哮喘免疫治疗的国内外研究现状

汪梅青，汤非凡，曹明刚

1.安徽中医药高等专科学校，安徽芜湖 241002；2.皖南医学院，安徽芜湖 241002

过敏性哮喘是常见的慢性气道炎症性疾病，严重影响人们的生活质量和生命安全，其发病率较高且呈逐年上升趋势，是全球性重大公共卫生问题之一。根据世界卫生组织的报告，约有2.35 亿人患有哮喘，预计到2025年，还将再增加1 亿人[1]。哮喘的发病受遗传易感性、暴露途径、变应原剂量等因素的影响。避免过敏原和药物治疗(如抗组胺药和局部糖皮质激素)是控制哮喘症状的一线治疗方案，目前临床多使用长效支气管扩张剂(long-acting β2-adrenoceptor agonists, LABAs)和吸入性糖皮质激素(inhaled corticosteroid, ICSs)来控制和治疗过敏反应。但糖皮质激素不良反应较大，且有一小部分患者对药物治疗没有反应，全球哮喘防治倡议(Global Initiative for Asthma, GINA)指南指出，在药物治疗和避免过敏原后应考虑过敏原免疫疗法(allergen immunotherapy, AIT)[2],相较于传统药物，AIT 最显著的特点是在治疗结束后临床疗效的持续性[3]。

1 AIT

哮喘是由Th1∕Th2 细胞比例失衡以及其他因素综合引起，辅助性T 淋巴细胞1（Th1）产生干扰素γ（interferon γ, IFN-γ），Ⅱ型辅助T 细胞（Th2 细胞）产生白细胞介素-4（interleukin-4, IL-4）、白细胞介素-13（Interleukin-13, IL-13），当变应原进入机体致敏，机体Th1∕Th2 细胞比例失衡，导致Th1 分泌减少，Th2 分泌增多，继而IFN-γ 减少，IL-4、白细胞介素-5（interleukin-5, IL-5）、IL-13 等增多，从而使B细胞诱导的免疫球蛋白E（immunoglobulin E, IgE）分泌增加。IFN-γ 水平上升能够抑制IL-4 的分泌，进而抑制由IL-4 诱导的IgE 抗体，哮喘疫苗需提高IFN-γ 的分泌水平，降低白介素-4 和13 的分泌；降低IgE 的分泌或结合，提高免疫球蛋白G（immunoglobulin G, IgG）的分泌。

低剂量的变应原（如自然环境中的变应原）有助于B 细胞的Ig 转换并大量产生IgE，使易感人群致敏，而高剂量的变应原有助于产生保护性IgG 抗体，从而产生免疫耐受。特异性免疫治疗（specific immunotherapy, SIT）是唯一可以改变过敏反应性疾病的病因疗法。起初使用小剂量的致敏原免疫过敏患者，随后逐渐加大剂量，最终使患者产生免疫耐受，从而达到治疗的目的。

1.1 SCIT & SLIT

AIT 是一种对免疫球蛋白IgE 介导疾病个体非常有效的治疗方法，可以减轻症状，减少激素药物的使用，诱导特异性免疫耐受，从而提高患者的生活质量。AIT 可以通过皮下免疫治疗(subcutaneous immunotherapy, SCIT)或舌下免疫治疗(sublingual immunotherapy, SLIT)途径给药。Sangeeta Dhami 等人[4]通过搜索9 个数据库进行了系统回顾和Meta 分析，结果显示，SCIT 减少了过敏原特异性气道高反应性，在降低鼻部症状方面比SLIT 更有效，而SLIT 更具有成本效益和安全性。Rice JL 等人[5]针对18 岁以下哮喘患者的临床治疗总结发现，SCIT 能减少长期哮喘药物的使用，改善1 s 用力呼气量。但关于哮喘症状和保健使用方面的效果还需进一步研究。

SCIT 和SLIT 通常在开始治疗的2～4 个月内出现效果，并可在短期内进行个体化∕协同化给药[6]。除SCIT 和SLIT 之外，孙楚东等[7]人利用B 超引导下颈部淋巴结内注射屋尘螨变应原治疗变应性鼻炎，发现颈部淋巴结内注射特异性免疫治疗和常规皮下免疫治疗一样,都能显著改善屋尘螨致敏AR 患者的各种症状,疗效较好,安全性高,并且大大缩短了免疫治疗的疗程。

