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美国《化学文摘》《国际药学文摘》
《乌利希期刊指南》
WHO《西太平洋地区医学索引》来源期刊
日本科学技术振兴机构数据库（JST）
第七届湖北十大名刊提名奖
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第七届湖北十大名刊提名奖
, 范媛, 魏安华
, FAN Yuan, WEI Anhua
肺动脉高压(PAH)是一种慢性的严重心肺功能障碍性疾病,其病理机制尚不明确,特征是肺血管重构和肺血管阻力增加,病因复杂,病死率高。在过去的几十年中,一氧化氮通路激活剂、内皮素受体拮抗剂和前列环素类似物等靶向药物的出现显著改善了患者结局,但仍难以阻止或逆转PAH的病程进展,因此开发新的药物治疗靶点显得尤为重要。近年来,许多证据表明免疫因素在PAH的发病机制中发挥重要作用,因此,免疫调节治疗为PAH治疗提供了新途径。该文就免疫调节治疗的研究新进展进行综述。
Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a chronic and severe disease of cardiopulmonary dysfunction associated with high mortality and complex etiology, which is characterized by pulmonary vascular remodeling and increased pulmonary vascular resistance.Over the past few decades, the emergence of targeted drugs, such as nitric oxide activators, endothelin receptor antagonists, and prostacyclin analogues, has significantly improved the outcomes of PAH patients, but the current treatments are still difficult to halt or reverse the progression of PAH.Therefore, the development of new drug therapeutic targets is particularly important.Recently, more evidences indicate that immune factors and immunologic mechanism may play important roles in the pathogenesis of PAH.Thus, the immunotherapy of PAH as a new direction is reviewed in this paper.
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肺动脉高压(pulmonary arterial hypertension,PAH)是一种进行性、致命性疾病,其发生发展过程与肺血管结构和(或)功能异常(即肺血管重构)密切相关,表现为进行性肺血管阻力增加,进而导致右心功能衰竭甚至死亡,最新定义为静息状态下肺动脉平均压(mean pulmonary artery pressure,mPAP)≥25 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa) [1]。PAH病理特征包括肺动脉中膜肥厚、内膜向心性或偏心性增殖和纤维化、外膜增厚纤维化、血管周围炎症细胞浸润及管腔内原位血栓形成等。目前PAH的发病机制尚未完全阐明,是多因素、多环节共同作用的结果,包括外因(低氧、烟草、粉尘等其他理化生物因素),内因(遗传、发育、结构、疾病等)及交互因素(微生态、感染、免疫、药物等),涉及多种血管活性分子(内皮素、血管紧张素Ⅱ、前列环素、一氧化氮、一氧化碳、硫化氢及二氧化硫、雌激素等),多种离子通道(钾离子通道、钙离子通道、锌离子通道及新型阳离子通道),多条信号通路[低氧诱导因子/经典型瞬时受体电势通道(hypoxia inducible factor/canonical transient receptor potential channel,HIF/TRPC)通路、丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)通路、Rho激酶(Rho-associated kinase,ROCK)通路、磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B(phosphatidylinositol 3-kinase/ serine kinase,PI3K/AKT)通路、骨形态发生蛋白/转化生长因子β(bone morphogenetic proteins /transforming growth factor beta,BMP/TGF-β)通路、核因子-κB(nuclear factor-κB,NF-κB)通路和Notch通路][1,2,3]。