激素抵抗性哮喘

自五十年代以来，糖皮质激素因其独特的抗炎特性已成功地运用于支气管哮喘的治疗。近几年来，因认识到哮喘是一种以嗜酸粒细胞、肥大细胞反应为主的气道慢性炎症性疾病，糖皮质激素（特别是吸入剂型）被作为治疗哮喘最有效的抗炎药物，甚至被认为是目前能明确降低哮喘气道高反应性的唯一药物而广泛应用于临床。但并不是所有哮喘患者对糖皮质激素治疗都有效，有一部分哮喘患者即使长期或大剂量给予糖皮质激素治疗，其疗效也不理想。这种对糖皮质激素治疗不敏感的哮喘我们称之为激素抵抗性哮喘（steroid—resistanceinastnma）。若对激素抵抗性哮喘进行长期大剂量的糖皮质激素治疗非但不能奏效，反可导致一系列严重副作用的出现，因而是临床医师治疗哮喘病中面临的难点之一。充分认识激素抵抗性哮喘，并寻找出理想的替代性治疗，将有助于激素抵抗性哮喘的防治。第一节定义和临床特征激素抵抗性哮喘的概念最早是由Schwartz等于1968年提出来的。他们发现有部分哮喘患者对大剂量糖皮质激素治疗的临床反应很差，且外周血嗜酸细胞计数在糖皮质激素治疗后下降程度显著低于其他哮喘患者。1981年Carmichael等描述了激素抵抗性哮喘的临床特征，并将其定义为口服强的松龙（剂量＞20mg/d）治疗1周后，FEV1改善不超过15%的哮喘。而FEV1改善超过30%的则为激素敏感（steroid-sensitive）性哮喘。激素抵抗性哮喘的诊断还须符合下列条件：①哮喘诊断明确；②激素用量足。患者规则地服用激素，保证有足够剂量的激素到达气道；③生活环境中无刺激物，特别是室内过敏原或职业性致敏物持续存在；④排除潜在的哮喘加重因素如胃食管反流和药物等；⑤停用卩受体兴奋剂；⑥重度哮喘经严格治疗至少6个月。还须排除静止状态下其肺功能本身的异常。与激素敏感性哮喘相比，激素抵抗性哮喘具有年龄较大、病史较长、气道高反应性较严重以及更易出现夜间喘息症状等特点。我们在临床工作中对于已经使用足剂量糖皮质激素仍然不能控制症状的哮喘病人应提高警觉，以便及早发现和诊断激素抵抗性哮喘，及时停止不必要地使用糖皮质激素，避免激素所带来的副作用并采取其他替代性的有效治疗以控制哮喘发作。/临床上有部分哮喘患者需长期应用糖皮质激素来控制症状，称为糖皮质激素依赖性哮喘，此类患者口服糖皮质激素减量时则病情恶化。极少数患者每日需强的松龙40mg维持治疗，易误诊为激素抵抗性哮喘。第二节糖皮质激素抗炎机理在细胞水平，糖皮质激素通过被动扩散进入细胞浆，与胞浆内特异的糖皮质激素受体（glucocorticoidreceptor.GR）结合。GR由一类固醇和DNA结合亚单位及二个90KD的热休克蛋白组成。糖皮质激素与其受体结合后导致90KD热休克蛋白亚单位解离,暴露出DNA结合位点。激活的GR复合体移行到细胞核内与特异的DNA系列（糖皮质激素应答成分，glucocorticoidresponseelement，GRE）结合，调节（诱导或抑制）基因转录，发挥其抗炎效应。、抑制炎症细胞的激活和细胞因子的释放糖皮质激素对与哮喘相关的几种炎症细胞有直接抑制作用。