免疫抑制劑、拮抗劑、細(xì)胞因子抑制劑的作用機(jī)理
對于易過敏的人來說，花粉，飛絮，孢子，植物汁液，灰塵，霉菌，動物毛發(fā)，食物，藥物，化妝品，昆蟲毒液以及環(huán)境中許多其他事物 (包括冷空氣) 都是噩夢，因為它們都可能引發(fā)過敏反應(yīng)，如過敏性 (特應(yīng)性) 皮炎、鼻炎、以及哮喘等。這些癥狀輕則惱人，重則休克甚至死亡。那么問題來了，過敏反應(yīng)到底是怎么一回事呢？
過敏反應(yīng)是由肥大細(xì)胞和嗜堿性粒細(xì)胞釋放的介質(zhì)所觸發(fā)的系統(tǒng)性的，甚至危及生命的疾病，其通過過敏 (IgE 介導(dǎo)) 或非過敏 (非 IgE 介導(dǎo)) 機(jī)制激活。它是一個快速發(fā)展的多系統(tǒng)過程，涉及皮膚、肺、胃腸和心血管系統(tǒng)。典型的臨床癥狀包括支氣管收縮、血管擴(kuò)張和低血容量，可導(dǎo)致呼吸功能不全、休克和死亡。
當(dāng)我們第一次接觸到過敏原時，不會有明顯的反應(yīng)。過敏原通常是分子量相對較低、相對穩(wěn)定的蛋白質(zhì)，它們更容易以天然構(gòu)象進(jìn)入體皮膚、肺部等。→ → 免疫系統(tǒng)可能通過局部樹突狀細(xì)胞攝取蛋白質(zhì)抗原，即過敏原，開始識別目標(biāo)分子。樹突細(xì)胞利用溶酶體蛋白酶將這些蛋白質(zhì)加工成長度可變的肽段，隨后將肽段呈遞到 MHC II 類分子上并呈給幼稚 T 細(xì)胞。→ → 在沒有特別危險信號 (如寄生蟲) 時 ，T 細(xì)胞通常分化為 2 型 T 輔助細(xì)胞，即 Th2 細(xì)胞。這些 Th2 細(xì)胞產(chǎn)生 IL-4 和 IL-13，并刺激 B 細(xì)胞經(jīng)歷抗體類別轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生 IgE 抗體。IgE 會與肥大細(xì)胞和嗜堿性粒細(xì)胞上表達(dá)的高親和力 IgE 受體 (FcεRI) 交聯(lián)，產(chǎn)生并引發(fā)信號級聯(lián)反應(yīng)。→ → 釋放包括組胺、前列腺素和白三烯在內(nèi)的介質(zhì)，當(dāng)這些介質(zhì)從細(xì)胞中釋放出來時，就會產(chǎn)生過敏的典型癥狀，包括組織腫脹、支氣管收縮和血壓下降。
在臨床中，食物過敏和蕁麻疹強(qiáng)烈依賴于 IgE，但在其他過敏性疾病 (如過敏性哮喘) 與 IgE 的關(guān)聯(lián)并不明顯，因此還存在以非 IgE 依賴性的方式導(dǎo)致肥大細(xì)胞和嗜堿性粒細(xì)胞脫粒，引起介質(zhì)的選擇性釋放，導(dǎo)致過敏反應(yīng)。這些方式包括 IgG 免疫復(fù)合物、補(bǔ)體產(chǎn)物、神經(jīng)肽、Opiates 等。例如補(bǔ)體激活導(dǎo)致 C3a、C5a 和 C5b-9 的釋放，從而觸發(fā)肥大細(xì)胞、嗜堿性粒細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、平滑肌和其他細(xì)胞激活。另外，過硫酸化肝素 (Oversulfated heparin)、神經(jīng)肌肉阻斷劑、Opiates、氟喹諾酮類藥物能夠直接誘導(dǎo)過敏反應(yīng)。
在過去幾十年來，過敏性疾病的發(fā)病率一直不斷增加，包括過敏性支氣管哮喘、過敏性鼻結(jié)膜炎和過敏性皮炎。盡管人類對過敏性炎癥與治療藥物的機(jī)制有了深入的了解，但尚未完全克服過敏性疾病。那么該如何靶向過敏性疾病呢？