目前临床上治疗药物有限,主要是肺血管扩张剂和针对前列环素、内皮素和一氧化氮通路的靶向药物,其中肺血管扩张剂只能改善症状,无法降低患者病死率。靶向药物虽然带来巨大希望,使我国PAH患者5年生存率从20.8%升高到>50%,但仍难阻止或逆转PAH的病程进展[4]。因此,开发新的药物治疗靶点显得尤为重要。最近免疫炎症反应在各种类型PAH中的作用日益得到认识,PAH病程进展必定伴随着血管周围的炎性浸润,且免疫失衡和炎症反应在各种PAH实验动物模型中的作用得到证实,因此,免疫调节治疗可能成为未来PAH治疗的一个新方向[3,5]。笔者在本文就目前PAH药物治疗新靶点,以及免疫调节治疗的研究新进展进行综述。
根据2021年中国肺动脉高压诊治指南[1],目前PAH治疗策略包括一般性治疗、支持性治疗和特异性治疗。其中特异性治疗药物即肺血管靶向药物治疗,主要涉及的通路是以下几种。① 内皮素受体途径:主要包括非选择性或选择性内皮素受体拮抗剂,如波生坦、马昔腾坦、安立生坦;②一氧化氮-环磷酸鸟苷(nitricoxide-cyclic guanosine monophosphate,NO-cGMP)途径:主要包括可溶性鸟苷酸环化酶激动剂(soluble guanylate cyclase stimulator,sGCs)(如利奥西胍)和5型磷酸二酯酶抑制剂(phosphodiesterase type-5 inhibitor,PDE-5i)(如他达拉非、伐地那非和西地那非);③前列环素通路途径:主要包括前列环素受体激动剂(如司来帕格)和前列环素类似物(如依前列醇、曲前列尼尔、伊洛前列素、贝前列素钠等)。
免疫炎症反应与PAH的关系一直备受研究者关注。TUDER等[11]首次在PAH患者丛状病损动脉壁周围检测出T淋巴细胞、B淋巴细胞、巨噬细胞等炎症细胞浸润,开启了人们对PAH与免疫炎症反应相关性研究之门。近年来研究发现[2,3],PAH患者往往并发结缔组织病,如系统性硬皮病、系统性红斑狼疮、POEMS综合征、艾滋病等,且有研究发现,病变血管周围大量免疫细胞浸润,涉及到T淋巴细胞、B淋巴细胞、巨噬细胞、肥大细胞、树突状细胞和中性粒细胞等,如特发性肺动脉高压(idiopathic pulmonary arterial hypertension,IPAH)患者受累肺动脉的局部出现明显增多的Th细胞和Tc细胞浸润,而调节性T细胞 (regulatory cells,Tregs )数量减少,而靶向针对B淋巴细胞的抗CD20单抗可有效减少PAH患者循环血液中抗体和炎性因子释放,从而达到治疗作用,但目前各种免疫细胞之间存在的“cross-talk”关系较为复杂,在PAH病理生理过程中具体作用机制仍不清楚。同时多项研究[12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22]发现PAH患者血液中炎症相关的细胞因子和趋化因子水平明显变化,包括白细胞介素(IL)(如IL-1、IL-6、IL-8、IL-10),干扰素γ(IFN-γ),肿瘤坏死因子-α( TNF-α),基质金属蛋白酶-9 (matrix metallopeptidase 9,MMP-9),血管内皮生长因子 (vascular endothelial growth factor,VEGF),趋化因子(chemokine,CCL),IFN-γ诱导单核因子 (monokine-induced by interferon-γ,MIG),CXC趋化因子配体(C-X-C motif chemokine,CXCL),C-X3-C基元配体(C-X3-C motif ligand,CX3CL)等,具体见
表1 PAH患者细胞因子/趋化因子的水平变化
Tab.1 Change of level of cytokines and chemokine in patients with PAH
近年来,许多免疫调节治疗药物减轻甚至逆转PAH的作用在动物模型中已得到证实,部分药物也在进行临床试验,有望开发成为PAH新型治疗药物。
糖皮质激素是经典的细胞免疫和体液免疫抑制剂,能有效降低合并结缔组织病患者的肺动脉压力。在野百合碱诱导的PAH大鼠模型中,地塞米松可改善PAH,减少炎症因子。PRICE等[23]研究显示糖皮质激素与免疫抑制剂联合使用可有效减缓PAH的进展,具有明显的疗效,但研究纳入的治疗方案不一致,设计存在一定限制,故无法排除血管扩张药物对降低PAH的影响。目前,少数回顾性研究和案例报道说明糖皮质激素联合环磷酰胺治疗结缔组织相关肺动脉高压(CTD-PAH)是有效的[24]。MIYAMICHI-YAMAMOTO等[25]正在开展CTD-PAH患者的队列研究,患者接受12~18个月大剂量环磷酰胺和泼尼松,结局指标肺血流动力学和生存时间有一定改善,但该研究仅仅为小样本的观察性研究,有待进一步大规模的临床试验证实其有效性和安全性。
