低T2炎症表型哮喘的研究进展

朱广林，张景熙，白 冲

(海军军医大学长海医院呼吸与危重症医学科，上海 200433)

哮喘是一种慢性呼吸道炎症性疾病，影响全球超过3亿人，其中5%～10%的患者为重度哮喘。虽然采用多种维持药物治疗方案，但重度哮喘患者仍承受着沉重的疾病负担，经历着频繁的病情恶化，生活质量受到严重损害[1]。近年来，有学者认为哮喘主要分为两种类型：(1)高2型(type-2, T2)炎症表型哮喘，以嗜酸性粒细胞气道炎症为特征[2]；(2)低T2炎症表型哮喘，以伴或不伴中性粒细胞气道炎症和对皮质类固醇激素低反应性为特征[3]，其中21%的患者表现为重度哮喘。低T2炎症表型哮喘患者对激素治疗敏感性差，哮喘常难以良好控制，成为医师面临的难题之一。本文就低T2炎症表型哮喘的发病机制、诊断、治疗等研究进展综述如下，以期对此型哮喘患者的临床诊治提供帮助。

1 定义及诊断

目前，低T2炎症表型哮喘的定义尚未确定。FITZPATRICK等[4]将低T2炎症表型哮喘定义为缺乏显著T2炎症通路信号的哮喘，也有文献[5]将其定义为基线时呼出气一氧化氮(fractional exhaled nitric oxide, FeNO)分数<25×10-9，无痰嗜酸性粒细胞增多症(痰嗜酸性粒细胞<3%)，血嗜酸性粒细胞<300 /μl为特征的哮喘。临床中通常使用排除方法，当患者无高T2炎症表型哮喘生物标志物时，则考虑为低T2炎症表型哮喘。

虽然在T2炎症表型哮喘的鉴别方面已经取得了一定进展，但是目前尚缺乏特异有效的低T2炎症表型哮喘的生物标志物[6]。尚未证明哮喘相关基因对个体患者的哮喘诊断具有敏感性或特异性，即使多个基因组合使用时也是如此[7]。SHARMA等[8]已经证明气道微生物群在不同表型哮喘患者中存在差异，但区分高T2和低T2炎症表型哮喘特异性的真菌和细菌标志物未完全确定。目前，临床上仍以痰或血嗜酸性粒细胞或与嗜酸性粒细胞相关的FeNO等检查指标应用较多。

2 发病机制

哮喘患者之间存在显著的异质性。随着时间的推移和对治疗的反应，T2炎症标志物会发生显著的变异性，而且疾病活动与症状发生经常存在不一致性[9]。低T2炎症表型哮喘的发病机制被认为与下列因素相关。

2.1 中性粒细胞炎症 研究发现，干扰素(interferon,IFN)-γ、白介素(interleukin,IL)-1β、IL-8、IL-17A/F、IL-23、肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor,TNF)-α等炎性介质能够介导肺部非T2炎症产生。各种环境因素，包括臭氧、颗粒物、空气中的病原体、吸烟和职业化学品，可导致气道损伤，随后导致toll样受体激活，诱导辅助1型T(T helper type 1, Th1)/Th17炎症通路，从而引发气道中性粒细胞炎症[10]。

Th1细胞主要通过产生IFN-γ和TNF-α参与中性粒细胞炎症。IFN-γ升高会导致气道高阻力、炎症细胞浸润增加和皮质类固醇难治性[11]。文献表明，IFN在哮喘中存在潜在相互冲突的作用。一方面，IFN对哮喘的发生发展具有保护作用。哮喘患者气道上皮中的IFN信号缺乏使哮喘患者更容易受到病毒性气道感染和哮喘加重的影响[12]。另一方面，研究发现IFN对哮喘的发生发展具有一定的促进作用。BHAKTA等[13]发现哮喘患者气道中IFN信号的增加会导致哮喘急性加重风险的上升。TNF-α在哮喘患者的痰液、肺泡灌洗液及外周血中均存在高表达。TNF-α可促进气道高反应性(airway hyperresponsiveness, AHR)和痰中性粒细胞增多。

胸腺基质淋巴细胞生成素(thymic stromal lymphopoietin,TSLP)是一种主要来源于气道上皮细胞分泌的炎性介质，可激活树突状细胞诱导幼稚T细胞向Th17表型极化，从而在低T2气道炎症中发挥作用。TSLP刺激固有淋巴细胞(innate lymphoid cells, ILC)2s表达的T2细胞因子不被类固醇激素抑制，是激素抵抗性哮喘的潜在机制之一[1]。Th17细胞、CD4+T细胞均可分泌IL-17A和IL-17F等细胞因子，进而通过促进炎性细胞因子释放来放大炎症反应。在低T2炎症表型哮喘中，大多数研究集中在IL-17A上。IL-17A通过上调集落刺激因子(colony stimulating factor,CSF)-3趋化因子和趋化因子配体招募促进气道中性粒细胞增多、介导AHR和皮质类固醇药物耐药性[4]。IL-17A对肺成纤维细胞、气道平滑肌和内皮细胞以及Th2/Th17细胞具有保护作用，可对抗皮质类固醇药物诱导的凋亡，参与哮喘气道炎症和气道重塑[14]。

