周 絢，楊文賢（1.重慶市中山醫(yī)院藥劑科，重慶 40000；.第三軍醫(yī)大學(xué)全軍免疫學(xué)研究所，重慶 400038）

臨床應(yīng)用糖皮質(zhì)激素（Glucocorticoid，GC）治療急性肺損傷（Acute 1ung injury，ALI）/急性呼吸窘迫綜合征（Acute respiratory distress syndrome，ARDS）已有近50年歷史。隨著對(duì)GC的深入研究及廣泛應(yīng)用，國(guó)內(nèi)外學(xué)者發(fā)現(xiàn)GC預(yù)防及治療ALI/ARDS 的主要作用機(jī)制是抗炎和抗纖維化。在ALI/ARDS 的病理發(fā)展過(guò)程中，失控的炎癥反應(yīng)是伴隨始終的，這使得GC的抗炎作用尤顯重要。筆者查閱近5年來(lái)國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，共查閱到相關(guān)文獻(xiàn)129 篇，其中有效文獻(xiàn)84 篇，對(duì)GC 治療ALI/ARDS抗炎機(jī)制的研究進(jìn)展進(jìn)行歸納和總結(jié)。

1 理論基礎(chǔ)

ALI 是指由心源性以外的直接和間接致傷因素導(dǎo)致的肺泡上皮細(xì)胞及肺血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷，造成彌散性肺間質(zhì)及肺泡內(nèi)水腫、肺不張，導(dǎo)致急性進(jìn)行性呼吸困難和低氧血癥，其發(fā)展至嚴(yán)重階段（氧合指數(shù)＜200）被稱(chēng)為ARDS。

當(dāng)ALI/ARDS 發(fā)生時(shí)，機(jī)體會(huì)分泌大量細(xì)胞因子，從而激活下丘腦-腺垂體-腎上腺皮質(zhì)軸，導(dǎo)致腎上腺皮質(zhì)激素分泌失調(diào)，晝夜節(jié)律紊亂。同時(shí)，炎性細(xì)胞釋放多種促炎介質(zhì)，使局部或全身出現(xiàn)特異性皮質(zhì)激素拮抗。這兩者都會(huì)導(dǎo)致過(guò)度免疫調(diào)節(jié)，使機(jī)體難以控制炎性反應(yīng)，進(jìn)一步出現(xiàn)重癥相關(guān)性腎上腺皮質(zhì)功能不全（Critical illness-related corticosteroid insufficiency，CIRCI），使腎上腺皮質(zhì)激素不能被及時(shí)、充分利用[1]。因此，及時(shí)給予外源性替代劑量的GC 治療ALI/ARDS 患者，理論上是合理、可行的。

2 臨床用藥

長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)GC 治療ALI/ARDS 的效果、時(shí)機(jī)、劑量、療程及并發(fā)癥都存有爭(zhēng)議，至今尚未達(dá)成一致意見(jiàn)。

Weigelt JA等[2]、Spurg CL等[3]、Luce JM等[4]和Bone Rc等[5]的研究不支持早期應(yīng)用大劑量GC 預(yù)防ARDS，認(rèn)為GC 治療并不能改善患者的肺功能，且會(huì)增加感染的發(fā)生率，不能減少ARDS 患者的病死率。Meduri GU 等[6]和Marik PE 等[7]的研究認(rèn)為，ARDS早期用甲基潑尼松龍治療，可以減輕肺組織損傷，減少肺組織液滲出和中性粒細(xì)胞聚集，顯著改善肺功能及機(jī)械通氣時(shí)間，顯著降低死亡風(fēng)險(xiǎn)。

Schell-Chaple HM 等[8]發(fā)現(xiàn)，盡管甲基潑尼松龍對(duì)患者的病情有所改善，但研究結(jié)果并不支持將甲基潑尼松龍作為ARDS 晚期患者的常規(guī)用藥。Steinberg KP 等[9]指出，在ARDS 發(fā)生2周后使用甲基潑尼松龍，可能導(dǎo)致患者病死率升高。Meduri GU等[6]、Tang BM等[10]表示，在膿毒癥、感染性休克或ARDS 早期，不推薦短時(shí)間應(yīng)用大劑量GC 治療，但可在1 周以內(nèi)應(yīng)用小劑量GC 的補(bǔ)充方法；在ARDS 晚期，推薦應(yīng)用中等量的GC治療，如果初始有效，即可應(yīng)用較長(zhǎng)時(shí)間，如果無(wú)明顯效果，則停用。

