N-乙酰半胱氨酸在特发性肺间质纤维化治疗中的研究进展

佟晓娜，何瑾（1.云南省第三人民医院药剂科，昆明650011；.昆明医学院第一附属医院临床药学中心，昆明 650031）

特发性肺间质纤维化（Inrerstitial lung disease，IPF）是指原因不明的、进行性的以两肺间质纤维化伴蜂窝状改变为特征的疾病，并除外结缔组织病所致的肺间质纤维化[1]。临床主要表现为弥散性肺泡炎、肺泡单位结构紊乱和肺纤维化。IPF精确的发病率不详，1990－1994年有报道估计其发病率为每10万人中3～6例，且男性多于女性，发病年龄多在40～70岁，发病率随年龄增加而增加，其死亡率也随着年龄增加而增加，平均存活期为2～4年，5年生存率为30%～50%[2]。

目前认为IPF发病可分为3个过程。（1）肺泡炎：即抗原引起的免疫反应，激活肺泡巨噬细胞和肺泡细胞使其分泌和释放多种炎性细胞因子或介质，引起血液中炎症细胞向肺实质移行和募集。（2）肺损伤：炎症细胞引起肺上皮细胞损伤，细胞损伤产生的产物如氧自由基、蛋白水解酶等是造成肺损伤的最重要作用物质。（3）肺纤维化：纤维蛋白等渗出物不能从肺泡腔清除，成纤维细胞便移行复制，引起瘢痕形成，这一过程受到转化生长因子β（TGF-β）等许多因素的影响。

最早，由于人们认为IPF是由炎症引起的自身免疫反应，因此治疗上主要以糖皮质激素、免疫抑制剂等药物为主，但均不能取得令人满意的效果。随着对IPF研究的不断深入，人们发现IPF中肺损伤的持续存在可能与氧化物/抗氧化物以及蛋白酶/抗蛋白酶失衡有密切关系。因此抗氧化剂应用于IPF的治疗越来越受到许多学者的关注。

N-乙酰半胱氨酸（NAC）最先作为一种化痰药应用于临床，近几年随着科学研究的不断深入，发现NAC不仅具有化痰作用，同时还具有抗氧化等多种生物活性，其可作用于IPF发病机制的不同阶段，从而减少肺组织损伤，延缓肺功能下降。现介绍NAC在IPF治疗中的研究进展，为其临床广泛应用提供参考。

1 NAC应用于IPF的药理机制

1.1 NAC抑制IPF的炎性介质或细胞因子的释放

因为在IPF发病的起始阶段有免疫复合物及炎性介质的参与，最终造成肺的损伤和纤维化修复，而许多研究发现NAC可抑制IPF发病过程中炎性介质或细胞因子的释放。

赵亚滨等[3]为了探讨肺脏氧化-还原状态与肺脏炎症、肺纤维化的关系及NAC对肺纤维化的影响，利用博莱霉素致大鼠肺纤维化为动物模型，研究了NAC对肺纤维化不同阶段的影响，发现NAC能抑制博莱霉素诱导的P选择素、白细胞介素2（IL-2）、巨噬细胞炎症蛋白2（MIP-2）、细胞因子诱导的中性粒细胞趋化因子（CINC）以及巨噬细胞炎症蛋白1α（MIP-1α）的上调，从而抑制炎症反应及后期的肺纤维化形成，表明NAC具有一定的抗炎作用。有研究[4]NAC对支气管灌洗液的细胞表面表达IL-8、基质金属蛋白酶9、细胞间黏附分子（ICAM-1）等细胞因子的作用中发现，NAC可抑制支气管灌洗液的细胞表面表达IL-8、基质金属蛋白酶9、ICAM-1等细胞因子及炎性介质的表达，从而显示出其抗炎的作用。

大量的研究[5]还发现，NAC可明显减少流感病毒引起的核转录因子NF-κB和IL-8的释放，通过阻止NF-κB通路的激活而抑制转化生长因子（TGF-β1）、肿瘤坏死因子（TNF-α）等致纤维化因子从而抑制炎症反应，体外试验过程中还发现，NAC可减少支气管细菌数量，阻止细菌、病毒等在支气管壁的黏附，促进细菌、病毒的脱落，使其易于排出。

