激素抵抗型哮喘發(fā)病機制研究進展

［摘要］激素抵抗型哮喘是對較大劑量的糖皮質(zhì)激素治療反應(yīng)很差的哮喘。綜述了近5a來國內(nèi)外對激素抵抗型哮喘分類，重點從細(xì)胞功能、細(xì)胞因子、轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)、熱休克蛋白基因調(diào)節(jié)、自身調(diào)節(jié)的角度探討了繼發(fā)性激素抵抗型哮喘的發(fā)病機制。

隨著對哮喘本質(zhì)認(rèn)識的深入，治療的重點轉(zhuǎn)變?yōu)轭A(yù)防和控制氣道炎癥和氣道高反應(yīng)(AHR)［1］。糖皮質(zhì)激素(簡稱激素)是強有力的抗炎藥物［2］。如何充分發(fā)揮激素的治療效應(yīng)，減少激素的副作用，是臨床醫(yī)生十分重視的問題。激素對哮喘的治療作用存在很大差異。臨床上有一部分哮喘病人對激素治療產(chǎn)生抵抗，使其治療比較困難或?qū)е聡?yán)重的副作用。

激素抵抗型(steriod-resistant,SR)哮喘，是指那些用大劑量激素(一般為口服潑尼松40mg·d-1)治療1wk(一般為7～14d)后，其1s用力呼氣容積不超過15％的哮喘。如FEV1改善率超過25％則為激素敏感型哮喘。其余為激素依賴性哮喘。與SS哮喘相比較，SR哮喘具有年齡較大、哮喘史長、氣道反應(yīng)性明顯增高及夜間發(fā)作等特點。研究表明，激素抵抗只限于激素抗炎和免疫調(diào)節(jié)方面，而與其藥物動力學(xué)無關(guān)，故可能與糖皮質(zhì)激素受體異常有關(guān)。現(xiàn)一般從發(fā)病機制上將SR哮喘分為原發(fā)性和繼發(fā)性2種。

原發(fā)性SR哮喘原發(fā)性SR哮喘是由原發(fā)性GR親和力異常造成的，為激素受體病，因GR缺陷常造成胎兒流產(chǎn)、死亡，故較少見，常有家族史。Diana等［3］對1例6a男病兒的單核淋巴細(xì)胞激素受體脫氧核糖核酸序列研究表明，其染色體2317位點第729個氨基酸上A突變?yōu)镈，氨基酸代碼ATT變?yōu)镈TT。在分別轉(zhuǎn)染野生型人GR與人GR-I1e729的COS-1細(xì)胞株上，其GR解離平衡常數(shù)各是nmol·L-1和nmol·L-1。說明GR激素結(jié)合區(qū)的突變可能是原發(fā)性SR哮喘的發(fā)病原因之一。

繼發(fā)性SR哮喘繼發(fā)性SR哮喘是由于繼發(fā)性GR缺陷，使GR與激素或特異性DNA結(jié)合部位的親和力下降等異常所致。其病人易出現(xiàn)柯興氏綜合征的跡象和癥狀，其清晨血漿皮質(zhì)醇濃度下降。其發(fā)病機制可能為：

1細(xì)胞功能異常通過在SR哮喘發(fā)病機制中可能起作用的細(xì)胞如單核細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、淋巴細(xì)胞等研究表明，T淋巴細(xì)胞起關(guān)鍵作用。Sher等［4］研究發(fā)現(xiàn)，哮喘病人不論是SR哮喘還是SS哮喘，都有T淋巴細(xì)胞GR缺陷，只是SR哮喘下降的程度比SS哮喘明顯。大多數(shù)SR哮喘的GR缺陷局限于T淋巴細(xì)胞，僅極少數(shù)不只限于T淋巴細(xì)胞。Joseph等［5］通過幾種激素不同濃度時對SR哮喘和SS哮喘中T淋巴細(xì)胞的作用發(fā)現(xiàn)，SR哮喘中半抑制濃度(IC50)大約是SS哮喘的100倍，且在氫化可的松和布地奈德的治療中有統(tǒng)計學(xué)意義。生理濃度的氫化可的松不能抑制SR哮喘中植物凝集素誘導(dǎo)的T淋巴細(xì)胞分化，但對SS哮喘的T淋巴細(xì)胞有顯著抑制作用，說明內(nèi)源性氫化可的松可能對抑制SR哮喘病人氣道炎癥無效。也說明，激素抵抗是T淋巴細(xì)胞在基礎(chǔ)水平上仍處于活化狀態(tài)，使得激素的作用不敏感。孫永昌等［6］發(fā)現(xiàn)潑尼松治療前SR哮喘和SS哮喘病人血清中可溶性白細(xì)胞介素-2受體(sIL-2R)的水平均顯著高于正常對照組(P＜0．001），說明哮喘病人外周血T淋巴細(xì)胞處于活化狀態(tài)。潑尼松治療后SS哮喘中sIL-2R水平顯著下降，但SR哮喘的sIL-2R無明顯變化。潑尼松對SR哮喘中T淋巴細(xì)胞增殖的抑制作用顯著低于SS哮喘。但氧化苦參堿(oxymatrine）和胸腺免疫抑制物對T淋巴細(xì)胞增殖的抑制作用在2組之間無顯著性差異。說明T淋巴細(xì)胞對激素的反應(yīng)性降低及由此引起的T淋巴細(xì)胞持續(xù)活化是SR哮喘的免疫特點。