1.2 Omalizumab

奥马珠单抗(Omalizumab，商品名Xolair)是一种单克隆抗IgE 抗体，已被用于降低对过敏原的敏感性。它与IgE 分子特异性结合在同一个抗原表位上，FcεRI 与IgE 分子结合。Omalizumab 的抗炎和保护作用已被报道，并在哮喘单独治疗中得到了详细的报道。

Omalizumab 作为AIT 的佐剂，在SCIT 方案中加入Omalizumab 比单独使用传统的SCIT 更能降低全身过敏反应和哮喘症状的风险[8]。有报道称，在儿童和年轻成人重症哮喘患者开始免疫治疗之前，使用Omalizumab 进行预处理，可以增加治疗的耐受性，减少不良反应，并增强SCIT 的疗效[9]。

在AIT 治疗期间，B 细胞从产生致敏性IgE 转变为产生更具“保护性”的IgG4。AIT 治疗结束后虽免疫球蛋白G 亚型4（recombinant immunoglobulin G4,IgG4）水平下降但仍然高于治疗前水平[2]。B 细胞还通过抗原呈递到T 细胞和分泌细胞因子参与免疫应答。B 细胞可分化为能在骨髓中驻留多年的浆细胞。白细胞介素-10（interleukin-10, IL-10）的上调抑制了抗原提呈以及Th2 产生白细胞介素-4（interleukin-4, IL-4），从而降低了浆细胞产生IgE。IL-10 能增强B 细胞的生存、增殖、分化和同型转换，导致 免疫球蛋白A（immunoglobulin A, IgA）和IgG4 的产生。

AIT 治疗后，通过阻止过敏原IgE 的相互作用或竞争性过敏原特异性IgG 抗体与抑制性IgG 受体(FcγRIIB)的相互作用，可以抑制嗜碱性粒细胞的激活，从而减少组胺、白三烯和其他过敏性炎症反应介质的释放。最近的体外四聚体分析技术，已经能够对外周循环过敏原特异性T 细胞进行表型[10]。这使得能够鉴定关键的T 细胞表面标记，如阿尔德花粉过敏患者表达高频率CD27-Th2 细胞，在皮下免疫治疗后降低[11]。类似地，在对变应性鼻炎进行SCIT 与SLIT 试验的测量反应中，皮下和舌下免疫治疗在两年内可改善导致临床表现，同时外周四聚体阳性CRTH2+、CCR4+、CD27-、CD4+、Th2 细胞数量减少。这些变化与鼻过敏原激发后鼻腔液中局部鼻Th2 细胞因子（IL-4、IL-5 和IL-13）水平的降低[12]。

2 基因疫苗

目前SIT 的研究重点在于开发低变应原性、高免疫原性的疫苗，即减少B 细胞表位数量，保留甚至增加T 细胞表位数量的疫苗。同时，由于Ii 链在抗原提呈通路中具有的重要作用，可形成主要组织相容性复合体（major histocompatibility complex,MHC）Ⅱ类肽复合物，产生CD4+T 细胞反应。因此可利用MHCⅡ类通路来优化抗原提呈，增强T 细胞对编码抗原的免疫应答[13]。

将基因疫苗带到临床的一个主要障碍是将临床前研究中常见的显著免疫原性转化为人类疫苗试验。两种不同方法制备的基因疫苗已经说明了这一点:一种是用未经修饰的基因和鱼精蛋白∕基因佐剂制备的狂犬病疫苗[14]，另一种是用编码H7N9或H10N8 病毒血凝素的核苷修饰的基因疫苗制备的流感疫苗[15]。在这两种情况下，临床前数据是在小鼠和较大的动物中非常有希望，两剂疫苗足以刺激中和抗体的强而持续滴度。相比之下，当在志愿者中测试相同的疫苗时，两剂疫苗激发了意想不到的中和抗体滴度和血清转化频率。流感病毒疫苗研究的动物模型可能会通过预先接种活病毒或灭活病毒来改进，以更好地概括接受基因疫苗的成人的免疫状况。由此引发思考：针对哮喘患者先前粉尘螨暴露的现有免疫，是否会影响疫苗的免疫原性，而对于这种现象中的“原始抗原罪”的问题，未来我们还应多加研究[16]。