GC 作為廣譜抗炎藥物用于治療ALI/ARDS 理論上有效，但臨床應(yīng)用仍然存在爭(zhēng)議，筆者認(rèn)為這與經(jīng)治醫(yī)師對(duì)患者的個(gè)體化治療密切相關(guān)。

3 抗炎機(jī)制

3.1 GC及其受體參與的基因水平調(diào)控

GC受體（GC reporter，GR）在機(jī)體內(nèi)分布十分廣泛，肺組織細(xì)胞和肺泡灌洗液中的所有細(xì)胞都能檢測(cè)到GR 的表達(dá)[11-12]。GR是甾體激素受體超家族的成員，是配體依賴的轉(zhuǎn)錄活化因子，其基因具有9個(gè)外顯子，啟動(dòng)子區(qū)含有15個(gè)轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)，包括活化蛋白（Activator protein，AP）-1、核因子（Nuclear factor kappa B，NF-κB）以及GR自身結(jié)合位點(diǎn)。

GR是分子質(zhì)量為94 kD的多肽，含有3個(gè)主要結(jié)構(gòu)域：反式激活功能區(qū)、DNA結(jié)合區(qū)、配體結(jié)合區(qū)。根據(jù)受體在細(xì)胞上的分布，可分為細(xì)胞內(nèi)受體（Intracellular GR，iGR）和膜受體（Membrane GR，mGR）。

3.1.1 與DNA結(jié)合直接調(diào)控 人體的iGR共有4種亞型：iGR α、iGRβ、iGRγ以及iGRδ。iGRα存在于細(xì)胞基質(zhì)，是經(jīng)典的能與GC形成GC-GR復(fù)合物的受體蛋白。高濃度的GC與GR形成同源二聚體后，與激素結(jié)合后調(diào)節(jié)GC應(yīng)答原件（Glucocorticoid responsive element，GRE）結(jié)合，可使具有組氨酸乙?；D(zhuǎn)移酶活性的協(xié)同激活物（sRx-1、cBP/p300等）向GR-DNA復(fù)合物聚集，這些協(xié)同激活物會(huì)使組氨酸乙?；?，導(dǎo)致染色質(zhì)結(jié)構(gòu)重排以及DNA 松解，使DNA 上的基礎(chǔ)轉(zhuǎn)錄裝置（Basal transcription apparatus，BTA）結(jié)合位點(diǎn)暴露，BTA則可以到達(dá)啟動(dòng)子處，結(jié)合到特定靶位點(diǎn)上，從而激活基因轉(zhuǎn)錄[13]。通過(guò)這種方式被激活轉(zhuǎn)錄的抗炎因子包括：白細(xì)胞介素（IL）-1受體拮抗藥、脂結(jié)合蛋白1、神經(jīng)內(nèi)皮多肽酶、血清白細(xì)胞蛋白酶抑制劑、clara細(xì)胞蛋白（CC）10、IL-10、NF-κB抑制劑IκB以及絲裂原激活蛋白激酶（MAPK）、磷酸化酶（MKP）-1等。

另外，GC-GR 復(fù)合物還可以與負(fù)GC 應(yīng)答元件（Negative GRE，nGRE）結(jié)合，阻止轉(zhuǎn)錄因子與該基因的結(jié)合，從而抑制某些炎癥蛋白的基因轉(zhuǎn)錄[13]。通過(guò)該機(jī)制被抑制的基因產(chǎn)物有炎癥反應(yīng)相關(guān)的細(xì)胞因子[腫瘤壞死因子α（TNF-α）、粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子（GM-CSF）、IL-1β、IL-2、IL-3、IL6、IL-8和IL-11 等]、趨化因子、酶類(lèi)[誘導(dǎo)型一氧化氮合酶（iNOs）、環(huán)氧酶2（Cox-2）等]以及黏附分子[細(xì)胞間黏附分子（ICAM-1）、細(xì)胞血管間黏附分子（VCAM-1）等]。

iGRβ不能與GC 結(jié)合，不能激活基因的轉(zhuǎn)錄，其功能可能是以濃度依賴的方式競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合GRE 靶點(diǎn)從而抑制iGRα的效應(yīng)，導(dǎo)致GC 抵抗。iGRγ比iGRα多1 個(gè)精氨酸，使得其結(jié)合DNA 能力下降，導(dǎo)致其激活轉(zhuǎn)錄能力不足。另外，iGRδ以及mGR的具體作用機(jī)制尚未明確，有待進(jìn)一步研究。