可抑制巨噬细胞炎症介质和细胞因子的释放，抑制嗜酸粒细胞活化和细胞因子的释放，使循环和气道的嗜酸细胞和气道粘膜肥大细胞数量明显减少，抑制多种细胞因子如IL-1,IL-2,IL-3,IL-4,II.-5,IL-6.IL-8、肿瘤坏死因子a(TNF-a)、粒一单集落刺激因子(GM-CSF)等的转录，间接抑制IL-2转录，抑制磷脂酶A2基因转录，抑制内皮素-1基因表达。糖皮质激素还能增加抗炎蛋白的合成，抑制气道炎症。如能诱导产生脂皮素1,脂皮质素能直接作用于钙通道，减少钙内流从而抑制膜磷脂酶A2的活化，阻断了细胞膜磷脂的代谢，从而减少气道内血小板激活因子、白细胞三烯、前列腺素的合成。一氧化氮(NO)可增加气道血流、血浆渗出、促进Th2淋巴细胞增殖，使气道发生嗜酸粒细胞炎症。糖皮质激素通过抑制K链基因结合核因子(NF-kB)活化，进而抑制NO合成酶基因表达和酶活化，从而减少NO的产生。一、抑制炎症细胞的聚集和血浆渗出糖皮质激素能直接抑制某些细胞粘附分子，如免疫细胞粘附分子(ICAM)、内皮细胞选择素(E-selectin)的表达，也可通过抑制细胞介质(如IL-10和TNFa等)间接减少其表达，从而阻止炎症细胞聚集。另外，糖皮质激素可增加血管皮质素(vaso—cortin)合成，抑制毛细血管后静脉的血浆渗出。此外，糖皮质激素能增加特异性核酸内切酶的表达，阻断IL-5和GM-CSF(嗜酸粒细胞存活依赖介质)作用，加速嗜酸粒细胞死亡。诱导气道上皮细胞内中性内肽酶：通过减少速激肽(tachyinin)受体的表达来减少神经原性的炎症反应。第三节激素抵抗性哮喘的发生机制一、 原发性激素抵抗原发性激素抵抗较少见，常有家族史。其下丘脑一垂体一肾上腺轴抵抗地塞米松的抑制，且抵抗程度与GR亲和力缺陷有关。原发性激素抵抗的临床特征为总的血浆皮质醇浓度增高，但无似柯兴综合征迹象和症状。其机制可能是由于GR数量减少，与糖皮质激素结合亲和力下降或GR的DNA结合部位与细胞核内的GRE不能很好地结合所致。除了GR异常外，也见于雄激素、孕激素、盐皮质类固醇激素等受体异常。二、 糖皮质激素药代动力学异常在早期的研究报道中就提出，血浆清除率增加与激素抵抗有关。药物之间的相互作用(如抗惊厥药和利福平)可使激素清除率增加，导致激素疗效降低。后来又有研究发现，肌注倍他米松使FEV1改善的程度显著高于口服强的松龙，认为肌注药物的生物利用度较高或倍他米松的半衰期较长是引起这种差距的主要原因。11-甾酮类(如强的松)必须通过肝脏酶系统转化为有生物学活性的11-羟基形式才能通过细胞膜发挥生物学效应。有研究表明，长期、高剂量激素治疗可使肝脏谷丙转氨酶、谷草转氨酶、乳酸脱氢酶和碱性磷酸酶升高，进而影响到激素的代谢过程。但是在对激素敏感性和激素抵抗性哮喘进行激素的生物利用度和血浆清除率比较时，未发现明显异常。因而单凭糖皮质激素药代动力学异常似难以解释激素抵抗性哮喘的发生。北京哮喘医院：/三、 自身免疫性疾病由于在一些结缔组织疾病如风湿性关节炎，系统性红斑狼疮患者体内发现有抗脂皮质激素抗体的存在，这可能导致这些患者对激素治疗产生抵抗。故有人推测激素抵抗性哮喘也可能与哮喘患者体内的脂皮质素抗体有关，但在激素敏感性哮喘和激素抵抗性哮喘中未发现其IgM和IgG抗脂皮质素抗体有明显异常。