王亞林, 裔傳華, 朱慕云

(揚州大學臨床醫(yī)學院, 江蘇 揚州, 225001)

慢性阻塞性肺疾病(簡稱慢阻肺)是一種常見的、可防可治的異質性疾病，其特征是持續(xù)的呼吸道癥狀和氣流受限，通常是由長期暴露于有害顆?；驓怏w中所致[1]。嗜酸性粒細胞(EOS)型慢阻肺(即EOS型慢阻肺)具有獨特的特征，即氣道的特定炎癥模式、不同的臨床過程或對糖皮質激素治療的敏感性[2]。慢阻肺患者血液與痰中EOS之間存在預測關系，目前較多研究[3-5]將血EOS≥2%和/或痰EOS>3%的慢阻肺歸為EOS型慢阻肺。研究[3, 6]發(fā)現(xiàn)誘導痰EOS計數的可重復性不高，而循環(huán)EOS的穩(wěn)定性以及可重復性明顯優(yōu)于誘導痰EOS, 因此EOS可作為慢阻肺糖皮質激素治療的較為穩(wěn)定的生物標志物。本文對EOS的生物學特征、在慢阻肺發(fā)病機制中的作用以及作為生物標志物在個體化治療決策方面的價值綜述如下。

1 EOS的生物學特征

EOS是一種具有多效性、多功能白細胞，同時也是先天免疫和適應性免疫的調節(jié)因子，參與多種炎癥反應的啟動和傳播，包括寄生蟲、細菌和病毒感染、組織損傷、腫瘤免疫和過敏性疾病等[7]。EOS具有不同的功能，在包括肺在內的各種器官、組織的穩(wěn)態(tài)和疾病中發(fā)揮作用，并通過啟動因子如白細胞介素-3(IL-3)、白細胞介素-5(IL-5)、粒細胞巨噬細胞集落刺激因子(GM-CSF)等將其從靜止狀態(tài)轉化為高響應性狀態(tài)。在不同的刺激下，EOS從循環(huán)血中被募集到炎癥病灶，通過一系列機制調節(jié)免疫反應[8]。

2 EOS型慢阻肺氣道炎癥機制

雖然慢阻肺一直被認為是一種以中性粒細胞氣道炎癥為特征的疾病，但早在20世紀90年代，嗜酸性炎癥的概念就出現(xiàn)了。1994年, SAETTA M等[9]研究顯示，慢性支氣管炎發(fā)作期患者痰液和支氣管活檢的EOS明顯多于病情穩(wěn)定期。

近年來的研究[10]發(fā)現(xiàn)，部分慢阻肺患者的氣道炎癥反應和全身炎癥反應較活躍。與EOS表型患者有關的炎性標志物有: EOS、嗜酸粒細胞趨化因子(Eotaxin，RANTES)、血小板活化因子(PAF)、白三烯(LT)B4、LTC4、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白細胞介素等。這些炎性標志物加劇了慢阻肺患者氣道炎癥，導致支氣管黏膜充血水腫，平滑肌收縮痙攣，氣道狹窄加重，最終導致患者呼氣性氣流受限，肺泡動態(tài)性過度充氣，病情急性發(fā)作。

EOS在向肺的遷移過程中受特異性趨化因子控制，如CCL5(RANTES)、CCL7(MCP3)及前列腺D2受體(CRTH2)等。當EOS進入肺組織，其誘導的促炎介質包括細胞因子、趨化因子、堿性蛋白和生長因子等，毒性介質包括EOS過氧化物酶(EPO)、神經毒素(EDN)、陽離子蛋白(ECP), 導致慢阻肺患者持續(xù)的肺部炎癥和組織損傷[5]。

BALZANO M等[11]比較了臨床穩(wěn)定期慢阻肺患者、哮喘患者、健康吸煙者和健康志愿者的痰細胞組成和EOS陽離子蛋白(ECP)水平，發(fā)現(xiàn)慢阻肺和哮喘組的痰ECP水平明顯高于其他2組，且慢阻肺患者痰EOS的百分比增加。EOS流入氣道與病毒導致的惡化密切相關，而在細菌感染期間，血和痰的EOS減少。

目前，對導致部分慢阻肺患者氣道內EOS浸潤的機制以及嗜酸性和非嗜酸性慢阻肺患者全身和氣道炎癥模式上的差異還知之甚少。KOLSUM U等[12]在基于血EOS數評估慢阻肺患者氣道炎癥性質的研究中發(fā)現(xiàn)，血EOS高的患者的痰液、支氣管肺泡灌洗(BAL)和支氣管黏膜下層也有較高的EOS數量; 與無氣道EOS的患者相比，受試者還表現(xiàn)出更明顯的氣道重構以及IL-33濃度增高。