目前，就作用機(jī)理而言，抗過敏藥主要包括組胺 H1 (Histamine H1) 拮抗劑、白三烯 (Leukotriene) 拮抗劑、Th2 細(xì)胞因子抑制劑、血栓素 A2 (Thromboxane A2, TXA2) 抑制劑、肥大細(xì)胞穩(wěn)定劑等。
組胺主要儲存在組織肥大細(xì)胞和嗜堿性細(xì)胞中，在過敏性鼻炎、蕁麻疹、過敏性反應(yīng)以及較輕程度的哮喘中起主要作用。此外，組胺也是一種炎癥的調(diào)節(jié)因子。
組胺主要通過 4 種組胺受體亞型 (H1R-H4R) 在急性和慢性過敏性炎癥以及復(fù)雜的免疫調(diào)節(jié)系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用。如 H1R 信號導(dǎo)致：前列環(huán)素的合成，血小板因子活化，一氧化氮、花生四烯酸及其代謝物、血栓素的合成以及平滑肌細(xì)胞的收縮。H1R 激活還導(dǎo)致炎癥部位嗜酸性粒細(xì)胞和中性粒細(xì)胞趨化性增加，抗原呈遞細(xì)胞 (APCs) 能力增強(qiáng)，Th1 淋巴細(xì)胞活化，降低體液免疫，以及促進(jìn) IgE 生成。因此，H1R 拮抗劑也常被用來治療過敏癥狀。
H1 抗組胺藥分為“第一代”和“第二代”。但第一代 H1 抗組胺藥 (如 Diphenhydramine、Hydroxyzine) 對 H1 受體選擇性較差，且可透過血腦屏障，并會產(chǎn)生許多不良事件，如具有鎮(zhèn)靜作用。相比之下，第二代 H1 抗組胺藥 (如 Loratadine、Cetirizine、Levocetirizine) 及它的一些活性代謝物 (如 Fexofenadine，Desloratadine) 對組胺 H1 受體具有高度選擇性，且與第一代相比，較少穿過血腦屏障，引發(fā)的不良事件也較少。
在哮喘中，白三烯受體拮抗劑是最常用的藥物之一。這類藥物通過與 CysLT 受體結(jié)合并阻斷其活化和隨后的炎癥級聯(lián)反應(yīng)來發(fā)揮作用。除此之外，與白三烯合成相關(guān)的其他靶點也是潛在的靶向過敏的藥物，例如 5-LOX 合酶抑制劑 Zileuton，F(xiàn)LAP 抑制劑 AM-679、Veliflapon，以及可抑制磷脂酶 A2 (PLA2) 的糖皮質(zhì)激素 Budesonide。順便提一下，糖皮質(zhì)激素本身也具有強(qiáng)大的抗炎、抗過敏和免疫抑制作用。糖皮質(zhì)激素能夠抑制過敏原暴露后引起的一些介質(zhì) (一氧化氮、白三烯和前列腺素) 的產(chǎn)生，是抗過敏性疾病的有效的藥物，如過敏性鼻炎。
Th2細(xì)胞因子抑制劑
CD4+ Th2 細(xì)胞可產(chǎn)生獨(dú)特的 IL-4、IL-5、IL-9 和 IL-13 等促炎細(xì)胞因子，對抵御寄生蟲至關(guān)重要，并且促進(jìn)與哮喘和過敏性疾病相關(guān)的病理炎癥。Th2 細(xì)胞刺激和招募免疫細(xì)胞的特殊亞群，如嗜酸性粒細(xì)胞和嗜堿性粒細(xì)胞，到感染部位或?qū)?dǎo)致組織嗜酸性粒細(xì)胞增多和肥大細(xì)胞增生的過敏原或毒素作出反應(yīng)。Th2 細(xì)胞還控制 B 細(xì)胞抗體類別向 IgE 轉(zhuǎn)化。另外，參與產(chǎn)生 IgE 抗體的 IL-4 和參與激活嗜酸性粒細(xì)胞的 IL-5 也受到特別關(guān)注。如 Suplatast tosilate 可抑制 IL-4 和 IL-5 的產(chǎn)生，據(jù)報道它可以抑制氣道超敏反應(yīng)和氣道粘膜嗜酸性粒細(xì)胞浸潤。
