激素抵抗型哮喘发病机制研究进展

　　［摘要］　激素抵抗型哮喘是对较大剂量的糖皮质激素反应很差的哮喘。综述了近5 a来国内外对激素抵抗型哮喘分类，重点从细胞功能、细胞因子、转录调节、热休克蛋白基因调节、自身调节的角度探讨了继发性激素抵抗型哮喘的发病机制。

　　
　　随着对哮喘本质认识的深入，治疗的重点转变为预防和控制气道炎症和气道高反应(AHR)［1］。糖皮质激素(简称激素)是强有力的抗炎药物［2］。如何充分发挥激素的治疗效应，减少激素的副作用，是临床医生十分重视的问题。激素对哮喘的治疗作用存在很大差异。临床上有一部分哮喘病人对激素治疗产生抵抗，使其治疗比较困难或导致严重的副作用。

　　激素抵抗型(steriod-resistant, SR)哮喘，是指那些用大剂量激素(一般为口服泼尼松40 mg·d-1)治疗1 wk(一般为7～14 d)后，其1 s用力呼气容积（ FEV1)的改善率（实测值／预计值）不超过15 ％的哮喘。如FEV1改善率超过25 ％则为激素敏感型（ steriod-sensitive， SS）哮喘。其余为激素依赖性哮喘。与SS哮喘相比较，SR哮喘具有年龄较大、哮喘史长、气道反应性明显增高及夜间发作等特点。研究表明，激素抵抗只限于激素抗炎和免疫调节方面，而与其药物动力学无关，故可能与糖皮质激素受体（GR）异常有关。现一般从发病机制上将SR哮喘分为原发性和继发性2种。

　　原发性SR哮喘　原发性SR哮喘是由原发性GR亲和力异常造成的，为激素受体病，因GR缺陷常造成胎儿流产、死亡，故较少见，常有家族史。Diana等［3］对1例6 a男病儿的单核淋巴细胞激素受体脱氧核糖核酸（DNA）序列研究表明，其染色体2317位点第729个氨基酸上A突变为D，氨基酸代码ATT变为DTT。在分别转染野生型人GR与人GR-I1e729的COS-1细胞株上，其GR解离平衡常数（Kd）各是（0.799±0.068） nmol·L-1和（1.54± 0.06） nmol·L-1（P＜0.01）。说明GR激素结合区的突变可能是原发性SR哮喘的发病原因之一。

　　继发性SR哮喘　继发性SR哮喘是由于继发性GR缺陷，使GR与激素或（和）特异性DNA结合部位的亲和力下降等异常所致。其病人易出现柯兴氏综合征的迹象和症状，其清晨血浆皮质醇浓度下降。其发病机制可能为：

　　1　细胞功能异常　通过在SR哮喘发病机制中可能起作用的细胞如单核细胞、中性粒细胞、淋巴细胞等研究表明，T淋巴细胞起关键作用。Sher等［4］研究发现，哮喘病人不论是SR哮喘还是SS哮喘，都有T淋巴细胞GR缺陷，只是SR哮喘下降的程度比SS哮喘明显。大多数SR哮喘的GR缺陷局限于T淋巴细胞，仅极少数不只限于T淋巴细胞。Joseph等［5］通过几种激素不同浓度时对SR哮喘和SS哮喘中T淋巴细胞的作用发现，SR哮喘中半抑制浓度(IC50)大约是SS哮喘的100倍，且在氢化可的松和布地奈德的治疗中有统计学意义。生理浓度的氢化可的松不能抑制SR哮喘中植物凝集素（PHA）诱导的T淋巴细胞分化，但对SS哮喘的T淋巴细胞有显著抑制作用，说明内源性氢化可的松可能对抑制SR哮喘病人气道炎症无效。也说明，激素抵抗是T淋巴细胞在基础水平上仍处于活化状态，使得激素的作用不敏感。孙永昌等［6］发现泼尼松治疗前SR哮喘和SS哮喘病人血清中可溶性白细胞介素-2受体(sIL-2R)的水平均显著高于正常对照组(P＜0．001），说明哮喘病人外周血T淋巴细胞处于活化状态。泼尼松治疗后SS哮喘中sIL-2R水平显著下降，但SR哮喘的sIL-2R无明显变化。泼尼松对SR哮喘中T淋巴细胞增殖的抑制作用显著低于SS哮喘。但氧化苦参碱(oxymatrine）和胸腺免疫抑制物对T淋巴细胞增殖的抑制作用在2组之间无显著性差异。说明T淋巴细胞对激素的反应性降低及由此引起的T淋巴细胞持续活化是SR哮喘的免疫特点。