3.1.2 與轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合間接調(diào)控 與GC-GR復(fù)合物相互作用最常見(jiàn)的也是研究得最多的轉(zhuǎn)錄因子是NF-κB 和AP-1[14]。NF-κB是由Rel蛋白家族（p65、RelB、RelC、p52、p50）構(gòu)成的同源或異源二聚體。其中，以p65/p50組成的異源二聚體最為重要，能夠直接啟動(dòng)基因的轉(zhuǎn)錄。NF-κB在細(xì)胞基質(zhì)中與其抑制因子IκB緊密結(jié)合，處于失活狀態(tài)，不能入核與DNA結(jié)合啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄。當(dāng)IκB激酶（IκB kinase，IKK）被進(jìn)入胞質(zhì)中的炎癥介質(zhì)激活后，IκB 發(fā)生磷酸化而進(jìn)一步被降解，NF-κB 則游離出來(lái)并進(jìn)入細(xì)胞核，與cBP/p300及其相關(guān)因子PCAF等結(jié)合形成轉(zhuǎn)錄復(fù)合物，通過(guò)p50 蛋白上的核定位信號(hào)而與啟動(dòng)子結(jié)合，啟動(dòng)多種炎癥因子（TNF-α、IL-1β、GM-CSF、ICAM-1等）的轉(zhuǎn)錄。

GC 與NF-κB 互作調(diào)控炎癥因子表達(dá)有以下可能途徑：（1）NF-κB的活性亞基p65直接被激活的GR結(jié)合，阻斷NF-κB與DNA上靶位點(diǎn)的結(jié)合，導(dǎo)致NF-κB不能激活基因轉(zhuǎn)錄。（2）GR與p65競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合具有乙?；福℉istone acetyltransferase，HAT）活性的環(huán)磷酸腺苷(cAMP）應(yīng)答元件結(jié)合蛋白（cAMP response element bound protein，CREB）或者與組氨酸去乙酰化酶2 作用，拮抗CREB 的HAT 活性，從而抑制炎癥因子的轉(zhuǎn)錄。（3）GR可以使IκBα的轉(zhuǎn)錄水平上升，使NF-κB被IκB重新結(jié)合，轉(zhuǎn)為非活性狀態(tài)，從而抑制使NF-κB介導(dǎo)的炎癥因子表達(dá)。（4）GR可以通過(guò)干擾RNA聚合酶羧基端結(jié)構(gòu)域（Carboxyl terminal domain，CTD）上絲氨酸的磷酸化，從而抑制轉(zhuǎn)錄。（5）Towbin BD等[15]的研究認(rèn)為，GC可以調(diào)控組蛋白H3K9的甲基化，從而抑制NF-κB介導(dǎo)的炎癥基因的轉(zhuǎn)錄。

AP-1 與DNA 結(jié)合的活性域結(jié)構(gòu)是堿性亮氨酸拉鏈（bZIP），由Jun（c-Jun、JunB、JunD）蛋白形成同源二聚體，或由Jun 蛋白和Fos（CFOS、FOSB、Fral、Fral2）蛋白形成異源二聚體，但Jun/Fos 異源二聚體的活性更高。GR 抑制AP-1 活性的作用機(jī)制與其作用于NF-κB 的機(jī)制類(lèi)似。除了與NF-κB 和AP-1相互作用外，還會(huì)與其他轉(zhuǎn)錄因子互相作用，激活或抑制某些基因的轉(zhuǎn)錄。GRα能與活化T 細(xì)胞核因子結(jié)合能下調(diào)IL-4的表達(dá)水平。此外，GRα?xí)c干擾調(diào)節(jié)因子3競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合GC 相互作用蛋白，抑制干擾調(diào)節(jié)因子3 依賴的基因轉(zhuǎn)錄。Matthay MA等[16]的研究證實(shí)，GC可以在炎性因子基因轉(zhuǎn)錄后調(diào)節(jié)mRNA的穩(wěn)定性，下調(diào)蛋白的表達(dá)水平。

