白三烯與呼吸系統(tǒng)疾病

與呼吸系統(tǒng)疾病 目錄contents 01 白三烯的發(fā)現(xiàn)與合成 02 白三烯與哮喘 03 白三烯與過敏性鼻炎 04 白三烯與氣道重塑 05 ICS不能降低白三烯水平 01 白三烯的發(fā)現(xiàn)與合成 白三烯的發(fā)現(xiàn)白三烯的合成白三烯受體拮抗劑的研發(fā) 01 慢反應(yīng)物質(zhì) 的發(fā)現(xiàn) 1930年代 生理學家Feldberg和Kellaway在犬和猴的肺部觀察到 慢反應(yīng)物質(zhì) Slowreactingsubstance SRS 1 80年前1960年代 Brockelhurst在致敏豚鼠的灌注肺中發(fā)現(xiàn)了一種相似的物質(zhì) 稱為 過敏反應(yīng)的慢反應(yīng)物質(zhì) SRS A 1 50年前1970年代 Samuelsson等人確定了SRS A的結(jié)構(gòu) 并命名為 白三烯 Leukotriene LT 1 40年前 1 Young R N 2012 DiscoveryandDevelopmentofMontelukast Singulair inCaseStudiesinModernDrugDiscoveryandDevelopment edsX HuangandR G Aslanian JohnWiley121 684 697 01 白三烯 的發(fā)現(xiàn)獲得諾貝爾獎 1982年 諾貝爾生理學 醫(yī)學獎被授予SuneK Bergstr m BengtI Samuelsson和JohnR Vane 以表彰包括白三烯 在內(nèi)的 前列腺素和有關(guān)的生物活性物質(zhì) 的發(fā)現(xiàn)1 2 SuneK Bergstr m BengtI Samuelsson JohnR Vane 1 2 白三烯屬于前列腺素家族 01 白三烯 的合成獲得諾貝爾獎 1 2 EliasJamesCroey 01 白三烯的生物合成 Peters GoldenM etal NEnglJMed2007 357 1841 54 半胱氨酰白三烯CysteinylleukotrienesCysLTs LTC4 LTD4 LTE4PLA2 磷脂酶A25 LO 5 脂氧合酶FLAP 5 脂氧合酶活化蛋白LTA4H LTA4水解酶LTC4S LTC4合成酶 白細胞 磷脂 花生四烯酸 轉(zhuǎn)運體 轉(zhuǎn)運體 細胞質(zhì) 細胞核 生物學反應(yīng) 激酶活化 內(nèi)皮細胞 Ca2 增加 cAMP減少 半胱氨酰白三烯 齊留通 孟魯司特扎魯司特普魯司特 01 白三烯的種類 Peters GoldenM etal NEnglJMed2007 357 1841 54 01 白細胞中白三烯合成和受體的表達 Peters GoldenM etal NEnglJMed2007 357 1841 54 notdetermined ND 未定 01 CysLT1受體的分布 PluripotentHemopoieticStemCell 多能造血干細胞 WilliamBusse Chest2005 127 1312 1326 01 白三烯相關(guān)的疾病 FDA獲批適應(yīng)癥 Peters GoldenM etal NEnglJMed2007 357 1841 54 01 白三烯受體拮抗劑的研發(fā)過程 1970年代末 默沙東開始研發(fā) 白三烯受體拮抗劑 LTRA 白三烯受體尚未被純化和克隆 生物測評通量低 穩(wěn)定性很差 1980年代初 MSD獲得有說服力的臨床前POC數(shù)據(jù)進入臨床后未達到預期終點受體占有率不夠 無法產(chǎn)生預期的藥效 1989年 為期6月的臨床藥效試驗 預期的效果都達標但出現(xiàn) 肝腫大 副作用 1991年 第三代第四個白三烯受體拮抗劑候選藥再次進入臨床試驗口服劑量從2毫克到800毫克都沒有發(fā)現(xiàn)副作用 而有效的口服劑量只要4到10毫克左右 安全指數(shù)高在兒科臨床研究中 咀嚼劑型也顯示良好療效和安全性 不影響嬰兒的生長速率 02 白三烯與哮喘 白三烯的致病機制白三烯受體拮抗劑的作用機制 02 GINA2016PapadopoulosNG etal Allergy 2012 67 8 976 997 氣道炎癥是導致哮喘癥狀的根本原因 02 白三烯參與哮喘的速發(fā)相和遲發(fā)相反應(yīng) 樹突細胞 抗原遞呈 