3 血EOS指導慢阻肺個體化治療

3.1 血EOS計數與慢阻肺吸入性糖皮質激素(ICS)治療

慢阻肺的特征是持續(xù)的氣流受限，雖然可以治療，但通常是漸進性的。ICS是治療慢阻肺的重要手段之一，但有著比較大的爭議。其雖然可以降低未來急性加重的風險，但以增加肺炎的風險為代價。

近年來，關于外周血EOS指導慢阻肺治療的研究給臨床醫(yī)生提供了非常有意義的生物標志物，對指導慢阻肺患者ICS治療發(fā)揮著重要作用。PASCOE S等研究[13]表明，評估血液EOS計數和吸煙狀況有可能在臨床實踐中優(yōu)化ICS在有急性加重病史的慢阻肺患者中的使用。KERKHOF M等[14]研究發(fā)現(xiàn)，在未經ICS治療的血液中EOS升高(≥350/μL)的慢阻肺患者中，病情加重與肺功能的更快喪失相關。在此類患者中使用ICS能更積極地預防急性發(fā)作，防止肺功能過度喪失。同時，盡管接受含ICS的藥物減緩了慢阻肺患者的第1秒用力呼氣容積(FEV1)下降速度，但初次使用ICS的血液中EOS含量較高的患者可能比血液中的EOS含量較低的使用者受益更大[15]。MATHIOUDAKIS A G等[16]發(fā)現(xiàn)ICS治療后EOS的改變可以預測中重度慢阻肺患者對ICS治療的臨床反應。BAFADHEL M 等[17]還發(fā)現(xiàn)，以血EOS為導向，慢阻肺患者全身激素的應用可能會減少49%, 但不會增加患者癥狀明顯加重或治療失敗的風險。GOLD 2020[1]指出，血嗜酸粒細胞計數可以作為評價慢阻肺患者ICS長期療效的生物標志物，對于中度急性加重≥2次/年或因急性加重住院的血EOS≥300/μL的患者強烈支持使用ICS; 對既往中度急性加重，血EOS為100～300/μL的患者可考慮使用。

3.2 EOS型慢阻肺靶向藥物治療前景

慢阻肺患者嗜酸性氣道炎癥的存在為特定炎癥通路的靶向生物制劑提供了理論基礎[18]。針對EOS趨化和生存因素的新療法，如針對IL-5、IL-5受體、IL-13等的單克隆抗體的應用，已經在哮喘治療中得到證實，在基于嗜酸性氣道炎癥的穩(wěn)定期慢阻肺的靶向藥物治療也取得了一定的進展。

3.2.1 IL-5: IL-5是一種同型二聚體細胞因子，參與EOS的分化、募集、成熟、激活和脫粒。IL-5驅動的變態(tài)反應和炎癥免疫反應是多種疾病的特征，如哮喘、特應性皮炎、嗜酸性胃腸道疾病以及慢阻肺等。穩(wěn)定期慢阻肺患者痰液的IL-5濃度與EOS增多和對糖皮質激素的反應有關[18]。

美泊利單抗(mepolizumab)是一種針對IL-5的人源化IgG1單克隆抗體，可抑制IL-5與EOS表面的受體結合，已被批準作為一種附加藥物用于嚴重EOS性哮喘的維持治療[19]。PAVORD I D等[20]對慢阻肺患者進行了2項雙盲平行對照試驗，根據血EOS值對亞組進行分析，結果顯示血EOS升高組使用單抗后急性加重頻率明顯降低，且間隔時間延長，不良事件發(fā)生率無明顯差異，表明mepolizumab對于降低急性加重風險具有較好的療效和安全性。使用血液EOS計數指導的mepolizumab可能代表了一種精確的藥物療法，可減少EOS增殖及隨后的氣道炎癥反應，是一種很有前途的治療靶點[21]。

3.2.2 IL-5受體(IL-5R): IL-5R在成熟的EOS及其祖細胞(包括EOS譜系特異性成肌細胞)上表達，能與IL-5以高親和力結合，由2個跨膜多肽亞單位組成，分別為α鏈和βc鏈, α鏈是主要的結構鏈，是重要的信號通路, α鏈的表達抑制了EOS及其前體[22]。

貝納利珠單抗(benralizumab)是一種人源化巖藻糖基化的單克隆抗體(IgG1k)，與IL-5R的α亞基具有高親和力，并通過抗體依賴細胞介導的細胞毒作用(ADCC)快速耗盡EOS和嗜堿性粒細胞，是首個在慢阻肺評估中的抗IL-5Rα抗體[23]。BRIGHTLING C E等[24]研究發(fā)現(xiàn)benralizumab在慢阻塞患者的治療過程中，不僅有明顯改善患者FEV1的作用，在減少急性加重頻率方面也起到了一定的作用。CRINER G J等[25]結合升高的血EOS計數與臨床特征確定了使用benralizumab治療的慢阻肺患者惡化程度降低的亞群。這些假設產生的分析確定了100 mg benralizumab對這個亞群的潛在療效。