目前有许多研究和报道[6]均证实了NAC可干扰许多信号转导途径，从而在细胞凋亡、细胞生长和转移、抗炎应激方面具有重要的作用，并且NAC的抗炎作用有明显的高浓度依赖性，即高剂量的NAC（600 mg，每日3次）体外研究显示有抗炎作用，而低剂量的NAC则没有在研究过程中显示出抗炎作用。

1.2 NAC的抗氧化机制

最新的研究[7]表明，IPF患者的支气管肺泡灌洗液中过氧化物的水平明显高于正常人，且疾病活动期与其氧化产物浓度呈正相关，而NAC可以明显降低IPF患者支气管肺泡灌洗液中过氧化物的水平。

目前认为NAC主要通过2种机制来发挥其抗氧化功能：①NAC进入体内迅速脱去乙酰基变为半胱氨酸，后者是还原型谷胱甘肽（GSH）的前体，而GSH是细胞内重要的非酶类抗氧化物，能灭活活性氧，稳定细胞内膜结构，稳定细胞内的酶和蛋白质的功能。即通过补充细胞内GSH水平来增强抗氧化作用，这是NAC抗氧化作用的主要机制。②NAC本身可直接清除羟自由基（OH·）、过氧化氢（H2O2）及次氯酸（HClO）[8]。由于氧自由基、脂质过氧化在肝纤维化的形成和发展中同样起着重要作用，因此有研究[9]探讨了NAC对大鼠肝纤维化肝中氧化/抗氧化体系的影响。结果显示，经NAC干预后，GSH、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、维生素E水平增高，而氧自由基产生水平降低。表明NAC通过抗氧化作用，能有效降低细胞内脂质过氧化，促使组织内氧化/抗氧化体系的恢复，减轻肝纤维化，在氧化/抗氧化失衡导致的损伤中起着重要作用。

氧化剂可以使毒性氧自由基产生增加，诱导中性粒细胞释放蛋白酶，抑制抗蛋白酶系统，破坏肺弹力纤维。氧化剂还可氧化α1蛋白酶抑制因子（α1-AT）活性位点的蛋氨酸残基导致其活性下降，体外研究[10]也显示氧化剂能导致豚鼠的肺泡Ⅱ型上皮细胞和巨噬细胞抗弹性蛋白酶失活。表明NAC可减少血浆弹性蛋白酶水平，保护抗蛋白酶免被过氧化物灭活，维持蛋白酶/抗蛋白酶平衡。有研究[11]发现，NAC可通过抗氧化作用减少大鼠弹性蛋白酶引起的肺损伤。

1.3 NAC可抑制IPF中成纤维细胞向肌成纤维细胞转化

IPF的纤维化修复过程受到如TGF-β等多种因子的调控，而NAC可以通过抑制这些因子的活性从而发挥其抑制纤维化的作用。

TGF-β1是多种器官组织纤维化起始阶段的最重要的因子，也是细胞内氧化应激和信号转到的激活因子。研究[12～14]发现，TGF-β1可诱导人胚肺成纤维细胞向肌成纤维细胞转化，上调α-平滑肌肌动蛋白及胶原蛋白的表达引起纤维化，是IPF发病过程中重要的致纤维化因子。王峙等[15]采用TGF-β1诱导人胚肺成纤维细胞向肌成纤维细胞转化的方法建立体外模型，模拟人体内肺纤维化病理生理的部分过程，发现人胚肺成纤维细胞向肌成纤维细胞转化过程中，NAC可以抑制细胞羟脯氨酸和小平滑肌肌动蛋白的合成以及Ⅲ型胶原mRNA表达的增加。说明NAC可能通过抑制TGF-β1的活性，从而抑制α-平滑肌肌动蛋白的合成及胶原蛋白的表达，进一步抑制肺纤维化形成。Felton等[16]研究了NAC在TGF-β1诱导的大鼠肺间质上皮细胞转化中的作用，发现使用TGF-β1后细胞形态、大小均发生改变，同时细胞之间的信号联系消失，并出现成纤维细胞样的形态改变。使用NAC后，细胞的形态、大小和细胞之间的信号联系均未发生明显改变同时还阻止经TGF-β1诱导而出现的成纤维细胞样的形态改变，NAC同时也可减少α-平滑肌肌动蛋白的合成。该研究说明使用NAC可以抑制TGF-β1诱导的上皮细胞向肌成纤维细胞转化。