　　2　细胞因子调节异常　Jeffey等［7］通过在体外培养发现，与正常组相比，SR哮喘病人的外周血单个核细胞（PBMC）单独培养24 h后，其PBMC中GR亲和力明显下降，且培养48 h后可恢复正常。但加入白细胞介素- 2（IL- 2）和白细胞介素-4（IL-&nbs p;4）培养后其GR亲和力的下降却无明显改善，且此IL-2和 IL-4的作用可被γ-干扰素（IFN-γ）阻止。IL-2和IL-4协同作用使T淋巴细胞的GR亲和力和T淋巴细胞对激素的反应性下降。这说明在哮喘持续炎症过程中，某些细胞因子可能使GR对激素的反应性受损。激素不能抑制他们诱导的T淋巴细胞分化和细胞因子的分泌。Leung等［8］认为SR哮喘可能与辅助性T淋巴细胞亚群（Thl／Th2）细胞因子基因表达的改变有关。一般说来，变应性哮喘气道中Th2细胞占优势，其表达的IL-4、白细胞介素-5（IL-5）等导致IgE合成增加和以嗜酸性粒细胞为主的气道炎症，故细胞因子分泌和进行性炎症可导致SR哮喘。SR哮喘病人与SS哮喘相比，治疗前其支气管肺泡灌洗液（BALF）中细胞表达IL-2，IL-4明显得多，但INF-γ和IL-5信使核糖核酸（mRNA）表达无明显差异。治疗后2组IL-2表达均无明显改变，但SS哮喘BALF中mRNA阳性细胞表达IL-4，IL-5的数量明显下降，IFN-γ转录增强，而SR哮喘中IL-4，IL-5无明显变化，IFN-γ却意外地下降。说明SR哮喘中IL-4，IL-5水平较高，而 IFN-γ水平较低。故SR哮喘与气道中编码Thl／Th2细胞因子的基因表达调节障碍有关。Spahn等［9］用3H-地塞米松放射配基分析法和Scatchard分析证明，与SS哮喘相比，SR哮喘病人气道中白细胞介素-13（IL-13）mRNA表达的水平明显增高。IL-13（其性质和IL-4相似）对非T淋巴细胞群，尤其是单核细胞系中GR亲和力有显著降低作用，使这些细胞中氢化可的松对抑制脂多糖（LPS）诱导白细胞介素-6（IL-6）产生的作用显著降低。孙永昌等［10］发现SR哮喘和SS哮喘在一般临床特征及基础肺功能方面无显著差异。SR型哮喘PBMC的GR水平显著降低(P＜0.05)，且地塞米松对PBMC产生IL-4的抑制作用下降(P＜0.001)。均说明SR哮喘在细胞因子方面存在异常。