血栓素主要在血小板中合成，釋放后引起血小板聚集和血管平滑肌收縮。一些證據(jù)表明，TXA2 參與了過敏性疾病的發(fā)生和發(fā)展。血栓素抑制劑被廣泛地分為血栓素合成抑制劑和血栓素靶向作用抑制劑。血栓素合成抑制劑阻止 PGH2 轉(zhuǎn)化為 TXA2，主要減少血小板中的 TXA2 合成，而血栓素受體拮抗劑阻斷 TXA2 受體 (TP) 激活下游。常見的 TXA2 抑制劑有 TXA2 合成酶抑制劑 (Ozagrel) 和 TXA2 受體拮抗劑 (Seratrodast、Ramatroban)。
肥大細(xì)胞穩(wěn)定劑 (如 Sodium cromoglicate) 可以防止這種脫顆粒過程，因此臨床上用于研究哮喘和過敏性鼻炎。另外，有效的肥大細(xì)胞穩(wěn)定劑還包括 Nedocromil、Lodoxamide 和 Olopatadine 以及一些天然化合物，如黃酮類化合物。
當(dāng)然，靶向過敏疾病少不了要提抗過敏單克隆抗體。例如 IgE 在過敏反應(yīng)的發(fā)生和引發(fā)中起著關(guān)鍵作用，抗免疫球蛋白 IgE 也代表了干預(yù)策略中的藥物靶標(biāo)，如 Omalizumab 選擇性地靶向人 IgE，抑制 IgE 與肥大細(xì)胞和嗜堿性粒細(xì)胞上的受體結(jié)合，并抑制已經(jīng)與肥大細(xì)胞結(jié)合的 IgE 的激活，從而防止其脫顆粒。另外，還有導(dǎo)致嗜酸性粒細(xì)胞的生成和成熟減少對的抗 IL-5 單克隆抗體 Mepolizumab 和 Reslizumab。
總結(jié)
過敏性疾病是影響全球數(shù)百萬人生命的主要健康問題，是所有年齡段中常見的慢性病之一。其中抗過敏藥物是靶向過敏性疾病和過敏反應(yīng)的一大類藥物，它的作用機(jī)制是抑制炎癥介質(zhì)對靶細(xì)胞的作用或阻止炎癥介質(zhì)的釋放。相信隨著對過敏機(jī)制的進(jìn)一步研究，我們有機(jī)會建立更有效治療策略，降低過敏反應(yīng)的發(fā)生率。
MCE 的所有產(chǎn)品僅用作科學(xué)研究或藥證申報，我們不為任何個人用途提供產(chǎn)品和服務(wù)
參考文獻(xiàn)
1. LoVerde D, Krishnaswamy G, et al. Anaphylaxis. Chest. 2018;153(2):528-543.
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10. Lorrain DS, et al. Pharmacological characterization of 3-[3-tert-butylsulfanyl-1-[4-(6-methoxy-pyridin-3-yl)-benzyl]-5-(pyridin-2-ylmethoxy)-1H-indol-2-yl]-2,2-dimethyl-propionic acid (AM103), a novel selective 5-lipoxygenase-activating protein inhibitor that reduces acute and chronic inflammation. J Pharmacol Exp Ther. 2009;331(3):1042-1050.
11. Jo-Watanabe A, Yokomizo T, et al. The Role of Leukotrienes as Potential Therapeutic Targets in Allergic Disorders. Int J Mol Sci. 2019;20(14):3580. Published 2019 Jul 22.