他克莫司是一种钙调神经磷酸酶抑制剂,可上调骨形成蛋白2型受体Ⅱ(BMPR-Ⅱ)的表达。小剂量他克莫司已被证明可逆转野百合碱诱导和缺氧所致的PAH模型大鼠的疾病进程,恢复肺动脉内皮细胞的正常功能。一项单中心随机对照Ⅱ期临床试验(NCT01647945)研究已经完成,旨在评估他克莫司在PAH中的安全性和有效性,结果显示少数患者表现出6 min步行距离和超声心动图参数的改善,但这些变化并不显著[26]。
雷帕霉素是一种强有力的免疫抑制剂,通过抑制T细胞和B细胞来发挥抗排斥作用,对多种自身免疫性疾病有显著疗效。不同于目前临床常用的环孢素和他克莫司,雷帕霉素对刺激钙依赖和非钙依赖的信号传导通道诱导的T细胞增殖具有明显抑制作用,不仅能抑制IL-2、IL-4、IL-12、IL-7、IL-15介导的T细胞增殖,还能抑制IL-2和IL-6依赖的B细胞向产生抗体的浆细胞分化,从而降低IgA、IgM、IgG抗体的生成[27]。大鼠模型已证明雷帕霉素具有预防野百合碱所致PAH的作用,但无明显治疗作用[28]。目前雷帕霉素治疗PAH的疗效数据有限,仅有1例报道[29]。同时有一项开放标签的I期临床试验正在进行,用于评估雷帕霉素在PAH患者中的治疗作用(NCT02587325)[5]。
他汀类药物除了具有明确的降胆固醇作用外,还发挥非调脂作用,包括抑制炎症递质的释放、改善血管内皮功能、抗血小板聚集、稳定动脉粥样硬化斑块、抑制系膜细胞增生、免疫调节反应等[5]。他汀类药物已经在PAH的动物模型中证明其有效性,能降低肺动脉压力,改善心室重构,逆转PAH进展,其中研究最多的是辛伐他汀。TANG等[34]构建野百合碱注射所致合并右心衰竭的PAH大鼠模型,辛伐他汀2 mg·kg-1·d-1可改善大鼠肺动脉压力等血液动力学指标,抑制心室肌和肺血管重构,促进心肌能量代谢等,涉及的作用机制与miR-21-5p/Smad/TGF-β通路有关。2005年,KAO等[35]应用辛伐他汀20~80 mg·d-1治疗16例原发性或继发性PAH患者,结果能明显改善患者心功能,降低右心室收缩压。然而,之后两项随机临床对照试验未显示辛伐他汀改善PAH患者的运动能力。SIPHT临床试验结果[36]显示,辛伐他汀80 mg,qd,短期能改善RV和pro-BNP水平,但6 min步行距离、心脏指数和肌酸激酶均无明显变化,辛伐他汀对右心室(RV)和B型脑钠肽前体(pro-BNP)的改善作用也是短暂的,持续应用6个月后效果差异无统计学意义。同样,ASA-STAT临床试验[37]也未证实辛伐他汀对PAH运动耐力的改善作用。CHEN等[38]开展Meta分析,共纳入9个RCT研究657例患者,结果显示他汀类药物可降低PAH患者的PAP,特别是慢性阻塞性肺疾病患者亚组,其他疾病亚组结果有待进一步证实。
基于PAH的免疫调控机制,许多类别的免疫抑制剂理论上应该具有类似治疗效果,但目前尚无完善的临床前和临床研究证实其疗效,仅有少数案例报道。
甲氨蝶呤:目前仅有1例病例报道描述甲氨蝶呤在PAH患者中的应用[39],经过小剂量甲氨喋呤和泼尼松龙免疫抑制治疗1年,在未使用任何血管扩张剂的情况下,患者肺动脉压力从47 mmHg下降到30 mmHg,同时临床症状也有明显改善。
霉酚酸酯:目前霉酚酸酯在PAH中研究数据非常有限,早期回顾性研究关于霉酚酸酯的疗效不明确,近期MASAO等[40]报道1例抗磷脂综合征所致PAH女性患者,使用大剂量激素和霉酚酸酯后症状改善较好。
曲妥珠单抗:是一种抗IL-6R单克隆抗体,已有少数病例报道用于治疗结缔组织疾病相关的PAH,KADAVATH等[41]首次报道曲妥珠单抗(8 mg·kg-1)联合甲氨蝶呤和泼尼松治疗1例成人Still病,结果显示全身症状和实验室指标均明显改善,有望成为结缔组织病所致PAH的新希望,但其有效性和安全性仍有待前瞻性临床研究验证。
环孢素:目前已有动物模型显示环孢素有利于血流动力学和血管重构的改善,但迄今为止,笔者尚未见环孢素治疗PAH的临床试验研究[42]。
依那西普:笔者目前尚未见依那西普用于PAH治疗的动物和临床研究报道[5]。
综上所述,免疫炎症反应在肺血管重构中必然发挥重要作用,通过调节免疫细胞、细胞因子和趋化因子等介入PAH的病理生理过程,但目前PAH免疫学机制尚未完全阐明[43],因此尚无批准上市用于PAH 治疗的的免疫调节剂,大多数治疗药物对PAH的治疗效果验证还停留在动物模型,仅少数药物已经过渡到临床试验,而对于已进入临床试验的药物疗效却不甚理想,原因可能与现有PAH疾病分类太复杂,不同类型PAH发病过程涉及的免疫炎症机制存在差异,临床研究纳入就必然存在明显的异质性有关,因混杂因素过多,影响临床试验结果。因此,为了进一步推动免疫调节治疗药物用于PAH领域的开发上市,一方面应借助前沿的免疫学和分子生物学研究方法和手段,逐渐阐明PAH病理生理过程中的免疫学机制,为PAH的免疫调节治疗奠定基础;同时应进一步规范免疫调节治疗药物的临床试验,尽可能消除混杂因素,通过良好的试验设计保证结果的真实可靠性。
