生物靶向制剂与高T2型哮喘

何苗，王翎

作者单位：苏州大学附属第一医院全科医学科，江苏 苏州 215006

哮喘是一种异质性疾病，其本质为慢性气道炎症，表现为气喘、咳嗽、呼吸困难和胸闷等症状［1］，大多数患有哮喘的成人和儿童可以通过使用吸入性皮质类固醇（inhaled corticosteroids，ICS）和长效支气管舒张剂很好地控制，但严重哮喘病人（占全球哮喘病人人口的5%～10%）仍需辅助生物制剂治疗［2］，我国哮喘总体控制水平尚不理想，根据全球哮喘倡议（GINA）定义的哮喘控制水平分级，我国城区哮喘总体控制率为28.5%［3］。目前多种生物靶向药的研发迎来了哮喘个性化治疗的新时代，掌握其临床应用及最新进展对提升我国哮喘控制水平意义重大。

1 T2型哮喘病理生理学

哮喘最早提出分为两种内型：高T2 型和低T2型。高T2 型哮喘由Th2 细胞因子、嗜酸性粒细胞（eosinophils，EOS）、警报蛋白和免疫球蛋白E（IgE）驱动，机体接触刺激物后会被树突状细胞等抗原提呈细胞摄取加工产生白细胞介素（IL）-4，并反过来作用T 辅助细胞分化成Th2 细胞，分泌IL-4、IL-5 及IL-13 等细胞因子，诱导B 细胞产生特异性IgE（sIgE）触发肥大细胞脱颗粒［4］。警报蛋白包括胸腺基质淋巴细胞生成素（thymic stromal lymphopoietin，TSLP）、IL-25 和IL-33，其中IL-25 和IL-33 主要激活Ⅱ型固有淋巴样细胞（ILC2s），TSLP 还启动抗原提呈细胞激活T、B 细胞来促进2 型免疫。大量证据表明，ILC2s 在气道组织中含量尤其高，产生的IL-5 和IL-13 是活化Th2 细胞的10 倍，在增强气道的2 型反应方面起关键早期作用［5］。因此，ILC2s 和Th2 细胞是增强T2 炎症的关键来源，故目前“2 型”哮喘而非“Th2”型被广泛关注。

低T2型哮喘的机制仍然知之甚少，可能涉及辅助性T细胞，Th17细胞和干扰素γ（IFN-γ）的失调［6］。目前虽然有针对低T2型哮喘的新兴生物疗法，但这种类型的总体鉴定和使用生物标志物来监测治疗反应在很大程度上仍然是未知的。在本综述中，我们将重点介绍生物靶向制剂对高T2型哮喘的治疗。

2 T2型哮喘炎症生物标志物

个性化医疗发展的一个重要工具是应用生物标志物对病人进行分层，理想情况下，生物标志物可能是病理生理治疗靶点本身，在设计和实施高效经济的临床试验中至关重要。呼出气一氧化氮（fractional exhaled nitric oxide，FeNO）、IgE、痰液和血液嗜酸性粒细胞计数及血清骨膜蛋白（serum periostin）都是T2炎症的重要生物标志物，可以帮助预测哮喘对生物制剂治疗的应答反应［1，4］。

常规测量血清中游离IgE 可以预测对奥马珠单抗（Omalizumab，Xolair）治疗无应答的病人，但一旦治疗开始测量血清IgE 反映的是奥马珠单抗-IgE 复合物，因此治疗期间的血清IgE 不是对奥马珠单抗治疗反应的预测指标［7］。血清IgE 不能预测对抗IL-5 药物的反应，mepolizumab 的有效性与基线IgE无关［1］。但有研究表明dupilumab 可降低过敏性和非过敏性哮喘病人的血清总IgE，并降低过敏性哮喘病人的过敏原特异性IgE［8］，提示我们对IgE 的探索仍远未完成。

