,临床医生拥有了更为丰富的治疗选择,形成了“上下游覆盖、多靶点选择”的治疗新生态。
靶向下游效应分子
靶向下游通路的生物制剂已在重度哮喘治疗中积累了充分的证据:
抗IgE单抗(奥马珠单抗)通过结合游离IgE阻断过敏级联反应,在稳定激素治疗阶段,较安慰剂组显著减少重度过敏性哮喘患者的哮喘发作次数(P=0.006)[25,26]。
抗IL-4Rα单抗(度普利尤单抗)可以同时阻断IL-4和IL-13信号通路,抑制气道炎症[25]。在Ⅲ期QUEST研究中,接受治疗52周后,年化重度急性发作率较安慰剂组降低47.7%(P<0.001)[27]。
抗IL-5单抗(美泊利珠单抗)通过阻断IL-5信号通路,控制EOS介导的炎症[25]。在Ⅲ期DREAM研究中,治疗至第52周,美泊利珠单抗组具有临床意义的哮喘急性发作率较安慰剂组降低65%(P<0.001)[28]。
抗IL-5Rα单抗(本瑞利珠单抗)通过与EOS表面的IL-5Rα结合以及NK细胞介导的抗体依赖性细胞毒作用(ADCC)诱导EOS凋亡[25]。在亚洲Ⅲ期临床试验MIRACLE研究中,与安慰剂组相比,本瑞利珠单抗年化急性发作率(AAER)降低74%(P<0.0001)[29]。
这些靶向下游通路的生物制剂通过阻断IL-5、IL-4/IL-13等效应细胞因子,精准干预已形成的炎症效应,为特定炎症内型患者提供了精准治疗手段。
靶向上游预警素
特泽利尤单抗是全球首个获批上市的抗TSLP单抗,其临床疗效已在多项临床试验中得到证实[30-32]。
NAVIGATOR研究结果显示,与安慰剂组相比,特泽利尤单抗治疗52周可显著降低重度哮喘患者的急性发作率(P<0.001),且无论患者基线外周血EOS计数、FeNO水平或过敏状态如何,特泽利尤单抗在减少急性发作方面均优于安慰剂[30]。
针对亚太地区患者的Ⅲ期DIRECTION研究表明,与安慰剂组相比,特泽利尤单抗可降低急性发作率74%(RR: 0.26, 95%CI: 0.17-0.39,P<0.001),中国亚组患者降幅高达80%(RR=0.20,95% CI:0.12-0.33)。同时,特泽利尤单抗达到研究的所有关键次要终点,肺功能较安慰剂组改善,在总体队列与中国亚组中,特泽利尤单抗使用支气管扩张剂前的第1秒用力呼气容积(pre-BD FEV1)分别较基线提升350mL与380mL,且安全性及耐受性良好[31,32]。
图2:相较于安慰剂组,特泽利尤单抗组AAER降幅更大
图3:在总体队列与中国亚组中,特泽利尤单抗组pre-BD FEV1较基线分别提升350mL与380mL
CASCADE研究的探索性分析利用CT成像评估气道黏液栓变化,结果显示特泽利尤单抗治疗28周后,37.8%的患者从黏液栓状态转为无黏液栓状态,高于安慰剂组的13.3% [33]。
图4:重度哮喘患者接受治疗前后的黏液栓评分变化
注:EOT为治疗结束
小结
气道上皮不仅是抵御环境有害物质的物理屏障,也是气道免疫稳态的协调者和炎症级联反应的启动者。“上皮健康”的维持,关键在于屏障完整性、黏液纤毛稳态与免疫应答平衡。由上皮细胞释放的TSLP、IL-33、IL-25等预警素,可启动炎症级联反应,形成“损伤-炎症-再损伤”的恶性循环,驱动哮喘持续进展。这一认识推动了哮喘治疗策略从下游效应分子的精准拦截,向源头预警素干预的战略升级。
在靶向上游的生物制剂中,抗TSLP单抗疗效不受生物标志物水平限制,与安慰剂相比在减少重度哮喘患者的急性发作、改善肺功能以及清除气道黏液栓方面均显示出获益。与此同时,靶向下游IL-5、IL-4/IL-13等通路的生物制剂也为特定炎症内型患者提供了治疗选择。展望未来,随着靶向药物的持续研究和“上皮健康”理念的深入践行,重度哮喘的精准管理有望迈上新台阶,最终转化为患者长期预后的实质性改善。
研究简介26:一项Ⅲ期、双盲、安慰剂对照试验,共纳入525名需要每日吸入激素的重度过敏性哮喘患者。
研究简介27:一项为期52周、随机、双盲、安慰剂对照的全球多中心临床试验,共纳入1902例重度哮喘患者。
研究简介28:一项Ⅲ期、多中心、随机、安慰剂对照、双盲、平行组研究,共纳入300例重度哮喘患者。
研究简介29:一项为期48周、随机、双盲、安慰剂对照研究,共纳入亚洲79个中心695例重度哮喘患者。
研究简介30:一项为期5周、全球、多中心、随机、双盲、安慰剂对照Ⅲ期临床试验,共纳入1061例成人重度未控制哮喘患者。
研究简介31/32:一项为期52周、多中心、随机、双盲、安慰剂对照Ⅲ期临床试验,共亚太地区纳入400例成人重度未控制哮喘患者(中国患者占77%)。
研究简介33:一项为期28周、随机、双盲、安慰剂对照的Ⅱ期探索性研究,共纳入116例成人重度未控制哮喘患者。
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