12. Inagaki N, Nagai H. Drugs for the treatment of allergic diseases. Jpn J Pharmacol. 2001;86(3):275-280.
13. Xu H, et al. Diverse exocytic pathways for mast cell mediators. Biochem Soc Trans. 2018;46(2):235-247.
14. Zhang T, Walsh JJ, et al. Mast cell stabilisers. Eur J Pharmacol. 2016;778:158-168.
15. Pelaia C, et al. Omalizumab, the first available antibody for biological treatment of severe asthma: more than a decade of real-life effectiveness. Ther Adv Respir Dis. 2018;12:1753466618810192.
過敏反應(yīng)是由肥大細(xì)胞和嗜堿性粒細(xì)胞釋放的介質(zhì)所觸發(fā)的系統(tǒng)性的，甚至危及生命的疾病，其通過過敏 (IgE 介導(dǎo)) 或非過敏 (非 IgE 介導(dǎo)) 機(jī)制激活。它是一個快速發(fā)展的多系統(tǒng)過程，涉及皮膚、肺、胃腸和心血管系統(tǒng)。典型的臨床癥狀包括支氣管收縮、血管擴(kuò)張和低血容量，可導(dǎo)致呼吸功能不全、休克和死亡。
圖 1. 過敏反應(yīng)的機(jī)制[2]
IgE 介導(dǎo)的過敏反應(yīng)
IgE 是 IgE 介導(dǎo)的相關(guān)過敏性疾病發(fā)病機(jī)制中的關(guān)鍵免疫球蛋白，雖然在人類血清蛋白中含量最低，但其“威力”不容小覷。當(dāng)我們第一次接觸到過敏原時，不會有明顯的反應(yīng)。過敏原通常是分子量相對較低、相對穩(wěn)定的蛋白質(zhì)，它們更容易以天然構(gòu)象進(jìn)入體皮膚、肺部等。→ → 免疫系統(tǒng)可能通過局部樹突狀細(xì)胞攝取蛋白質(zhì)抗原，即過敏原，開始識別目標(biāo)分子。樹突細(xì)胞利用溶酶體蛋白酶將這些蛋白質(zhì)加工成長度可變的肽段，隨后將肽段呈遞到 MHC II 類分子上并呈給幼稚 T 細(xì)胞。→ → 在沒有特別危險信號 (如寄生蟲) 時 ，T 細(xì)胞通常分化為 2 型 T 輔助細(xì)胞，即 Th2 細(xì)胞。這些 Th2 細(xì)胞產(chǎn)生 IL-4 和 IL-13，并刺激 B 細(xì)胞經(jīng)歷抗體類別轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生 IgE 抗體。IgE 會與肥大細(xì)胞和嗜堿性粒細(xì)胞上表達(dá)的高親和力 IgE 受體 (FcεRI) 交聯(lián)，產(chǎn)生并引發(fā)信號級聯(lián)反應(yīng)。→ → 釋放包括組胺、前列腺素和白三烯在內(nèi)的介質(zhì)，當(dāng)這些介質(zhì)從細(xì)胞中釋放出來時，就會產(chǎn)生過敏的典型癥狀，包括組織腫脹、支氣管收縮和血壓下降。
圖 2. IgE 介導(dǎo)過敏性疾病炎癥[5]
圖 3. 過敏原致敏及 IgE 產(chǎn)生機(jī)制[6]
在臨床中，食物過敏和蕁麻疹強(qiáng)烈依賴于 IgE，但在其他過敏性疾病 (如過敏性哮喘) 與 IgE 的關(guān)聯(lián)并不明顯，因此還存在以非 IgE 依賴性的方式導(dǎo)致肥大細(xì)胞和嗜堿性粒細(xì)胞脫粒，引起介質(zhì)的選擇性釋放，導(dǎo)致過敏反應(yīng)。這些方式包括 IgG 免疫復(fù)合物、補(bǔ)體產(chǎn)物、神經(jīng)肽、Opiates 等。例如補(bǔ)體激活導(dǎo)致 C3a、C5a 和 C5b-9 的釋放，從而觸發(fā)肥大細(xì)胞、嗜堿性粒細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、平滑肌和其他細(xì)胞激活。另外，過硫酸化肝素 (Oversulfated heparin)、神經(jīng)肌肉阻斷劑、Opiates、氟喹諾酮類藥物能夠直接誘導(dǎo)過敏反應(yīng)。