故脂皮质素抗体的存在在激素抵抗型哮喘发生机理中所占地位有待进一步研究。1992年Broun等发现，激素抵抗性哮喘患者存在对激素的皮肤血管收缩反应异常，从而提出激素抵抗是组织对激素的反应能力全面缺陷所致。四、 细胞功能缺陷根据糖皮质激素的抗炎机理，对激素抵抗性哮喘机制的研究也主要集中在炎症细胞如单个核细胞和T淋巴细胞等的功能研究上，包括细胞受体功能状态，对细胞增殖反应和细胞因子产生的影响等。(一)细胞受体功能缺陷糖皮质激素治疗哮喘的效果主要归功于其对参与哮喘发病的各种细胞及其释放的炎性介质的作用。糖皮质激素能抑制嗜酸粒细胞，T淋巴细胞和血管内皮细胞的致炎作用。GR异常导致糖皮质激素抗炎作用减弱。在对激素抵抗性哮喘和激素敏感性哮喘进行的细胞受体功能研究中，Sher等根据激素抵抗性哮喘外周血单个核细胞(PBMC)的GR与糖皮质激素结合亲和力的差异，将其分成I型激素抵抗性哮喘和II型激素抵抗性哮喘两类。I型激素抵抗性哮喘占绝大多数，其PBMC的GR与糖皮质激素结合亲和力下降，核中GR数量增加。GR结合亲和力明显降低这一缺陷只存在于T淋巴细胞群，且单独培养数小时后恢复正常。但若与IL-2和IL-4-起培养，这一缺陷持续存在。II型激素抵抗性哮喘GR与糖皮质激素结合亲和力正常，而每个细胞GR结合位点数明显减少。其GR缺陷不只局限于T淋巴细胞群，在其他细胞中也存在，且不可逆，并与IL-2，1L-4混合培养无反应。上述结果提示占绝大多数的I型激素抵抗哮喘是获得性的，受体缺陷仅见于T细胞；占少数的II型激素抵抗哮喘则是一种原发的激素抵抗，受体缺陷存在于多种细咆正常人PBMC受体亲和力降低也因IL-2和IL-4的作用而不能恢复正常。由此可见，激素抵抗哮喘的受体缺陷可能是持续的免疫活化(细胞因子分泌)的结果。虽然细胞因子或免疫活化诱导激素受体亲和力下降的确切机制尚不明了，但这个问题的提出已促使人们开始重视免疫学异常与激素抵抗的关系。此外，近年有人认为激素敏感性哮喘在用糖皮质激素治疗后，其单核细胞补体受体(monocytecomplementreceptor，MCR)和补体受体增强作用(complementreceptoren-hancement,CRE)百分率较低，当停用激素后可恢复至治疗前水平，而且激素治疗时激素敏感性哮喘的MCR和GRE明显地低于激素治疗的激素抵抗性哮喘。推测激素抵抗性哮喘不能减少MCR和CRE的表达。激素抵抗性哮喘无论给予激素治疗与否，其MCR和CRE无明显不同。这些结果表明激素抵抗性哮喘单核细胞膜上补体受体表达存在缺陷。（二）细胞异常甲基泼尼松龙对激素敏感性和激素抵抗性哮喘经PHA刺激后PBMC增殖反应的影响不同。未用激素的情况下两型哮喘PBMC克隆生长数相同，但应用一定浓度甲基泼尼松龙后，激素敏感性哮喘PBMC克隆生长受到明显抑制，而相同浓度的甲基泼尼松龙不能抑制激素抵抗性哮喘PBMC克隆的生长，提示激素抵抗性哮喘单核细胞对激素的反应存在缺陷。此外，地塞米松在一定浓度下能明显抑制激素敏感性哮喘T淋巴细胞的增殖，但不能抑制激素抵抗性哮喘T淋巴细胞的增殖，也说明了激素抵抗性哮喘部分是由于T淋巴细胞对糖皮质激素不敏感所致。