3.2.3 IL-13: IL-13是由T細胞、肥大細胞和EOS產生的原型Th2細胞因子，作用于炎癥細胞和結構細胞，如支氣管上皮和氣道平滑肌[26]。IL-33可誘導EOS介導的氣道炎癥。與IL-5相比，IL-13對嗜酸細胞的影響范圍更有限，但IL-13是介導肺嗜酸細胞募集的主要因素，且與外周血EOS計數呈正相關[27]。

研究[28]表明，EOS來源的IL-13通過誘導基質金屬蛋白酶-12(MMP-12)導致肺氣腫，在肺泡破壞中起重要作用。在慢阻肺患者的痰標本和血漿中檢測到IL-13表達，并且與肺擴散能力測試(DLCO)和預測的FEV1%呈負相關[29]。上述研究表明，對肺EOS增多、IL-13和包括MMP-12的蛋白酶的治療管理可能是減緩某些患者肺氣腫進展的有效策略。針對IL-13的生物制劑中，目前已有來瑞組單抗(lebrikizumab)在慢阻肺中進行了臨床驗證，結果提示接受lebrikizumab治療的慢阻肺患者在急性加重及減少病情惡化方面有一定獲益[30]。

3.2.4 IL-33/ST2: IL-33是一種損傷后從上皮釋放的警報蛋白，在組織損傷過程中會迅速從細胞中釋放出來[31]。IL-33通過IL-33/ST2信號通路上調氣道上皮細胞IL-6、IL-8等細胞因子表達，參與氣道相關炎癥[32]。

研究[33]報道慢阻肺患者的血液EOS與吸煙狀態(tài)和IL-33存在相關性，且慢阻肺患者外周血和氣道中的IL-33水平均升高。嗜酸性炎癥和病毒感染均會導致慢阻肺惡化，因此靶向IL-33/ST2軸可能會降低慢阻肺惡化率。生物制劑可提供替代策略，以針對暴露體以及宿主的炎癥反應為目標。例如，可以開發(fā)出針對細菌的生物制劑，抑制毒力因子或阻止病毒黏附到細胞，因此可能是抗菌策略的輔助手段。

隨著IL-33在慢阻肺的發(fā)生、發(fā)展過程的重要作用逐步被證實，學者[34]認為抗IL-33抗體精準靶向治療在EOS型慢阻肺的治療中具有無限前景。目前抗IL-33抗體AMG-282(MSTT1041A)治療慢阻肺正處于臨床試驗中。

3.2.5 羅氟司特: 羅氟司特是一種選擇性磷酸二酯酶4(PDE-4)抑制劑，常用于伴有慢性支氣管炎表現(xiàn)和頻繁急性加重病史的重度慢阻肺患者的治療，與其他PDE-4抑制劑相比，羅氟司特產生的不良反應更少。RABE K F等[35]發(fā)現(xiàn)羅氟司特能夠明顯減少痰和支氣管黏膜下EOS數量，但對外周血EOS數量無明顯影響，表明氣道EOS炎癥可能與羅氟司特作用靶點有關。有研究[36-37]還發(fā)現(xiàn)羅氟司特可明顯降低患者中重度急性加重頻率，且血EOS>150/μL時療效更明顯，表明血EOS與羅氟司特作用靶點可能有關，有待進一步研究證實。

3.2.6 其他: 其他基于EOS炎癥的治療靶點有針對胸腺基質淋巴細胞生成素(TSLP)的單抗tezepelumab, CCL11的單抗bertilimumab, 前列腺素D2拮抗劑timapiprant, 前列腺素D2受體拮抗劑fevipiprant, 已經在哮喘患者中取得了較好的療效，并且開始在慢阻肺患者中進行臨床研究，有望在EOS型慢阻肺患者的治療中取得突破[38]。

綜上所述，血EOS是許多嗜酸性慢阻肺患者的炎癥介質。血EOS計數的增加可能是氣道EOS增多的替代物，可作為慢阻肺吸入激素治療的較為穩(wěn)定的生物標志物。針對EOS型慢阻肺患者治療的多種靶向生物療法已進入臨床或臨床驗證，并取得一定的成效。在未來，新的生物制劑將為EOS型慢阻肺患者提供精準治療的機會，有望將慢阻肺個體化治療的水平提到新的高度。