痰嗜酸性粒细胞的表达被认为是诊断T2 型哮喘的金标准，可在细胞水平上提供有关气道状态的信息。然而痰液是一种难以分析的生物标本，且在大多数临床中心很难检验。相较而言，更易获得的血EOS 是预测除奥马珠单抗外所有目前可用于严重哮喘生物制剂治疗效果的最成熟的生物标志物［1］。Ortega 等［9］的二次分析显示，mepolizumab 在较高基线的血EOS 和更频繁恶化的病人中显示出更强的临床疗效。然而血EOS 增多并不能统一预测治疗反应，在一项共纳入872 例采用奥马珠单抗治疗严重过敏性哮喘病人（SAA）的研究中显示［10］：SAA 病人对奥马珠单抗反应不随血EOS 计数而变化，提示奥马珠单抗在“高”和“低”嗜酸性粒细胞组中的治疗效果相似。一项前瞻性研究也显示，无论治疗前血EOS 及FeNO 如何，奥马珠单抗都能显著减少哮喘的急性发作［11］。这表明某些低生物标志物亚组的病人也可以从生物靶向治疗中受益。

血清骨膜蛋白是支气管上皮细胞响应IL-4/IL-13而分泌的细胞外基质蛋白，与调节黏液生成和气道重塑有关，可用于筛选病人能否进行抗IL-13治疗，且测定相较于FeNO 和嗜酸性粒细胞更稳定，日本相关研究显示基线血清膜蛋白水平可以预测奥马珠单抗治疗反应［12］。在抗IL-4α 治疗中，高血清骨膜素组在接受lebrikizumab 和dupilumab 治疗时，哮喘急性加重和肺功能缓解更明显［13］。

一项来自欧洲多中心研究支持使用尿白三烯E4（LTE4）和前列腺素D2（PGD2）代谢物作为潜在的生物标志物来指导哮喘的分子表型［14］。二肽基肽酶-4（DPP-4）水平较高病人的肺功能和健康状况对tralokinumab 治疗表现出更好改善［15］，已被提议作为抗IL-13 治疗的候选预测生物标志物，未来的研究应评估额外的生物标志物。总之，这些标志物的升高可能表明治疗反应性并进一步指导哮喘分层，这将允许临床医生选择性地使用生物制剂，并最终为个性化医疗提供路线图。

3 高T2型哮喘生物制剂靶向治疗

3.1 抗IGE 抗体奥马珠单抗是首个被批准治疗哮喘的生物制剂，通过阻止IgE 与其在肥大细胞、抗原呈递细胞和其他炎症细胞上的高亲和力FcεRⅠ受体结合，特异性结合游离IgE 并阻断过敏级联反应。奥马珠单抗治疗的安全性及有效性已经得到了世界各地研究的证实，其应用减少了医疗资源的使用，显著减少吸入性（ICS）及口服（OCS）糖皮质激素的使用剂量，改善哮喘症状及肺功能、提高生活质量、减少住院率［11］，还抑制促炎细胞因子和TGF-β的产生，从而预防气道纤维化，显著降低气道壁厚度［16］。此外其对阿司匹林加重呼吸道疾病（AERD）、过敏性支气管肺曲霉病（ABPA）、哮喘COPD 重叠综合征（ACOS）也有较好疗效［17］。常见的不良事件包括药物注射部位的局部反应、鼻咽炎、头痛、上呼吸道感染和鼻窦炎，长期使用奥马珠单抗不会增加出现恶性肿瘤的风险［18］。

利格珠单抗（Ligelizumab，QGE031）是人源化的IgG1 抗体，其结合IgE 比omalizumab 有更高的亲和力，在体内模型中抑制FcεRI 依赖性过敏反应更有效，但在抑制FcεRⅡ/CD23 介导的IgE 信号传导方面效果不如omalizumab［19］，且在2 期试验中显示并未显著改善哮喘ACQ-7 评分，未能证明疗效优于安慰剂和omalizumab［20］。

3.2 抗IL-5/IL-5R 抗体IL-5 是嗜酸性粒细胞增殖、迁移、活化的主要调节因子，导致气道平滑肌收缩、气道重塑和黏液生成增加，成为哮喘的主要药理靶点之一。抗IL-5 治疗是严重嗜酸性粒细胞增多哮喘病人的首选，目前开发的三种抗IL-5 药物均可将严重嗜酸粒细胞性哮喘病人的哮喘恶化率降低约50%， 减少血嗜酸性粒细胞计数［21］。