激素敏感性和激素抵抗性哮喘T淋巴细胞CD4+和CD8+的百分比无明显不同，但激素抵抗性哮喘其T淋巴细胞CD8和HLA-DA表达增加，提示激素抵抗性哮喘存在更多活化的T淋巴细胞。北京哮喘医院：/糖皮质激素抗炎作用中抑制细胞因子的产生和释放是其重要一环。有研究结果表明一定浓度的激素能抑制激素敏感性哮喘增殖的T淋巴细胞产生IL-2和Y-干扰素，对激素抵抗性哮喘IL-2和Y-干扰素的产生无抑制作用。此外，在激素治疗前激素敏感性和激素抵抗性哮喘PBMC自发式由脂多糖诱导下TNF的产生是相同的，激素治疗后，激素敏感性哮喘PBMC产生TNF明显减少，而在激素抵抗性哮喘基本无变化。说明糖皮质激素不能抑制单核细胞和T淋巴细胞产生和释放细胞因子是导致激素抵抗性哮喘的机制之一。综合近年来对激素抵抗性哮喘的研究,可以发现在激素抵抗性哮喘发生机制中可能起作用的细胞有单核细胞，中性粒细胞和淋巴细胞，而T淋巴细胞起关键作用。在哮喘患者的外周和支气管粘膜都可监测到活化的T淋巴细胞。T淋巴细胞产物如IL-2.II_-4,IL-5等在哮喘患者的气道粘膜中表达增加。哮喘患者经强的松治疗后，支气管肺泡灌洗液（BALF）中表达IL-4和IL-5mRNA的细胞数明显减少。有研究表明激素抵抗性哮喘存在IL-4，IL一5和IFN-Y基因表达的调节异常。激素敏感性哮喘患者口服强的松（40mg/d）l周后，随着临床症状与肺功能的显著改善，BALF中表达IL-4和IL-5mRNA的细胞数显著减少而表达IFN-丫mRNA的细胞数增加，但在激素抵抗性哮喘患者，治疗前后表达1L-4和IL一SmRNA的细胞数无明显改变，但治疗后表达IFN-mRNA的细胞数却明显减少。目前已明确，根据产生的细胞因子类型不同，人类T辅助（Th）细胞可分为Thl和Th2两型。Th1细胞产生IFN-丫和IL-2，主要介导细胞免疫反应。Th2细胞产生IL-4，IL-5和IL-10等，主要介导抗体产生（包括IgE）,变态反应和嗜酸粒细胞增多。Thl/Th2细胞相互调节，如IFN-Y抑制Th2细胞的分化功能。哮喘发病中以Th2细胞活化占优势.IL-4和IL一5产生增加，导致IgE合成增加和以嗜酸细胞为主的气道炎症。在激素抵抗哮喘，强的松治疗不能抑制T细胞产生IL-4和IL-5，而IFN-7反而降低，反映了激素抵抗与Thl/Th2类细胞表达的调节异常有关。这种异常的细胞因子表达可能降低了激素受体的亲和力以及T淋巴细胞对激素的反应性。五、继发性激素抵抗由于哮喘疾病本身的发展或治疗而引起的激素抵抗性哮喘称为继发性激素抵抗,主要归纳有以下几种因素所造成。1.GR下调对正常人的研究表明，口服强的松后PBMC的GR下调，但吸入糖皮质激素是否减少气道细胞的CR表达尚未定论。GR下调可能是其与某些转录因子(AP-1和NF-KB)相互作用的结果。北京哮喘医院：/2细咆因子效应几种致炎因子(包括IL-1B、IL-6和TNFa)可激活AP-1和NF-KB。这些激活的转录因子与GR结合形成复合物，导致GR有效数目减少，引起对糖皮质激素的效应减弱。