3.2 非基因組調(diào)節(jié)機(jī)制

GC 及其受體參與的基因水平調(diào)控到效果發(fā)揮需要一定時(shí)間。從GC 跨膜至胞質(zhì)中與iGR 結(jié)合形成GC-GR 異二聚體復(fù)合物，到該異二聚體入核與GRE 或者與轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合而激活或者抑制相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄，至少需要30 min，再到引起組織器官以及機(jī)體產(chǎn)生有治療作用則需要數(shù)小時(shí)乃至數(shù)天的時(shí)間。Ronacher K 等[17]的研究發(fā)現(xiàn)，GC 可以在幾秒至幾分鐘內(nèi)快速發(fā)揮作用，因此認(rèn)為這種效應(yīng)不是GC介導(dǎo)的基因水平調(diào)控，而是“非基因組效應(yīng)”。

對(duì)于“非基因組效應(yīng)”尚未有明確的判定標(biāo)準(zhǔn)，其有如下幾個(gè)特性：（1）效應(yīng)發(fā)生太快，難以實(shí)現(xiàn)RNA 和蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)錄和翻譯；（2）效應(yīng)的發(fā)生不依賴于RNA和蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)錄和翻譯與否；（3）效應(yīng)的發(fā)生不依賴于GC 的跨膜與否；（4）效應(yīng)的發(fā)生與GR的活性不相關(guān)。目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者把符合上述一條或數(shù)條特性的GC效應(yīng)稱(chēng)為“非基因組效應(yīng)”。

Samarasinghe RA 等[18]的研究指出，對(duì)于GC 通過(guò)“非基因組效應(yīng)”發(fā)揮抗炎的機(jī)制尚不清楚：（1）通過(guò)與經(jīng)典GR特異作用，具有經(jīng)典GR依賴性。當(dāng)GC與經(jīng)典GR結(jié)合時(shí)，GR復(fù)合體解聚，解聚出來(lái)的熱休克蛋白參與“非基因組效應(yīng)”，激活脂肪皮質(zhì)激素，抑制花生四烯酸的釋放。（2）通過(guò)與細(xì)胞膜的非特異作用，GC嵌入磷脂雙分子層非特異改變磷脂雙分子層間的相互作用，使細(xì)胞膜的理化性質(zhì)發(fā)生改變，從而影響細(xì)胞膜的流動(dòng)性和膜蛋白的功能，發(fā)揮非特異性快速效應(yīng)。（3）通過(guò)與mGR 的特異性作用，mGR 可能是G 蛋白耦聯(lián)受體，通過(guò)調(diào)控多條信號(hào)通路發(fā)揮“非基因組效應(yīng)”。GC 發(fā)揮“非基因組效應(yīng)”的機(jī)制之間是存在交互作用的，而不是相互孤立的。

3.3 其他機(jī)制

Leis H等[19]的研究顯示，GR可以不進(jìn)入細(xì)胞核，直接在細(xì)胞基質(zhì)中與NF-κB 上游磷脂酰肌醇激酶（Phosphatidylinositol kinase，PI3K）/Akt 途徑互相作用，起到快速抗炎效果。PI3K/Akt途徑可上調(diào)IKK的活性，促進(jìn)IκB的磷酸化，增強(qiáng)NF-κB的活化，而GR 可與PI3K 上的p85 亞基結(jié)合，抑制了PI3K 的作用，使Akt蛋白的磷酸化減少、活性減弱，進(jìn)一步抑制IKK的活化，在此過(guò)程中被抑制的主要是IKK的活性。

GC能增加肺泡表面活性物質(zhì)的合成，降低肺泡氣-液界面表面張力，減少肺泡的萎縮，同時(shí)防止肺水腫、小氣道萎縮和氣體滯留，保持小氣道穩(wěn)定。GC為選擇性iNOS抑制劑，地塞米松可以特異地抑制iNOS的表達(dá)，抑制一氧化氮所導(dǎo)致的血管張力下降從而預(yù)防低血壓的發(fā)生。此外，GC還可抑制氣道內(nèi)皮素-1 和分泌性白細(xì)胞蛋白酶抑制劑的合成，減輕支氣管收縮和氣道的炎癥反應(yīng)。

4 結(jié)語(yǔ)

GC用于臨床治療ALI/ARDS的用藥時(shí)機(jī)、劑量、療程以及并發(fā)癥都有待學(xué)者們的進(jìn)一步研究。然而，學(xué)者們對(duì)于GC發(fā)揮的抗炎作用能達(dá)成共識(shí)，其抗炎機(jī)制主要是與GR結(jié)合形成GC-GR復(fù)合體形式與DNA的順式元件或核轉(zhuǎn)錄因子（NF-κB、AP-1 等）結(jié)合，從而調(diào)節(jié)基因的表達(dá)，或者通過(guò)“非基因組效應(yīng)”途徑發(fā)揮抗炎作用。綜上所述，GC治療ALI/ARDS的抗炎效果理論上是可行的，臨床療效更依賴的是醫(yī)師針對(duì)患者的個(gè)體化治療。

[1]Graves KK，F(xiàn)araklas I，Cochran A.Identification of risk factors associated with critical illness related corticosteroid insufficiency in burn patients[J].J Burn Care Res，2012，33（3）：330.

