儿童嗜酸粒细胞型哮喘生物制剂治疗研究进展

张昕 综述，谢晓虹，刘恩梅 审校

(重庆医科大学附属儿童医院，重庆 400014)

支气管哮喘是以慢性气道炎症和气道高反应性为主要特征的儿童常见慢性呼吸道疾病，涉及多种炎症细胞及其相关细胞成分。哮喘是一种异质性疾病，具有不同表型，依据气道内浸润的主要炎性细胞将其分为嗜酸粒细胞型哮喘、中性粒细胞型哮喘、混合粒细胞型哮喘、粒细胞缺乏型哮喘[1]。嗜酸粒细胞型哮喘在儿童中最为常见，以痰嗜酸粒细胞比例增高(>3%)为主要特征[2]，常伴有过敏性疾病及2型辅助性T细胞(T helper type 2 cell，Th2)及细胞因子升高。大多数患儿吸入低到中等剂量糖皮质激素可达到哮喘良好控制，约5%患儿尽管给予高剂量激素治疗，仍然难以达到哮喘控制状态，给患儿及家庭造成巨大的经济及精神负担。生物制剂是指利用微生物或其代谢产物的有效抗原成分、人或动物的血液或组织、动物毒素等加工而成的生物制品。随着对哮喘分子生物学、细胞免疫学及单克隆抗体的研究深入，生物制剂有望开创支气管哮喘的全新治疗方式。目前仅有少量生物制剂批准在儿童嗜酸粒细胞型哮喘中使用。一些新型生物制剂相关临床试验正在儿童中进行。本文就目前最新研究结果总结嗜酸粒细胞型哮喘的发病机制及生物制剂治疗的进展及局限性。

1 嗜酸粒细胞型哮喘的发病机制

当机体接触过敏原等外部刺激，树突状细胞(dendritic cells，DC)提呈抗原并使幼稚T细胞向Th2分化，Th2产生白细胞介素-4(interleukin 4，IL-4)、白细胞介素-5(interleukin 5，IL-5)、白细胞介素-13(interleukin 13，IL-13)等细胞因子[3]，刺激B细胞生成免疫球蛋白E(immunoglobulin E，IgE)，IgE与肥大细胞等效应细胞结合，使其成为致敏状态。当机体再次暴露于过敏原时，致敏细胞脱颗粒并释放组胺、前列腺素和白三烯等介质[4]，引起血管通透性增加，气道平滑肌收缩，细胞黏液分泌增加等，进而发生咳嗽、喘息、胸闷、气促等一系列临床症状。此外，IgE还可与树突状细胞上的受体结合，促使Th2的分化[5]。

2型先天性淋巴细胞(type 2 innate lymphoid cell，ILC2)是先天性淋巴细胞(innate lymphoid cell，ILC)的一个亚群，可分泌与Th2相似的细胞因子(如IL-5、IL-13)促进过敏性疾病的发展。

调节性T细胞(regulatory cell，Treg)是一组具有抑制能力的T细胞亚群总称，其通过产生抑制性细胞因子如白细胞介素-10(interleukin 10，IL-10)和转化生长因子-β(transforming growth factor-β，TGF-β)等方式限制过敏性炎症的发展，还可诱导B细胞从过敏性IgE型转换为非炎性IgG4型[6]。

2 生物制剂治疗儿童嗜酸粒细胞型哮喘的现状

2.1 特异性免疫治疗

特异性免疫治疗(specific immunotherapy，SIT)可激活调节性T细胞(regulatory cell，Treg)功能诱导免疫耐受[6]，方法为逐渐加大过敏原提取物剂量，对患者进行反复接触，使机体免疫系统逐渐适应，最终对过敏原刺激产生无炎性的反应状态，从而达到控制或减轻过敏症状的一种对因治疗方法[7]。WHO指出SIT可影响变态反应性疾病自然进程[8]。常用的治疗途径是皮下注射特异性免疫治疗(subcutaneous injection immunotherapy，SCIT)和舌下特异性免疫治疗(sublingual immunotherapy，SLIT)[9]。SCIT有发生严重过敏反应可能，为有创操作，在临床应用中受到限制，SLIT可以避免反复注射，目前儿童中以SLIT应用广泛[10]。

