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白三烯受体拮抗剂在支气管哮喘中的应用前景

2022-07-29
来源:求医网
支气管哮喘(哮喘)时气道阻塞的机制与气道平滑肌收缩,血管渗漏所致粘膜水肿、粘液分泌增加及以嗜酸细胞为主导的炎症细胞浸润等引起的支气管痉挛有关[1],多种炎性介质如组胺、白三烯(LTs)、血栓素、前列腺素、血小板激活因子(PAF)、趋化因子、腺苷及缓激肽等,参与上、下气道的炎症反应[2]。近年来随着LTs在哮喘气道高反应性中的作用逐渐被认识,以及LTs受体部位被确认,白三烯受体拮抗剂(LTRA)与LTs合成抑制剂在防治哮喘中的地位引起关注。自从第一个白三烯D4(LTD4)受体拮抗剂异丁司特(ibudilast, ketas)于1989年在临床应用以来,LTRA的开发研究十分活跃。1996年新一代LTRA zafirlukast(商品名,安可来)作为抗哮喘、抗炎及抗过敏药物在国外上市,并已有一定临床应用经验。有关此类具有拮抗LTs作用的药物,被称为当前哮喘治疗的新发展[3]或可能是一种新趋势[4]

一、白三烯在哮喘发病中的作用

LTs的代谢途径与生化作用不再赘述。代谢的关键性中间产物为白三烯A4(LTA4),其它白三烯均由其进一步合成。LTA4水解酶是一种含锌的金属蛋白酶,具有内在的氨基肽酶活性。与氨基酸肽酶N家族酶有明显的同源性。LTA4酶活性可被含金属的水解酶抑制剂如bestatin所抑制。LTA4很不稳定,经LTA4水解酶作用水解为二羟酸白三烯B4(LTB4)或在白三烯T4(LTC4)水解酶作用下与谷胱甘肽结合形成肽白三烯LTC4。LTC4合成酶是一种18000的膜蛋白,已被克隆。根据其氨基酸序列表明,与谷胱甘肽S转移酶并无显著的同源性,但与5-脂氧酶活化蛋白(FLAP)有相同的氨基酸。研究表明,MK886是一种FLAP抑制剂可明显抑制LTC4合成酶的活性。通过α谷氨酰转肽酶的作用,LTC4转化为LTD4,后者在脱肽酶作用下,进一步代谢为半胱氨酸衍生物白三烯E4(LTE4)。LTE4是尿液中一种重要的代谢物,可用以监测人类白三烯的产生及评估哮喘的病情程度[5]

现已确认LTs在炎症反应、气道高反应性及支气管痉挛过程中起重要作用,且亦证实LTs与上气道疾病时的过敏性症状及体征密切相关。豚草过敏者经鼻内滴入抗原激发后,LTC4、LTD4及LTE4的释出与其临床症状相平行[1],具有特异体质的过敏者经过敏原激发后,其鼻腔分泌液中LTC4及LTD4水平增加,在导致鼻过敏反应时,LTs的作用较组胺约强1 000倍。一组阿司匹林敏感哮喘患者的研究表明,在接触阿司匹林过程中,其鼻分泌液中LTC4及组胺水平增加,而LTB4并不增加。哮喘及过敏性鼻炎者的嗜酸细胞较正常人能释出更多的LTC4[6]

哮喘早期的气道反应性增高与IgE介导的肺细胞脱颗粒所释出的支气管痉挛介质[LTs、前列腺素D2(PGD2)、血栓素A2及组胺]有关。经支气管过敏原激发受试者的支气管肺泡灌洗液(BALF)中LTC4、PGD2、血栓素B2(TXB2)及组胺水平增加,尿中LTE4及TXB2亦增加,哮喘迟发阶段的炎症反应包括气道血管周围水肿、粘液栓、嗜酸细胞及其它炎性细胞如嗜中性粒细胞与单核细胞在气道中浸润等,亦与此类细胞释放LTs有关[6]

哮喘患者与健康志愿者相比,其白细胞产生LTB4及LTC4的能力要高3~5倍。哮喘患者经过敏原激发、阿司匹林哮喘、夜间哮喘及运动性哮喘者,尿LTE4排泄增加,并发现尿LTE4的增加明显与支气管痉挛的程度呈正相关[5]

Holroyde等报道吸入LTC4及LTD4对气道的影响,证实此类介质可引起正常人的支气管痉挛[3]。随后亦发现吸入LTC4及LTD4对于正常人或哮喘患者,均具有强烈的支气管收缩作用。LTD4引起气道平滑肌收缩的作用较组胺强1 000倍,维持时间亦长,LTE4的作用较弱。LTD4及LTE4发挥作用的起效时间为4~6分钟,而LTC4则需10~20分钟。

哮喘患者吸入LTs后的气道反应性较健康志愿者明显增高,此种气道高反应性多为非特异性,若对吸入组胺呈高反应性,则吸入其它支气管收缩性介质如乙酰甲胆碱、PGD2、前列腺素F2α(PGF2α2),甚至运动等,亦呈高反应性。但气道反应性与吸入组胺、乙酰甲胆碱或LTC4、LTD4之间的关系则复杂,在正常人引起支气管收缩方面,LTC4及LTD4引起支气管收缩所需浓度的剂量比率较低,提示哮喘患者本身对吸入LTs的反应即已增强,乃因其气道内已存在内原性白三烯[1]