在過去幾十年來，過敏性疾病的發(fā)病率一直不斷增加，包括過敏性支氣管哮喘、過敏性鼻結(jié)膜炎和過敏性皮炎。盡管人類對過敏性炎癥與治療藥物的機(jī)制有了深入的了解，但尚未完全克服過敏性疾病。那么該如何靶向過敏性疾病呢？
目前，就作用機(jī)理而言，抗過敏藥主要包括組胺 H1 (Histamine H1) 拮抗劑、白三烯 (Leukotriene) 拮抗劑、Th2 細(xì)胞因子抑制劑、血栓素 A2 (Thromboxane A2, TXA2) 抑制劑、肥大細(xì)胞穩(wěn)定劑等。
抗組胺劑
組胺主要儲存在組織肥大細(xì)胞和嗜堿性細(xì)胞中，在過敏性鼻炎、蕁麻疹、過敏性反應(yīng)以及較輕程度的哮喘中起主要作用。此外，組胺也是一種炎癥的調(diào)節(jié)因子。
組胺主要通過 4 種組胺受體亞型 (H1R-H4R) 在急性和慢性過敏性炎癥以及復(fù)雜的免疫調(diào)節(jié)系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用。如 H1R 信號導(dǎo)致：前列環(huán)素的合成，血小板因子活化，一氧化氮、花生四烯酸及其代謝物、血栓素的合成以及平滑肌細(xì)胞的收縮。H1R 激活還導(dǎo)致炎癥部位嗜酸性粒細(xì)胞和中性粒細(xì)胞趨化性增加，抗原呈遞細(xì)胞 (APCs) 能力增強(qiáng)，Th1 淋巴細(xì)胞活化，降低體液免疫，以及促進(jìn) IgE 生成。因此，H1R 拮抗劑也常被用來治療過敏癥狀。
H1 抗組胺藥分為“第一代”和“第二代”。但第一代 H1 抗組胺藥 (如 Diphenhydramine、Hydroxyzine) 對 H1 受體選擇性較差，且可透過血腦屏障，并會產(chǎn)生許多不良事件，如具有鎮(zhèn)靜作用。相比之下，第二代 H1 抗組胺藥 (如 Loratadine、Cetirizine、Levocetirizine) 及它的一些活性代謝物 (如 Fexofenadine，Desloratadine) 對組胺 H1 受體具有高度選擇性，且與第一代相比，較少穿過血腦屏障，引發(fā)的不良事件也較少。
白三烯拮抗劑
白三烯是由花生四烯酸產(chǎn)生的脂質(zhì)介質(zhì)，它的生物合成主要涉及磷脂酶 A2 (PLA2)，5-脂氧合酶 (5-lipoxygenase, 5-LOX) 及其 5-脂氧合酶活化蛋白 (FLAP)、LTA4 水解酶和 LTC4 合酶。白三烯分為兩類，LTB4 和半胱氨酸 CysLTs (LTC4、LTD4 和 LTE4)。白三烯與多種炎癥性疾病有關(guān)，包括哮喘、過敏性鼻炎、過敏性皮炎、過敏性結(jié)膜炎、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)等。因此，白三烯是一種過敏性疾病治療靶點。在哮喘中，白三烯受體拮抗劑是最常用的藥物之一。這類藥物通過與 CysLT 受體結(jié)合并阻斷其活化和隨后的炎癥級聯(lián)反應(yīng)來發(fā)揮作用。除此之外，與白三烯合成相關(guān)的其他靶點也是潛在的靶向過敏的藥物，例如 5-LOX 合酶抑制劑 Zileuton，F(xiàn)LAP 抑制劑 AM-679、Veliflapon，以及可抑制磷脂酶 A2 (PLA2) 的糖皮質(zhì)激素 Budesonide。順便提一下，糖皮質(zhì)激素本身也具有強(qiáng)大的抗炎、抗過敏和免疫抑制作用。糖皮質(zhì)激素能夠抑制過敏原暴露后引起的一些介質(zhì) (一氧化氮、白三烯和前列腺素) 的產(chǎn)生，是抗過敏性疾病的有效的藥物，如過敏性鼻炎。