预防型疫苗是在不使用药物的情况下预防疾病的最具有成本效益的工具，疫苗分为单价疫苗和多价疫苗，单价疫苗只能预防一种变应原，而多价疫苗可以预防多种变应原。开发多价疫苗，反向疫苗学、高通量蛋白质组学、免疫激发被用于从天然蛋白质中识别多价保护性免疫原。

2.1 反向疫苗学

反向疫苗学，是以微生物基因组为平台进行高通量克隆、表达，纯化出重组蛋白，筛选出具有保护性作用的抗原。反向疫苗学依赖于使用计算方法和工具来筛选出候选疫苗以供进一步试验，这些计算工具用于预测可能诱发保护性反应的抗原，以及精确的抗原区域、表位，被免疫系统识别[17]。这种方法不仅可以识别出所有通过以往的方法获得的抗原，还可以发现完全不同的新抗原，这有助于新的免疫干预机制的研究，从安全性方面来说优于其他载体或减毒活疫苗[18]。

2.2 高通量蛋白质组学

近年来,随着高分辨率质谱仪的进步,液相色谱分离效率的提高和数据分析方法的发展，可获得高覆盖率的蛋白质组并采用质谱数据反向注释基因组,即蛋白质基因组学。通过此技术可以对可能引起哮喘的变应原中成千上万种蛋白质进行全面的定性和定量分析。通过提高分离效率，进一步降低了用于质谱分析的蛋白质组共分离所导致的光谱复杂性。目前已开发并使用了高效多维分离方法，以更好地分离完整的蛋白质，和对蛋白质组的鉴定和定量分析。同时,蛋白质组学方法也是研究微生物的重要工具[19]，完整微生物蛋白质组的研究可以提供关于感染和疾病的途径以及机制的有价值的信息，并有助于指导治疗方案。进一步改进和应用质谱仪技术、数据收集分析技术和先进的分离技术，将推动高通量蛋白质组学领域向前发展，并带来许多新发现[20]。

2.3 DNA shuffling

DNA shuffling 是另一种利用重组疫苗通过分子育种产生多价免疫保护的方法。不仅可以直接提供免疫保护，还可以触发适应性免疫[21]。多种试验表明，通过DNA shuffling 的分子育种指导基因进化是研发多价疫苗的有效途径。通过人为改变基因突变过程中的条件，进行基因突变体库的构建，将基因在分子水平上进行重组，提高蛋白的表达水平以及与抗体的结合力，优质的改组基因不仅同时降低了B细胞表位且保留或提高了T细胞表位。通过基因的特性建立高通量的筛选方法，筛选出优质嵌合基因，使得表达的氨基酸序列发生改变，从而影响哮喘的免疫效应。

2.4 mRNA 疫苗

mRNA 疫苗已被证实了在对抗某些癌症和传染性病原体方面的功效，由于RNA 的不稳定性、体内传递效率低下及其对过度炎症反应的刺激，开发出安全有效的体内mRNA 递送材料和生产高质量mRNA 疫苗已成为研究热门。mRNA 序列工程鉴于mRNA 的5'和3'非翻译区（untranslated region, UTR）可以显著影响转录本的翻译速率和半衰期，优化UTR 对mRNA 疫苗设计非常重要，Orlandini von Niessen AG 的一项研究使用基于细胞培养的系统选择过程来识别新的UTR，显著增加了体外转录（in vitro transcription, IVT）mRNA 的蛋白表达，诱导了更有效的治疗效果[22]。

绝大多数mRNA 疫苗被设计为注射载体分子，该载体分子保护mRNA 免受快速降解，并将其输送至细胞质而无明显毒性。脂质纳米颗粒(lipid nanoparticles, LNPs)-可离子化含脂纳米粒，最初开发用于siRNA 递送，是目前使用最广泛的体内mRNA 递送材料[23]。用mRNA 疫苗选择性靶向DC以诱导强免疫反应是一个关键发现，并已在临床试验中显示出成效。