美泊利单抗（Mepolizumab，Nucala）：是第一种被批准的一种人源化IgG1 单克隆抗IL-5 抗体。一项涵盖19 个国家的多中心、 随机、双盲、安慰剂对照的3b 期试验（MUSCA）中［22］：mepolizumab 在嗜酸性粒细胞升高的哮喘病人中可以减少哮喘发作、改善哮喘控制（SGRQ）评分和全身性糖皮质激素使用。虽然一些研究显示FEV1 有所改善，但2017 年Cochrane［21］回顾显示与安慰剂相比并未发现使用mepolizumab对肺功能有任何临床意义的改善。

瑞利珠单抗（Reslizumab，Cinqair）：是一种人源化IgG4 单克隆抗体，阻止IL-5 与其受体α 的结合。在Castro等［23］3期试验中，对于吸入高剂量ICS未得到充分控制的病人，血EOS≥400 U/mL 时，reslizumab使肺功能和症状有所改善，但这些影响在嗜酸性粒细胞水平较低时不显著。3 期研究的事后分析表明，reslizumab可能有助于减少伴有鼻息肉病的慢性鼻窦炎病人的哮喘恶化［24］。

苯那利珠单抗（Benralizumab）：是一种针对IL-5α 亚基的IgG1 单克隆抗体。汇总分析显示，无论血EOS 基线如何，benralizumab 都能缓解哮喘急性加重，但肺功能和哮喘相关问卷评分的改善仅在较高嗜酸性粒细胞亚组中显著［21］。一项为期28 周的随机对照试验显示，benralizumab 使病人口服皮质类固醇使用量减少75%，每8 周给药能使哮喘年急性发作率比安慰剂减少70%，52%接受治疗的病人能够完全戒断口服皮质类固醇［25］。

目前三种IL-5 拮抗剂都有较好的安全性和耐受性，使用IL-5 抑制剂观察到的最严重的不良反应是过敏反应，有文献表明嗜酸性粒细胞数量减少可能会增加某些黏膜癌的风险［26］。其次，嗜酸性粒细胞在维持脂肪组织代谢方面具有至关重要的作用，长期抑制嗜酸性粒细胞可能会导致肥胖和代谢功能障碍，包括胰岛素抵抗［4］。我们需要对接受抗IL-5治疗的病人长期随访以解决这些潜在风险。

3.3 抗IL-4/IL-13 抗体IL-4 和IL-13 都利用共同的IL-4Rɑ链通过转录因子信号传感器和转录6激活子（STAT6）的磷酸化和激活来启动信号传导，IL-4和IL-13 促进杯状细胞过度表达，增加黏液分泌以及气道高反应性。

目前抗IL-13 生物制剂的临床试验疗效大多不理想，其中Lebrikizumab是一种人源化IgG4抗体，干扰IL-13 与IL-4rα 的结合，2 期试验显示在基线高血清骨膜蛋白水平的病人中，哮喘急性加重率和FEV1 改善更明显，然而在两项重复的3 期实验中，生物标志物高组（血清骨膜蛋白≥50 ng/L 或血EOS≥300个/微升）的病人对lebrikizumab 治疗效果未显示出一致性，且FEV1 虽显示轻微改善但哮喘相关评分没有差异［27］。另外Tralokinumab（CAT-354）在3期试验中显示其未能减少严重哮喘病人口服皮质类固醇的剂量，ACQ-6 和AQLQ 评分无明显改善［28］。在GSK679586 的2 期研究中，对使用了最大推荐剂量ICS 治疗仍无效的重度哮喘病人，附加GSK679586 治疗未能证明有ACQ-7 评分和FEV1 的改善，且治疗前后IgE 水平和血EOS 基本保持不变［29］。 虽然单独阻断IL-13 尚未被证明对治疗哮喘有效，但IL-4和IL-13的双重阻断显示出希望。