Kim J M等[11]2013年进行的Meta分析表明，特异性过敏原免疫疗法可改善哮喘症状，减少药物使用；另有研究[12-13]也显示特异性过敏原免疫疗法在儿童哮喘治疗中的疗效，包括对症状控制、药物使用和气道高反应性的影响。这些结论多来自涉及轻中度哮喘儿童的研究，缺乏严重哮喘儿童的试验数据，其在儿科严重哮喘中的作用尚不确定。

2012年，我国对过敏原免疫治疗提出了规范化标准。2018年全球哮喘防治倡议(GINA)强调了过敏原的质量控制，并指出过敏原免疫疗法仅对特定的提取物和治疗方案有效[14]。

2.2 抗IgE治疗

IgE在嗜酸粒细胞型哮喘中发挥了重要作用，奥马珠单抗(omalizumab)是人源化抗IgE单克隆抗体，可结合循环IgE，导致IgE水平降低，抑制与其受体的结合，使炎症介质的释放减少，还可降低气道高反应性，且IgE是IgE受体的正向调节剂，因此抗IgE治疗可间接引起肥大细胞、嗜碱粒细胞和树突状细胞上IgE受体的下调。Busse W W等[15]进行的多中心随机对照试验显示，奥马珠单抗加基础治疗的方案进一步改善了哮喘症状，几乎消除了急性发作的季节性高峰，并减少了对控制哮喘的其他药物的需求。有研究[16-17]表明，奥马珠单抗与安慰剂之间不良事件(过敏反应、荨麻疹或恶性肿瘤)的发生率相似。

FDA批准奥马珠单抗用于>6岁中度至重度严重嗜酸粒细胞哮喘患儿。2017年GINA推荐≥12岁患有严重过敏性哮喘患儿使用奥马珠单抗进行表型引导的附加治疗[14]。

2.3 抗IL-5治疗

IL-5可刺激嗜酸粒细胞晚期在骨髓的发育成熟，并将成熟嗜酸粒细胞释放到循环血液中。一旦进入循环，嗜酸粒细胞保持相对无活性状态，IL-3、IL-5、粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(granulocyte-macrophage colony stimu-lating factor，GM-CSF)可将其活化[18]，通过IL-4、IL-13等黏附到血管内皮上，然后在IL-4、IL-5等作用下进入肺组织发挥生物学作用。在肺组织中，局部产生的IL-5和GM-CSF可延长嗜酸粒细胞的存活时间。此外IL-5还可直接刺激嗜碱粒细胞和肥大细胞产生炎症反应[4]。

目前，有3种可用于靶向降低IL-5活性的单克隆抗体：美泊利单抗(mepolizumab)、瑞利珠单抗(reslizumab)和本拉珠单抗(benralizumab)。美泊利单抗和瑞利珠单抗是针对IL-5的人源化单克隆抗体，而本拉珠单抗是针对IL-5受体的人源化单克隆抗体，均通过阻断IL-5与嗜酸粒细胞表面上的IL-5受体复合物结合发挥作用，从而降低血液、组织、痰液中的嗜酸粒细胞水平，减少嗜酸粒细胞介导的炎症。也有报道称本拉珠单抗可通过诱导嗜酸粒细胞凋亡发挥作用[19]。

在一项随机双盲研究[20]中，选取576例年龄为12～82岁严重嗜酸粒细胞型哮喘患者分为实验组和对照组，实验组每4周应用美泊利单抗治疗(75 mg静脉给药；100 mg皮下给药)，对照组每4周给予安慰剂，持续32周后比较，实验组第一秒用力呼气容积(forced expiratory volume in 1，FEV1)从基线增加，哮喘急性加重减少，症状评分改善，不良反应有头痛、注射部位反应、背痛和疲劳等[25]。总的来说，美泊利单抗具有良好的耐受性。两项招募了12～75岁患者的研究[21]中，与安慰剂相比，瑞利珠单抗治疗组每年的急性发作率降低了50%～59%，减少了血液和痰液中的嗜酸粒细胞计数，改善了FEV1、哮喘控制评分和生活质量评分。有研究报道本拉珠单抗可以减少气道、痰、骨髓和血液中的嗜酸粒细胞数量[22]。