此外，NAC还能通过阻断细胞周期在G1期而抑制人成纤维细胞的增生从而在抑制胶原的合成中起一定作用，最终抑制了肺纤维化形成[17]。

2 NAC应用于IPF的临床研究

随着NAC抗氧化作用的发现，已有大量的研究报告显示，对IPF患者在维持免疫抑制剂治疗的基础上加用高剂量NAC（600 mg，每日3次），可改善患者的肺功能指数。

Behr等[18]研究NAC（600 mg，每日3次，共12周）对18名纤维化肺泡炎的患者氧化-还原作用和肺功能的影响，其中9名为已确诊为IPF的患者，9名为胶原性血管炎合并肺间质纤维化的患者。通过测定用药前、后的细胞内GSH总水平和支气管肺泡灌洗液中细胞活性来了解口服高剂量NAC对细胞内GSH总水平和细胞氧化应激的影响。结果与基线值相比，NAC治疗后细胞内总GSH水平显著增加，支气管肺泡灌洗液中细胞氧化应激水平下降，IL-8及髓过氧化物水平也降低。在NAC治疗组中，肺功能也有明显改善。因此作者认为，口服NAC治疗IPF患者耐受性很好，可以容易而安全地使IPF患者降低的GSH水平升高，进而保护和改善其肺功能。

2000－2002年，Demedts等[19]进行了一项国际多中心、双盲、随机、对照、平行试验，观察了泼尼松片和硫唑嘌呤片联合高剂量的NAC治疗1年是否能够减轻IPF患者肺功能下降的程度。该研究共纳入182名患者，随机分为试验组（92名）和对照组（90名）。试验组予NAC（600 mg，每日3次）联合泼尼松片和硫唑嘌呤片口服。对照组仅予泼尼松片和硫唑嘌呤片口服。经过1年的观察结果显示，试验组潮气量降低的速度较对照组慢，试验组潮气量的绝对值较对照组高0.18 L（P＝0.02），一氧化碳弥散量（DLCO）较对照组高0.75 mmol·min－1·kPa－1（P＝0.003）。此结果证明，高剂量的NAC（600 mg，每日3次）联合泼尼松片及硫唑嘌呤片治疗方案与单纯应用泼尼松片及硫唑嘌呤片的标准方案相比，可以减轻潮气量和弥散功能的下降，但该研究并未显示口服高剂量NAC是否会减少IPF患者的死亡率。值得提出的是在该研究观察过程中发现，试验组出现的关于硫唑嘌呤所致的骨髓毒性等相关不良反应较对照组明显减少，因此对于IPF患者在使用激素联合免疫抑制剂治疗的同时加用高剂量NAC口服不失为一种较好的治疗方案[20]。

左孟华等[21]通过收集本院2006－2008年临床及理化检查较为完整的IPF住院患者为研究对象，其中男性27名，女性13名，年龄50～65岁，随机分为对照组、观察组，每组20例。2组性别、年龄无显著性差异。所有患者符合2002年1月美国胸科学会/欧洲呼吸学会（ATS/ERS）制定的IPF诊断标准。对照组给予口服泼尼松常规治疗，每日0.5 mg·kg－1，4周后减半，3～4月内减至20 mg·d－1。观察组在常规予以口服泼尼松治疗基础上，同时口服NAC泡腾片，每次600 mg，每日3次，疗程3个月。2组患者治疗前用力肺活量（FVC）、第1秒呼吸容量（FEV1）、FEV1/FVC以及DLCO比较无显著性差异（P＞0.05），治疗后FVC、FEV1、FEV1/FVC以及DLCO有显著改善性差异（P＜0.05）。因此NAC作为GSH合成前体可补充肺上皮细胞中的GSH水平，对改善氧化/抗氧化失衡有一定作用，同时能抑制炎性因子的产生，减轻肺功能下降程度，保护肺泡上皮细胞。

3 结语

综上所述，越来越多的证据[22]表明，高剂量NAC可以作用于IFP这一疾病发展过程中的不同阶段，减轻IFP患者肺功能下降的程度，提高患者的生活质量，不良反应少。虽然目前NAC治疗IFP并没有得到广泛应用，但是相信随着研究和临床资料的不断积累，临床对于NAC用于治疗IFP将会有更深入的认识。

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