　　3　转录调节异常　通过药物动力学和放射配基分析方法等研究表明SR哮喘病人GR在转录水平上存在异常。Adcock等［11，12］对PBMC中核内转导的GR与激素反应元件(GRE)的亲和力研究发现，在SS哮喘和正常非哮喘病人中，地塞米松可诱导PBMC的GR-GRE亲和力明显快速而稳定上升2倍，而在SR哮喘中却显著下降。通过Scatchard分析表明，GR-GRE亲和力没有改变，但能与DNA结合的GR数量却有所下降。认为SR哮喘可能同与GRE结合的GR数量减少有关。通过对SR哮喘和SS哮喘病人PBMC中转录因子活化蛋白-1(AP-1)、胞核因子-κB(NF-κB))、环磷腺苷反应元件结合蛋白(CREB)与DNA结合位点的亲和力及其与GR结合的能力分析，发现尽管SR哮喘在炎症中活化的其他转录因子未受影响，但GR与AP-1之间相互作用显著下降。AP-1和NF-κB与GR的双信号识别是激素对呼吸道上皮细胞抗炎作用的机制［13］。SR哮喘病人细胞核中AP-1与DNA的亲和力基础水平上升。其表达AP-1组分C-fos, C-jun的mRNA数目及序列均无异常。此结果表明，GR与GRE及AP-1结合的改变或者阻碍GR-DNA结合的AP-1水平上升，是激素在这些细胞中激素抵抗的细胞学基础。

　　4　热休克蛋白基因表达异常　国内学者姚彬等［14］采用逆转录-多聚酶链反应（RT-PCR）技术研究PBMC中热休克蛋白（Hsp）70， 90 α,90 β mRNA的表达及采用细胞增殖抑制实验观察地塞米松对T淋巴细胞增殖的抑制程度。结果表明正常人不表达Hsp70 mRNA， SR哮喘组 HsP70, 90 α,90 β mRNA表达明显高于SS哮喘组（P＜0.01）。2组Hsp90 α,90 β均显著高于正常组。SS，SR哮喘中Hsp70， 90α,90 β mRNA表达与（地塞米松为10-7 mol·L-1时）T淋巴细胞增殖的抑制程度呈显著负相关(P＜0.01）。SR哮喘PBMC中均有Hsp70，90基因的表达，且随着炎症程度加重和持续时间的延长，这种表达能力增强；HSp90基因表达水平越高，地塞米松越难以抑制T淋巴细胞的增殖。

　　5　自身调节异常　GR分GR-α和GR-β 2种形式，两者同时存在于效应细胞中，有相互拮抗的作用。GR-α在激素结合 状态通过与特异性GRE的DNA序列的结合而调节激素反应性基因的表达。GR-β不与激素结合，有负性转录作用。Korn等［15］研究认为GR-β以浓度依赖形式抑制激素活性GR-α对激素反应性基因的作用，可能是通过与GR-α竞争GRE或干扰GR-α的信号传递过程而实现的。Leung等［16］通过对PBMC中GR-α和GR-β研究表明，SR哮喘的PBMC中GR-β免疫活性细胞数量显著增高。他们发现SR哮喘中细胞诱导的GR与DNA亲和力异常，可用携带GR-β基因的转录细胞系转染复制，从而导致GR-α与DNA的亲和力下降。故认为细胞诱导的SR哮喘与GR-β数量升高而使α／β的比例失调有关。

　　综上所述，SR哮喘可能是由GR结构和功能异常所致。临床上多见于由哮喘疾病本身的或治疗而引起的继发型激素抵抗。主要归纳有2种因素。一种是GR下调，几种致炎因子可激活转录因子AP-1和NF-κB与GR结合形成复合物，或由于GR的自身调节，导致GR有效数目下降。另一种是影响GR的信号传导途径，细胞因子、转录因子表达异常可能影响到GR信号传导途径的某个环节，使GR功能受损。在研究中存在以下问题：(1) SR哮喘的诊断标准，与激素依赖型、SS的划分，不十分统一。(2) 临床病例数太少，不到10例。(3) 吸入激素是否减少气道细胞的GR表达尚无定论。尽管从细胞、分子、转录等水平进行了研究，其发病机制仍很不明确，治疗上仍存在很多问题。对其进行进一步深入研究，将有助于了解激素的作用机制和支气管哮喘的发病机制，有助于正确防治哮喘。

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