过敏性哮喘患者的T细胞衍化促炎性细胞因子可以刺激支气管内LTs的释出。白细胞介素3(IL-3)、IL-4、IL-5、粒-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)在加强过敏性炎症反应中的作用至关重要,乃因其可增加嗜碱细胞、嗜酸细胞及嗜中性粒细胞释放LTC4。趋化性是炎性细胞从循环中游移至炎症部位的一个重要步骤。LTB4主要由嗜中性粒细胞产生,其作用之一是嗜中性粒细胞趋化性,而对嗜酸细胞的趋化吸引性则较弱。过敏原激发后,BALF中嗜中性及嗜酸细胞数均增加。哮喘患者吸入LTE4后,促使嗜酸细胞游移至气道。其它介质的趋化吸引力可能较LTB4更为重要,但LTB4在哮喘发病中的作用尚未阐明[7]

近期动物及人的研究均已显示LTs促使嗜酸细胞内流入气道。豚鼠经LTC4或卵蛋白致敏后,嗜酸细胞被募集入肺。豚鼠单次吸入LTD4后,肺组织中嗜酸细胞明显聚集,在BALF中嗜酸细胞增多,可持续至激发后4周,一组4例哮喘患者支气管粘膜活检标本证实,吸入LTE4后期嗜酸细胞数目明显增加[8]

实验表明,LTs增加气道血管通透性导致水肿。皮内注射LTC4、LTD4及LTE4亦可产生风团与潮红反应。LTs在粘液分泌过度、粘液腺体肥大、细胞碎屑积聚及形成炎性粘液栓等方面具有作用。LTC4及LTD4刺激粘液的释出,免疫组化技术显示,气溶胶吸入LTD4通过受体介导机制而增加豚鼠气道中粘液的上皮分泌,该作用可被LTRA所阻断。LTC4亦增加猫气管中粘蛋白释出。相反,气溶胶吸入LTD4可减慢羊气道中粘液的转输,或削弱人呼吸道纤毛的活动[7]

二、白三烯受体及其拮抗剂

LT受体位于气道平滑肌细胞及其它类型细胞的血浆膜部分,人气道平滑肌受体可介导由LTC4、LTD4及LTE4所致收缩反应。虽已报道LTC4有单独的结合位点,但至今尚未充分证明LTE4受体的存在[7]。已经表明一种LTRA足以拮抗所有三种LTs的支气管收缩作用,不同LT受体亚型的存在,具有组织特异性,例如大多数LTRAs并不能拮抗LTD4所致的人肺静脉收缩,但该反应却可被Bay x9773所阻抑,后者是迄至目前唯一的一种能对各种LT受体发挥相互作用的LTRA[3]。结合试验显示,在豚鼠肺中存在两种LTD4亚型。LT受体在肺中的分布亦有种属差异,人的支气管平滑肌仅有一种受体,而豚鼠气道则有LTC4及LTD4两种明显不同的受体[9]

放射配基实验证明,LTD4与多种属肺组织匀浆呈特异性、可饱和性、可逆性结合,且广泛分布于肺内。LTD4引起豚鼠肺条收缩与其特异性结合密切相关。豚鼠肺[3H]LTD4与其位点结合物的分子量约240~500 000,LTD4受体对胰蛋白酶、糜蛋白酶等均敏感,是一种糖蛋白受体。在人的气道内,多种LT均通过LTD4受体发挥作用。LTD4受体是一种G蛋白偶联的受体,在气道内LTD4与受体结合,经磷脂酶C途径激活,分解磷脂酰二磷酸肌醇(PIP2)生成甘油二酯(DAG)及三磷酸肌醇(IP3),后者引起钙动员,而DAG激活蛋白激酶C(PKC),激活受体操纵的钙通道(ROCC),协同增加细胞内钙离子浓度,导致平滑肌收缩。LTC4受体亦在豚鼠肺、大鼠肺及胎儿肺中广泛存在。一般认为在豚鼠肺中存在LTC4及LTD4受体,其中LTC4受体信号的传导机制尚未明确,可能是通过钙离子门控作用而发挥效应。有人发现LTC4引起的平滑肌收缩与其特异性结合能力并不完全相关,认为除了一小部分位点是受体外,其余的可能为立体结构的非受体位点。因此LTC4可能通过以下作用方式在肺内产生与LTD4相似的效应:(1)直接与LTC4受体结合;(2)直接与LTD4受体结合;(3)先转变为LTD4后再与受体结合。在人肺内LTC4先转化为LTD4后再发挥作用。实验显示,LTE4能提高离体豚鼠气管及哮喘患者对组胺的反应性。

FPL-55712 (商品名,齐留通)是一种最早应用的LTRA,已广泛用于研究LTs的药理学特性。但因其口服生物利用度差、<