已经开发的两种针对IL-4Rα 的单克隆抗体，其中AMG-317 显示出相对较差的药代动力学，并且在中重度哮喘病人的临床试验中没有显示出疗效。杜普利单抗（Dupilumab，Dupixent）是目前唯一获得FDA 批准的靶向IL-4Rα 的人单克隆抗体，可减少哮喘急性加重率，改善FEV1 和ACQ-5 评分［8］，此外，dupilumab 在改善支气管高反应性方面比IL-5 抑制剂有更显著的作用，并能降低FeNO、IgE 等2型炎症生物标志物水平，但有研究结果表示血嗜酸性粒细胞计数升高［30］， 因为IL-4/IL-13 阻断机制可能不是抑制嗜酸性粒细胞分化，而是通过阻止嗜酸性粒细胞从血液中招募到组织中［31］。Dupilumab 还被FDA批准用于中重度特应性皮炎（AD）和鼻息肉病［32］。

3.4 抗胸腺基质淋巴细胞生成素抗体胸腺基质淋巴细胞生成素（TSLP）是一种上皮细胞衍生的细胞因子，与气道炎症的发生和持续存在有关，可以通过成纤维细胞增加胶原蛋白的产生和气道平滑肌的增殖来潜在地促进气道重塑［33］。Tezepelumab是一种特异性结合TSLP 的人IgG2λ 单克隆抗体。2期临床研究显示，无论Th2细胞因子和FeNO状态如何，与安慰剂相比，tezepelumab 能显著改善肺功能和严重哮喘病人的结局［34］。有研究观察到低T2 和高T2生物标志物亚组中，tezepelumab治疗都可降低哮喘基线加重率［35］，表明其对低T2炎症的病人具有潜在益处。目前暂没有观察到tezepelumab 对大气道或小气道重塑结局的影响，未来的长期研究可能会提供其对气道结构和功能的广泛益处的证据。

3.5 T2 哮喘潜在靶点和药物随着对哮喘免疫发病机制认识程度的提高，已经确定了其他炎症途径作为治疗靶点，并且正在开发新的生物制剂。IL-9在过敏性哮喘的病理发生中具有介导作用，但抗IL-9 制剂MEDI-528 在2 期试验显示，未得到控制的哮喘病人第13 周的ACQ-6 评分没有受到MEDI-528治疗的显著影响［36］，仍需进一步探索。IL-27由活化的抗原呈递细胞和巨噬细胞产生，可以抑制Th2 细胞的分化以及ILC2细胞的增殖，研究显示哮喘小鼠模型中预防性施用IL-27 可以缓解肺部Th2 炎症环境以及改善气道重塑［37］，因此IL-27 有望成为哮喘免疫治疗的新靶点。IL-33 通过刺激IL-13 从ILC2和肥大细胞释放来诱导气道高反应性，IL-33 与TSLP 合作促进2 型炎症，已有研究表明抗IL-33 抗体REGN3500 能够改善对严重哮喘的控制，但其治疗效果并未优于dupilumab［38］。前列素D2（PGD2）是T2 哮喘的关键递质之一，主要由肥大细胞产生。Fevipiprant 是一种非单克隆抗体的口服药物，可阻断前列腺素D2 与其受体（CRTH2）的结合，这种受体通常在Th2 细胞上表达，因此有望在高T2 型哮喘病人中起作用。然而临床试验显示其似乎只对FEV1 略有改善，类似于白三烯受体拮抗剂［39-40］。作为口服药物，fevipiprant 相对容易给药，但治疗哮喘的潜力并不确定，需要进一步地研究。

4 总结

奥马珠单抗作为第一个被用于哮喘治疗的靶向生物制剂，使T2 型哮喘病人的转归得到了改善。从那时起，针对2 型炎症的生物学方法成为一种新的有前景的个性化药物。哮喘生物制剂在这一领域的进展不仅有助于更好地诊断和靶向治疗，还将为需要解决的基础研究问题提供反馈。目前何时停止生物制剂的治疗没有既定的指南，对治疗反应的生物标志物的探索仍不全面，很多生物制剂的开发也尚不完善，在未来几年中我们应该努力解决上述问题，更好地掌握哮喘的表型及内型，这将有助于指导最佳治疗和监测治疗反应。