圖 4. 白三烯拮抗劑的分類[7]
Th2細(xì)胞因子抑制劑
血栓素 A2 (TXA2) 抑制劑
血栓素主要在血小板中合成，釋放后引起血小板聚集和血管平滑肌收縮。一些證據(jù)表明，TXA2 參與了過敏性疾病的發(fā)生和發(fā)展。血栓素抑制劑被廣泛地分為血栓素合成抑制劑和血栓素靶向作用抑制劑。血栓素合成抑制劑阻止 PGH2 轉(zhuǎn)化為 TXA2，主要減少血小板中的 TXA2 合成，而血栓素受體拮抗劑阻斷 TXA2 受體 (TP) 激活下游。常見的 TXA2 抑制劑有 TXA2 合成酶抑制劑 (Ozagrel) 和 TXA2 受體拮抗劑 (Seratrodast、Ramatroban)。
肥大細(xì)胞穩(wěn)定劑
前文提到肥大細(xì)胞在抗原免疫球蛋白 IgE 介導(dǎo)的過敏性炎癥中起著關(guān)鍵作用，它依賴于 FcεRI 與肥大細(xì)胞表面 IgE 復(fù)合物的交聯(lián)。隨后肥大細(xì)胞脫顆�？赏ㄟ^分泌組胺、蛋白酶和趨化因子以及參與炎癥細(xì)胞因子的從頭合成，觸發(fā)急性炎癥反應(yīng)并促進(jìn)過敏進(jìn)展。因此，抑制肥大細(xì)胞活化具有減輕過敏性炎癥的潛力。肥大細(xì)胞穩(wěn)定劑 (如 Sodium cromoglicate) 可以防止這種脫顆粒過程，因此臨床上用于研究哮喘和過敏性鼻炎。另外，有效的肥大細(xì)胞穩(wěn)定劑還包括 Nedocromil、Lodoxamide 和 Olopatadine 以及一些天然化合物，如黃酮類化合物。
當(dāng)然，靶向過敏疾病少不了要提抗過敏單克隆抗體。例如 IgE 在過敏反應(yīng)的發(fā)生和引發(fā)中起著關(guān)鍵作用，抗免疫球蛋白 IgE 也代表了干預(yù)策略中的藥物靶標(biāo)，如 Omalizumab 選擇性地靶向人 IgE，抑制 IgE 與肥大細(xì)胞和嗜堿性粒細(xì)胞上的受體結(jié)合，并抑制已經(jīng)與肥大細(xì)胞結(jié)合的 IgE 的激活，從而防止其脫顆粒。另外，還有導(dǎo)致嗜酸性粒細(xì)胞的生成和成熟減少對的抗 IL-5 單克隆抗體 Mepolizumab 和 Reslizumab。
總結(jié)
過敏性疾病是影響全球數(shù)百萬人生命的主要健康問題，是所有年齡段中常見的慢性病之一。其中抗過敏藥物是靶向過敏性疾病和過敏反應(yīng)的一大類藥物，它的作用機(jī)制是抑制炎癥介質(zhì)對靶細(xì)胞的作用或阻止炎癥介質(zhì)的釋放。相信隨著對過敏機(jī)制的進(jìn)一步研究，我們有機(jī)會建立更有效治療策略，降低過敏反應(yīng)的發(fā)生率。
MCE 的所有產(chǎn)品僅用作科學(xué)研究或藥證申報，我們不為任何個人用途提供產(chǎn)品和服務(wù)
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10. Lorrain DS, et al. Pharmacological characterization of 3-[3-tert-butylsulfanyl-1-[4-(6-methoxy-pyridin-3-yl)-benzyl]-5-(pyridin-2-ylmethoxy)-1H-indol-2-yl]-2,2-dimethyl-propionic acid (AM103), a novel selective 5-lipoxygenase-activating protein inhibitor that reduces acute and chronic inflammation. J Pharmacol Exp Ther. 2009;331(3):1042-1050.
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