IL-8又称C-X-C趋化因子配体8(C-X-C motif chemokine ligand 8, CXCL8)，是一种主要由巨噬细胞和上皮细胞分泌的强效趋化因子，通过高亲和力C-X-C趋化因子受体2(C-X-C motif chemokine receptor 2, CXCR2)调节中性粒细胞的激活和迁移。难治性重度哮喘患者痰液中IL-8浓度与潜在致病微生物的气道定植和中性粒细胞性气道炎症呈显著正相关[15]。IL-1β在哮喘患者的支气管肺泡灌洗液和痰中表达增加,在人经吸入脂多糖刺激后，IL-1β在气道中上调[16]。

细菌定植和继发性炎症是中性粒细胞气道炎症的另一机制，部分解释了抗中性粒细胞治疗疗效不好以及使用抗生素治疗对低T2炎症具有一定疗效的现象[17]。BRUSSELLE等[18]发现使用低剂量阿奇霉素治疗6个月，可降低非嗜酸性粒细胞哮喘患者的急性发作频率，提示细菌定植是影响疾病行为和急性发作风险的重要因素。目前，尚不清楚这种临床益处是否与大环内酯类抗生素的抗菌或抗炎特性有关[19]。DURACK等[20]证明了高T2炎症表型哮喘患者支气管细菌负荷明显较低T2炎症表型哮喘患者低，两组患者支气管微生物组成差异尚需大样本研究以证实。

2.2 寡粒细胞型炎症 一些哮喘患者既没有痰嗜酸性粒细胞增多症，也没有痰中性粒细胞增多症，通常伴有持续的哮喘症状和AHR，这种属于寡粒细胞型哮喘。动物实验表明，AHR和气道平滑肌增厚可以独立于气道炎症[21]。KISTEMAKER等[22]提出，乙酰胆碱对哮喘气道炎症和气道重塑的影响是由神经元和非神经元性乙酰胆碱介导的。上皮细胞是非神经元性乙酰胆碱的主要来源，非神经元性乙酰胆碱通过参与杯状细胞化生，促进黏液高分泌，导致小气道气流阻塞，增加疾病加重风险。报道指出，抗胆碱能类药物和敲除M3受体在中性粒细胞炎症中具有明显的抗炎作用。气道平滑肌细胞在哮喘发病机制中的作用主要表现为AHR。研究表明，气道平滑肌增生与细胞因子、花生四烯酸代谢物、肥大细胞介质、机械压力和活性氧化物等介质密切相关[23]。气道平滑肌细胞上存在苦味受体和嗅觉受体。AN等[24]通过单细胞、体外和体内方法确定苦味受体信号可以引起细胞内钙离子浓度增加，进而导致细胞膜超极化和气道平滑肌细胞松弛；嗅觉受体不会引起支气管扩张，主要起调节细胞骨架重塑和增生的作用。临床上发现吸入性糖皮质激素(inhaled corticosteroids, ICS)对寡粒细胞型哮喘患者有一定疗效，原因可能是ICS治疗降低了哮喘患者气道嗜酸性粒细胞水平，表现为嗜酸性粒细胞稀少的假性寡粒细胞型哮喘[25]，其仍属于嗜酸性粒细胞哮喘的范畴。

2.3 代谢功能障碍相关的全身炎症 脂肪组织中的脂肪细胞通过分泌各种促炎细胞因子与炎性巨噬细胞共同引起全身低度炎症，尤见于体重指数较高的肥胖型患者[26]。肥胖型哮喘患者血浆IL-6水平与血液中性粒细胞和血浆C-反应蛋白浓度增加有关，与上游T2型炎症和气道IL-6浓度无关[27]。肥胖和哮喘都可以导致精氨酸酶活性增加，较低的L-精氨酸/不对称二甲基精氨酸比例可解偶联一氧化氮合酶2，产生更多的负离子超氧化合物，一氧化氮产生减少，影响支气管舒张并引起气道氧化应激，从而降低对ICS的反应性。此外，由于一氧化氮通常抑制线粒体呼吸，一氧化氮的生物利用度降低，从而增加线粒体呼吸，将导致产生线粒体活性氧，并激活其他炎症通路。肥胖介导的线粒体功能障碍是否会导致哮喘发病率增加有待验证[4,28]。一项对接受减肥手术的哮喘患者的回顾性分析发现，代谢综合征强烈预示着手术后12个月哮喘控制能力的丧失(与没有代谢综合征的患者相比，风险增加92%)[29]。高脂肪摄入与高密度脂蛋白降低、2 h内FeNO升高、中性粒细胞气道炎症增加以及对长期应用支气管扩张剂反应减弱有关。胰岛素治疗(1 μg/ml)显著促进了气道平滑肌细胞的增殖，诱导胶原释放，从而促进AHR。在胰岛素处理的小鼠模型中，肺组织内可见β-连环蛋白的激活，说明高胰岛素血症可能通过对β-连环蛋白和气道平滑肌细胞的作用对哮喘表型产生影响[30]。