2細(xì)胞因子調(diào)節(jié)異常Jeffey等［7］通過在體外培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)，與正常組相比，SR哮喘病人的外周血單個核細(xì)胞單獨培養(yǎng)24h后，其PBMC中GR親和力明顯下降，且培養(yǎng)48h后可恢復(fù)正常。但加入白細(xì)胞介素-2和白細(xì)胞介素-4培養(yǎng)后其GR親和力的下降卻無明顯改善，且此IL-2和IL-4的作用可被γ-干擾素阻止。IL-2和IL-4協(xié)同作用使T淋巴細(xì)胞的GR親和力和T淋巴細(xì)胞對激素的反應(yīng)性下降。這說明在哮喘持續(xù)炎癥過程中，某些細(xì)胞因子可能使GR對激素的反應(yīng)性受損。激素不能抑制他們誘導(dǎo)的T淋巴細(xì)胞分化和細(xì)胞因子的分泌。Leung等［8］認(rèn)為SR哮喘可能與輔助性T淋巴細(xì)胞亞群細(xì)胞因子基因表達(dá)的改變有關(guān)。一般說來，變應(yīng)性哮喘氣道中Th2細(xì)胞占優(yōu)勢，其表達(dá)的IL-4、白細(xì)胞介素-5等導(dǎo)致IgE合成增加和以嗜酸性粒細(xì)胞為主的氣道炎癥，故細(xì)胞因子分泌和進行性炎癥可導(dǎo)致SR哮喘。SR哮喘病人與SS哮喘相比，治療前其支氣管肺泡灌洗液中細(xì)胞表達(dá)IL-2，IL-4明顯得多，但INF-γ和IL-5信使核糖核酸表達(dá)無明顯差異。治療后2組IL-2表達(dá)均無明顯改變，但SS哮喘BALF中mRNA陽性細(xì)胞表達(dá)IL-4，IL-5的數(shù)量明顯下降，IFN-γ轉(zhuǎn)錄增強，而SR哮喘中IL-4，IL-5無明顯變化，IFN-γ卻意外地下降。說明SR哮喘中IL-4，IL-5水平較高，而IFN-γ水平較低。故SR哮喘與氣道中編碼Thl／Th2細(xì)胞因子的基因表達(dá)調(diào)節(jié)障礙有關(guān)。Spahn等［9］用3H-地塞米松放射配基分析法和Scatchard分析證明，與SS哮喘相比，SR哮喘病人氣道中白細(xì)胞介素-13mRNA表達(dá)的水平明顯增高。IL-13對非T淋巴細(xì)胞群，尤其是單核細(xì)胞系中GR親和力有顯著降低作用，使這些細(xì)胞中氫化可的松對抑制脂多糖誘導(dǎo)白細(xì)胞介素-6產(chǎn)生的作用顯著降低。孫永昌等［10］發(fā)現(xiàn)SR哮喘和SS哮喘在一般臨床特征及基礎(chǔ)肺功能方面無顯著差異。SR型哮喘PBMC的GR水平顯著降低(P＜)，且地塞米松對PBMC產(chǎn)生IL-4的抑制作用下降(P＜)。均說明SR哮喘在細(xì)胞因子方面存在異常。

3轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)異常通過藥物動力學(xué)和放射配基分析方法等研究表明SR哮喘病人GR在轉(zhuǎn)錄水平上存在異常。Adcock等［11，12］對PBMC中核內(nèi)轉(zhuǎn)導(dǎo)的GR與激素反應(yīng)元件(GRE)的親和力研究發(fā)現(xiàn)，在SS哮喘和正常非哮喘病人中，地塞米松可誘導(dǎo)PBMC的GR-GRE親和力明顯快速而穩(wěn)定上升2倍，而在SR哮喘中卻顯著下降。通過Scatchard分析表明，GR-GRE親和力沒有改變，但能與DNA結(jié)合的GR數(shù)量卻有所下降。認(rèn)為SR哮喘可能同與GRE結(jié)合的GR數(shù)量減少有關(guān)。通過對SR哮喘和SS哮喘病人PBMC中轉(zhuǎn)錄因子活化蛋白-1(AP-1)、胞核因子-κB(NF-κB))、環(huán)磷腺苷反應(yīng)元件結(jié)合蛋白(CREB)與DNA結(jié)合位點的親和力及其與GR結(jié)合的能力分析，發(fā)現(xiàn)盡管SR哮喘在炎癥中活化的其他轉(zhuǎn)錄因子未受影響，但GR與AP-1之間相互作用顯著下降。AP-1和NF-κB與GR的雙信號識別是激素對呼吸道上皮細(xì)胞抗炎作用的機制［13］。SR哮喘病人細(xì)胞核中AP-1與DNA的親和力基礎(chǔ)水平上升。其表達(dá)AP-1組分C-fos,C-jun的mRNA數(shù)目及序列均無異常。此結(jié)果表明，GR與GRE及AP-1結(jié)合的改變或者阻礙GR-DNA結(jié)合的AP-1水平上升，是激素在這些細(xì)胞中激素抵抗的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)。

4熱休克蛋白基因表達(dá)異常國內(nèi)學(xué)者姚彬等［14］采用逆轉(zhuǎn)錄-多聚酶鏈反應(yīng)技術(shù)研究PBMC中熱休克蛋白70，90α,90βmRNA的表達(dá)及采用細(xì)胞增殖抑制實驗觀察地塞米松對T淋巴細(xì)胞增殖的抑制程度。結(jié)果表明正常人不表達(dá)Hsp70mRNA，SR哮喘組HsP70,90α,90βmRNA表達(dá)明顯高于SS哮喘組。2組Hsp90α,90β均顯著高于正常組。SS，SR哮喘中Hsp70，90α,90βmRNA表達(dá)與T淋巴細(xì)胞增殖的抑制程度呈顯著負(fù)相關(guān)(P＜）。SR哮喘PBMC中均有Hsp70，90基因的表達(dá)，且隨著炎癥程度加重和持續(xù)時間的延長，這種表達(dá)能力增強；HSp90基因表達(dá)水平越高，地塞米松越難以抑制T淋巴細(xì)胞的增殖。

5自身調(diào)節(jié)異常GR分GR-α和GR-β2種形式，兩者同時存在于效應(yīng)細(xì)胞中，有相互拮抗的作用。GR-α在激素結(jié)合狀態(tài)通過與特異性GRE的DNA序列的結(jié)合而調(diào)節(jié)激素反應(yīng)性基因的表達(dá)。GR-β不與激素結(jié)合，有負(fù)性轉(zhuǎn)錄作用。Korn等［15］研究認(rèn)為GR-β以濃度依賴形式抑制激素活性GR-α對激素反應(yīng)性基因的作用，可能是通過與GR-α競爭GRE或干擾GR-α的信號傳遞過程而實現(xiàn)的。Leung等［16］通過對PBMC中GR-α和GR-β研究表明，SR哮喘的PBMC中GR-β免疫活性細(xì)胞數(shù)量顯著增高。他們發(fā)現(xiàn)SR哮喘中細(xì)胞誘導(dǎo)的GR與DNA親和力異常，可用攜帶GR-β基因的轉(zhuǎn)錄細(xì)胞系轉(zhuǎn)染復(fù)制，從而導(dǎo)致GR-α與DNA的親和力下降。故認(rèn)為細(xì)胞誘導(dǎo)的SR哮喘與GR-β數(shù)量升高而使α／β的比例失調(diào)有關(guān)。

綜上所述，SR哮喘可能是由GR結(jié)構(gòu)和功能異常所致。臨床上多見于由哮喘疾病本身的發(fā)展或治療而引起的繼發(fā)型激素抵抗。主要歸納有2種因素。一種是GR下調(diào)，幾種致炎因子可激活轉(zhuǎn)錄因子AP-1和NF-κB與GR結(jié)合形成復(fù)合物，或由于GR的自身調(diào)節(jié)，導(dǎo)致GR有效數(shù)目下降。另一種是影響GR的信號傳導(dǎo)途徑，細(xì)胞因子、轉(zhuǎn)錄因子表達(dá)異常可能影響到GR信號傳導(dǎo)途徑的某個環(huán)節(jié)，使GR功能受損。在研究中存在以下問題：(1)SR哮喘的診斷標(biāo)準(zhǔn)，與激素依賴型、SS的劃分，不十分統(tǒng)一。(2)臨床病例數(shù)太少，不到10例。(3)吸入激素是否減少氣道細(xì)胞的GR表達(dá)尚無定論。盡管從細(xì)胞、分子、轉(zhuǎn)錄等水平進行了研究，其發(fā)病機制仍很不明確，治療上仍存在很多問題。對其進行進一步深入研究，將有助于了解激素的作用機制和支氣管哮喘的發(fā)病機制，有助于正確防治哮喘。

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