随着哮喘炎症增强，糖皮质激素效应性减弱将更甚，导致应用糖皮质激素不能控制哮喘恶化。但是一旦大剂量糖皮质激素控制了炎症，糖皮质激素效应将重新增加，较低剂量的糖皮质激素能控制哮喘的炎症反应。3.B2激动剂作用高浓度的B2激动剂通过增加cAMP浓度，激活cAMP应答成分结合蛋白(CREB)并形成CREB-GR复合物，减少GR与GRE结合，可诱导继发性激素抵抗。4经前期哮喘某些妇女经前哮喘症状加重，PEF下降明显，月经来潮时恢复。经前哮喘对糖皮质激素反应差，但对孕酮反应佳，提示有一种激素抵抗是受内源性女性激素水平调节的。孕激素下降和雌激素增加减低某些哮喘妇女对糖皮质激素反应的机制不明，可能涉及到GRE结合位点的某种竞争，因为雌、孕激素受体与GR结构很类似。5病毒感染激素抵抗也可为病毒感染的结果。许多病毒能激活转录因子，干扰糖皮质激素效应。腺病毒EIA蛋白可增加癌基因(oncogene)表达，继而引起糖皮质激素抵抗。第四节治疗近年来对激素抵抗性哮喘推荐用一些药物替代糖皮质激素进行治疗。氨甲蝶吟、环抱素A和金制剂等，对哮喘有类似糖皮质激素的抗炎作用，对激素抵抗性和糖皮质激素依赖性哮喘均有治疗价值。但是这些药物因为副作用大，故仅用于明确的激素抵抗性哮喘和发生了糖皮质激素严重副反应的糖皮质激素依赖性哮喘。一、 三乙酰夹竹桃霉素(triacetylolearldomycin,TAO)TAO在1957年作为具有抗革兰阴性菌特性的夹竹桃霉素乙酰化的衍生物而首次合成。它在哮喘治疗中的作用机理未明，其抗炎作用与其抗菌特性和改变甲基泼尼松龙代谢的作用无关。研究结果证实TAO在严重激素依赖性哮喘中能明显减少哮喘发作次数，激素用量和住院天数，也有改善肺功能。此外，TAO已证明能恢复激素抵抗性哮喘患者的T淋巴细胞对糖皮质激素的反应性。TAO的主要副作用是肝脏损害，但250mg隔日一次TAO用量用于哮喘治疗未见肝脏损害，其他副作用包括骨无机物含量减少和血浆葡萄糖水平增高等。二、 甲氨蝶吟(methotrexate，MTX)MTX为叶酸拮抗剂，具有较强的免疫抑制作用，对体液免疫的抑制作用似较对细胞免疫的作用为强。用于治疗牛皮癣和风湿性关节炎已近40年，现也用于肿瘤治疗。其在哮喘治疗中作用机理主要是由于MTX还具有强有力的抗炎作用，抗炎作用部分是由于抑制对组织胺等炎症性介质的反应。研究结果表明，低剂量(5〜50mg/周)MTX的治疗，能明显减少严重激素依赖性哮喘患者的激素用量。MTX的主要副作用为消化系统反应，大剂量时有肝毒性。此外还可能引起骨髓抑制、肾脏损害和皮疹。妊娠早期用药能致胎儿发育不良，流产、死胎或畸胎。但低剂量用于哮喘治疗至今尚未有严重副作用的报道。三、 环抱霉素(cyclosporin)环抱霉素是从霉菌的代谢产物中提取的免疫抑制剂。它能强有力地抑制T淋巴细胞增殖和淋巴因子的产生和释放，此外还能抑制肥大细胞和嗜酸细胞释放组胺;抑制血小板增生；抑制巨噬细胞因子的合成及抑制血小板激活因子等。环抱霉素与激素抑制T淋巴细胞功能的机制有所不同，前者能抑制激素抵抗性哮喘T淋巴细胞的增殖和细胞因子的释放，而后者则不能。环抱霉素是治疗激素抵抗性哮喘