3 治疗进展

目前尚未发现针对低T2炎症表型哮喘患者的特异性治疗方法。研究表明，增加ICS剂量可能不会改善哮喘的预后，还会增加全身副作用的风险[31]。药物、生物制剂以及介入手段的研究发展，给哮喘治疗提供了更多的选择。

3.1 非药物干预 肥胖可导致低T2炎症表型哮喘患病率增加，尤其是女性肥胖患者。肥胖型哮喘患者减轻体重不仅可改善哮喘症状和降低药物使用频率，而且哮喘恶化风险也会相应降低，生活质量得到提升。大量研究表明，患者即使体重减轻5%～10%，也能在哮喘症状控制、生活质量和气道炎症方面有重要的临床改善[32]。减肥手术也被证明可显著降低肥胖哮喘患者的全身炎症标志物，包括高敏C-反应蛋白和瘦素[33]。在临床中，医师应适当对患者进行健康宣传教育，让其认识到减轻体重的重要性。

吸烟是哮喘发病的危险因素之一。烟草烟雾中含有数千种复杂的化学物质和污染物，可引起哮喘患者AHR和中性粒细胞气道炎症。主动吸烟与被动吸烟均可导致哮喘的患病率以及急性加重频率增加。戒烟和避免二手烟可以显著改善哮喘症状。研究表明，与吸烟者比较，戒烟达6周者第一秒用力呼气量(forced expiratory volume in one second,FEV1)均值差为407 ml(P=0.040)，痰中性粒细胞比例下降29%(P=0.039)[34]。在主动性戒烟措施干预下，患有慢性下呼吸道疾病(包括哮喘)吸烟者的戒烟率可以达到没有呼吸系统疾病吸烟者的水平[35]。因此，戒烟应该作为一项基础预防干预措施纳入哮喘患者的管理策略中。对于戒烟依从性差的哮喘患者，戒烟门诊的规范干预有利于其康复。

维生素D缺乏与儿童哮喘急性发作密切相关，且在非特应性哮喘中尤为明显。其潜在机制尚不清楚，可能与中性粒细胞趋化作用减弱、对病原微生物免疫增强以及糖皮质激素反应性提高等机制有关。DE GROOT等[36]进行的一项双盲随机对照试验发现，嗜酸性粒细胞水平为26.2%或更高的非特应性哮喘患者，在接受维生素D治疗后，嗜酸性粒细胞从41.0%下降至11.8%，接受安慰剂治疗的患者则从51.8%上升至63.3%(P=0.034)。试验同时表明，维生素D对痰中性粒细胞水平没有显著影响。所以维生素D对低T2炎症表型哮喘的治疗作用有待进一步探索研究。

3.2 药物治疗 噻托溴铵是一种选择性M1、M3受体拮抗剂，作用持续时间较长。噻托溴铵在具有更好胆碱能紧张性和年轻的哮喘患者中有较好的应答[37]。LAZARUS等[38]研究发现，在痰中嗜酸性粒细胞水平较低的轻度持续哮喘患者中，噻托溴铵的疗效与安慰剂相比没有显著差异。但非嗜酸性粒细胞型重度哮喘患者在ICS治疗基础上联合噻托溴铵治疗4周后，FEV1显著改善且耐受性良好[39]。

一项荟萃分析提示，大环内酯类药物可以显著改善哮喘患者的峰值流量、症状、生活质量和AHR，但肺功能改善不明显[40]。阿奇霉素已被证明能抑制IL-6和IL-8的生成，并减少中性粒细胞对感染部位的趋化作用[4,41]。澳大利亚一项针对未控制持续性哮喘的大型随机双盲对照研究发现，阿奇霉素可以减少哮喘加重比例并改善哮喘患者生活质量问卷得分[42]。为了避免大环内酯类药物耐药性加重，目前欧洲呼吸学会和美国胸科学会指南不推荐对所有重度哮喘患者常规使用大环内酯类药物治疗[43]。