2018年GINA指出美泊利单抗和本拉珠单抗均适用于≥12 岁严重嗜酸粒细胞型哮喘患者的附加维持治疗，瑞利珠单抗适用于≥18 岁严重嗜酸粒细胞型哮喘患者的附加维持治疗[14]。

2.4 抗IL-4/IL-13治疗

IL-4和IL-13通过结合共受体白细胞介素4受体α亚单位(interleukin-4 receptor alpha，IL-4Rα)介导下游信号转导。IL-4可促进Th2细胞分化、B细胞同型转变为IgE合成型[23]。IL-4和IL-13的释放可导致支气管成纤维细胞和气道平滑肌细胞的增殖，IL-13还在杯状细胞分化、黏液产生、支气管高反应性、气道重塑中起作用。

度匹鲁单抗(dupilumab)是一种靶向IL-4α受体的单克隆抗体，可阻断IL-4/IL-13信号传导。Wenzel S等[24]进行了一项随机对照对照、双盲试验，证实度匹鲁单抗治疗可减少哮喘急性发作，改善肺功能，减少激素使用，降低Th2炎症水平，常见不良事件包括注射部位反应、上呼吸道感染和头痛[25-26]。

目前度匹鲁单抗已被FDA批准用于≥12岁中重度嗜酸粒细胞型哮喘附加维持治疗。此外，还有单独靶向IL-4 或IL-13 的治疗，但临床试验却显示疗效有限[27-28]，考虑可能与IL-4和IL-13有重叠作用有关。

2.5 其他治疗

上皮细胞等产生的人胸腺基质淋巴细胞生成素(thymic stromal lymphopoietin，TSLP)激活未成熟树突状细胞表达OX40配体(OX40 ligand，OX40L)，成熟树突细胞迁移到淋巴结中，在这里OX40L与幼稚CD4+T细胞上OX40结合，促使幼稚T细胞向Th2分化。上皮细胞除分泌TSLP外，还可分泌IL-33、IL-25，它们均可增强下游的Th2免疫反应，也可以激活ILC2发挥作用[29]。IL-33在慢性炎症过程和气道重塑中也起着重要作用[4]。

多个动物模型[3]研究显示，阻断TSLP/OX40轴可减少Th2相关炎症，因此，抗TSLP治疗理论上具有很大潜力。特折鲁单抗(tezepelumab)是一种IgG2单克隆抗体，可与TSLP结合，阻止其与TSLP受体结合。2017年一项成人的随机对照、双盲试验[30]显示，特折鲁单抗可减少哮喘急性加重。目前有一项研究[31]正在评估特折鲁单抗对年龄12～80岁患者哮喘急性发作率的影响。

有研究发现，OX40L抑制剂用于成人哮喘时可降低血清IgE和痰嗜酸粒细胞水平，但对过敏原诱导的气道高反应没有影响，可能是因为致敏过程已经发生[32]。

前列腺素D2受体 (D prostanoid receptor 2，DP2)在Th2细胞上表达，当被激活时会增加IL-2、IL-4、IL-5和IL-13的产生[33]，DP2拮抗剂非维匹仑(fevipiprant)的Ⅱ期临床研究[34]表明，与安慰剂相比，对照组痰嗜酸粒细胞计数显著降低。

3 展望

哮喘的生物制剂治疗目前仍处于起步阶段，需更加深入地研究哮喘的分子作用机制，并进行大量试验探寻药物最佳治疗时间、最佳给药剂量等；儿童样本量少，6岁以内儿童尚无研究数据，导致其在儿童中应用受限；此外，该疗法高昂的治疗成本是临床应用的障碍[35]。多种细胞因子制剂正在开发中或已被用于哮喘靶向治疗的早期试验，与哮喘其他治疗措施相比，未来可能会对特定类型的哮喘患者使用靶向治疗。虽然对于新的疗法需要评估其长期有效性和安全性，但给哮喘患者带来了新希望。