[2]Weigelt JA，Norcmss JF，Boman KR，et al.Early stemid therapy for respimtory failure[J].Arch Surg，1985，120（5）：536.

[3]Spurg CL，caralis Pv，Marcial EH，et al.Ne efkcts of highdose conicostemids in pents with shtic shock：8 pmspective，contmlled study[J].N Engl J Med，1984，311（18）：1 137.

[4]Luce JM，Monomery AB，Marks JD，et al.Ineffectiveness of high-dose methylprednisolone in preventing parenchymal lung injury and impmving mortality in patients wjth shtic shock[J].Am Rev Respir Dis，1988，138（1）：62.

[5]Bone Rc，F(xiàn)isher cJ Jr，clemmer TP，et al.Early methylprednisolone treatment for septic syndmme aJld the aduh respiration distress 8yndrome[J].Chest，1987，92（6）：1 032.

[6]Meduri GU，Rocco PR，Annane D，et al.Prolonged glucocorticoid treatment and secondary prevention in acute respiratory distress syndrome[J].Expert Rev Respir Med，2010，4（2）：201.

[7]Marik PE，Meduri GU，Rocco PR，et al.Glucocorticoid treatment in acute lung injury and acute respiratory distress syndrome[J].Crit Care Clin，2011，27（3）：589.

[8]Schell-Chaple HM，Puntillo KA，Matthay MA，et al.Body temperature and mortality in patients with acute respiratory distress syndrome[J].Am J Crit Care，2015，24（1）：15.

[9]Steinberg KP，Hudson LD，Goodman RB，et al.Efficacy and safety of corticosteroids for persistent acute respiratory distress syndrome[J].N Engl J Med，2006，354（16）：1 671.

[10]Tang BM，Craig JC，Eslick GD，et al.Use of corticosteroids in acute lung injury and acute respiratory distress syndrome：a systematic review and meta-analysis[J].Crit Care Med，2009，37（5）：1 594.

[11]Ren R，Oakley RH，Cruz-Topete D，et al.Dual role for glucocorticoids in cardiomyocyte hypertrophy and apoptosis[J].Endocrinology，2012，153（11）：5 346.

[12]鐘瑜，李曉清，徐曉玉，等.淫羊藿苷對(duì)腎陽(yáng)虛細(xì)胞糖皮質(zhì)激素受體表達(dá)影響的研究[J].中國(guó)藥房，2007，18（36）：2 801.

[13]Hudson WH，Youn C，Ortlund EA，et al.The structural basis of direct glucocorticoid-mediated transrepression[J].Nat Struct Mol Biol，2013，20（1）：53.

[14]Ramamoorthy S，Cidlowski JA.Ligand-Induced Repression of the Glucocorticoid Receptor Gene Is Mediated by an NCoR1 Repression Complex Formed by Long-Range Chromatin Interactions with Intragenic Glucocorticoid Response Elements[J].Mol Cell Biol，2013，33（9）：1 711.

[15]Towbin BD，González-Aguilera C，Sack R，et al.Step-wise methylation of histone H3K9 positions heterochromatin at the nuclear periphery[J].Cell，2012，150（5）：934.

[16]Matthay MA，Zimmerman GA，Esmon C，et al.Future research directions in acute lung injury[J].Am J Respir Crit Care Med，2003，167（7）：1 027.

[17]Ronacher K，Hadley K，Avenant C，et al.Ligand-selective transactivation and transrepression via the glucocorticoid receptor：role of cofactor interaction[J].Mol Cell Endocrinol，2009，299（2）：219.

[18]Samarasinghe RA，Witchel SF，de Franco DB，et al.Cooperativity and complementarity：synergies in non-classical and classical glucocorticoid signaling[J].Cell Cycle，2012，11（15）：2 819.

[19]Leis H，Page A，Ramírez A，et al.Glucocorticoid Receptor Counteracts Tumorigenic Activity of Akt in Skin through Interference with the Phosphatidylinositol 3-Kinase Signaling Pathway[J].Mol Endocrinol，2004，18（2）：303.