他汀类药物因调脂作用广泛被应用于临床，近期关于其免疫调节特性的研究为哮喘治疗提供了新选择。研究表明，他汀类药物可抑制肺实质破坏、支气管及血管周围炎症细胞浸润，并通过改变吲哚胺2,3-双加氧酶活性增强哮喘患者糖皮质激素的抗嗜酸性粒细胞炎症作用[44]。一项随机对照试验结果表明，短期使用阿托伐他汀不会改善吸烟的轻度至中度哮喘患者的肺功能，但可能改善其生活质量[45]。

3.3 生物靶向治疗 目前，涉及中性粒细胞炎症、Th1/Th17炎症通路的细胞因子拮抗剂的研究处于不同试验阶段。现有证据表明，目前的生物制剂并不能改变哮喘的疾病进展，停止治疗后，哮喘的严重程度会恢复到治疗前的水平[46]。

Tezepelumab是一种抗TSLP单克隆抗体,初步研究显示其对低血嗜酸性粒细胞和低FeNO的患者有一定益处，表明它可能对低T2炎症表型哮喘有效[1]。在臭氧诱导的中性粒细胞增多症模型中，针对IL-17A的单克隆抗体secukinumab未能显著减少中性粒细胞水平[47]。BUSSE等[48]开展的双盲随机对照研究表明，brodalumab(抗IL-17A受体单克隆抗体)仅使高可逆性亚组(支气管扩张术后FEV1≥20%)哮喘患者控制问卷评分有很小的差异，且在210 mg组为显著性差异，但在280 mg组为不显著差异。所以，针对IL-17的生物制剂对哮喘的疗效有待进一步研究。早期临床试验表明，TNF-α抗体golimumab能够降低哮喘恶化风险，但长期使用会增加恶性肿瘤和感染的风险，导致其相关临床试验被提前终止[16]。针对IL-1β、IL-6、IL-23等细胞因子的生物靶向抑制剂已被开发，初步试验提示这些生物制剂可能成为哮喘治疗的备选方案，但尚不清楚其适用人群、疗效、长期安全性等问题。

一些新的治疗中性粒细胞哮喘的小分子药物尚在研发中，包括CXCR2拮抗剂、磷酸二酯酶(phosphodiesterase,PDE)3/PDE4抑制剂和各种蛋白激酶抑制剂，目前缺乏相关临床试验结果对上述小分子药物的疗效进行全面评价[15]。CXCR2通过与IL-8相互作用，参与气道中性粒细胞炎症。研究表明，在痰中性粒细胞>40%的中度至重度哮喘患者中，CXCR2拮抗剂SCH527123(navarixin)可使痰中性粒细胞减少36.3%，而安慰剂组增加了6.7%(P=0.03)，但未见其明显改善哮喘控制和肺功能[16]。肺组织中可表达多种PDE同工酶，包括PDE3、PDE4等。PDE3和PDE4是药物治疗哮喘的常见靶点。PDE3抑制剂主要发挥支气管扩张作用，而PDE4抑制剂表现为抗炎作用[49]。低剂量茶碱可以逆转重度哮喘患者组蛋白脱乙酰酶2活性降低，从而增加糖皮质激素敏感性[50]。蛋白激酶抑制剂可部分恢复皮质类固醇激素敏感性，主要包括丝裂原活化蛋白激酶抑制剂、酪氨酸激酶抑制剂和磷脂酰肌醇3激酶抑制剂。研究显示，丝裂原活化蛋白激酶抑制剂可恢复重度哮喘患者肺泡巨噬细胞和外周血单核细胞的糖皮质激素敏感性[51]。磷脂酰肌醇3激酶抑制剂可抑制气道黏液产生，抑制肥大细胞脱颗粒和免疫细胞聚集，促进支气管扩张，对哮喘有潜在的益处[52]，但在不同表型哮喘患者中的疗效还需进一步研究。

3.4 支气管热成型术 支气管热成型术又称支气管镜下射频消融支气管热成型术，在常规做支气管镜的同时，仪器探头经支气管通道深入外周小支气管，应用射频脉冲产生热能消减增生的平滑肌。支气管热成型术可降低中度至重度哮喘恶化率，改善患者生活质量，在日常哮喘控制方面获益有限[53]。鲜有文献报道支气管热成型术在低T2炎症表型哮喘患者中的应用，可见尚未形成较成熟的治疗模式。对于重度难治性哮喘患者，支气管热成型术是一个有价值的治疗选择。

4 小 结

低T2炎症表型哮喘在难治性哮喘中占较大比例，给患者带来了严重的疾病负荷和经济负担。低T2炎症表型哮喘的发病机制尚未明确。未来哮喘治疗策略需要识别有助于诊断和辨别类型的可靠生物标志物，以便为患者选择最有效的药物。目前，生物制剂行业蓬勃发展，但其安全性和有效性有待进一步研究。同时，支气管热成型术在安全性、疗效、预测指标等方面的研究将为重度低T2炎症表型哮喘患者带来希望。