抗原 肺 骨髓 介質(zhì)釋放 組胺白三烯 肥大細胞 毛細血管 血漿 增加平滑肌張力 粘液層 氣道上皮 白三烯 細胞因子 趨化因子遲發(fā)相反應(yīng) 氣道炎癥 損傷 高反應(yīng) 上皮損傷 粘液過多 骨髓中嗜酸性粒細胞生成 嗜酸性粒細胞 粘附 持續(xù)性向肺和氣道移行 Th0CD4 TCell Th1CD4 TCell Th2CD4 TCell IL 4 IL 6IL 13 B細胞 IgE 速發(fā)相反應(yīng) 支氣管痙攣 IL 3GM CSFIL 5 02 嗜酸性粒細胞在哮喘病理生理學中的作用 GM CSF 粒細胞 巨噬細胞集落刺激因子 EOS是合成LTC4能力最強的細胞Interleukin 5 IL 5 EOS即受到IL 5的調(diào)控 又可以合成IL 5IL 3 IL 5和GM CSF 延長EOS存活 活化EOS Rothenberg NEnlJMed 1998May28 338 22 1592 600 02 GM CSF granulocyte macrophagecolony stimulatingfactor 粒細胞 巨噬細胞集落刺激因子Eo BCFU Eosinophil basophilcolony formingunit 嗜酸粒細胞 嗜堿粒細胞集落生成單位NAMC Nonadherentmononuclearcell 非粘附單核細胞 LTRA調(diào)節(jié)外周血祖細胞生成 一項稀釋劑對照 盲法計數(shù)的體外研究 外周血GM CSF刺激的Eo BCFU生成 每106NAMC n 10 0 01 mol LLTD4組vs稀釋劑組 p 0 045 0 1 mol LLTD4組vs稀釋劑組 p 0 04 加用孟魯司特可以顯著抑制 vs0 01 mol LLTD4組 1 mol L P 0 01 10 mol L P 0 028 50 mol L P 0 03 P 0 05vs0 mol LLTD4 P 0 05vs0 mol L孟魯司特 BraccioniF etal JAllergyClinImmunol 2002Jul 110 1 96 101 02 LTRA調(diào)節(jié)骨髓祖細胞生成 一項稀釋劑對照 盲法計數(shù)的體外研究 BraccioniF etal JAllergyClinImmunol 2002Jul 110 1 96 101 Eo BCFU Eosinophil basophilcolony formingunit 嗜酸粒細胞 嗜堿粒細胞集落生成單位NAMC Nonadherentmononuclearcell 非粘附單核細胞 P 0 05vs0 mol LLTD4 P 0 05vs0 mol L孟魯司特 骨髓IL 5刺激的Eo BCFU生成 每0 25 106NAMC n 9 0 1 mol LLTD4組vs稀釋劑組 p 0 01 加用孟魯司特可以顯著抑制 1 mol L P 0 001 10 mol L P 0 002 50 mol L P 0 004 02 白三烯和細胞因子相互作用 Peters GoldenM etal NEnglJMed2007 357 1841 54 02 半胱氨酰白三烯在呼吸道組織中的作用 HayDWPetal TrendsPharmacolSci16 304 309 1995 02 CysLT是哮喘的關(guān)鍵介質(zhì)之一 GINA2016Appendix Chapter3P19 02 白三烯受體拮抗劑的作用機制 白三烯受體拮抗劑 LTRA 是非激素類抗炎藥 半胱氨酰白三烯 CysLTs 是哮喘和過敏性鼻炎 AR 的病理生理中的炎癥介質(zhì)和調(diào)節(jié)因子 是關(guān)鍵的治療靶點 CysLTs可以調(diào)節(jié)造血祖細胞生成 嗜酸性粒細胞在炎癥組織募集和存活 細胞因子和趨化因子的活性 呼出氣NO的數(shù)量 平滑肌的收縮和成纖維細胞的增殖 LTRA可以通過阻斷CysLTs的活性減少哮喘和AR的過敏性炎癥 產(chǎn)生廣泛的臨床效應(yīng) BusseW etal Chest 2005Apr 127 4 1312 26 LTRA可以顯著抑制吸入過敏原誘發(fā)的速發(fā)相和遲發(fā)相哮喘反應(yīng) 02 LTRA降低哮喘患者EOS水平 AdultPersistentAsthma PersistentAsthmainPediatricPatients 成人持續(xù)性哮喘LTRA顯著降低血液 肺泡灌洗液和痰中嗜酸性粒細胞水平 BusseW etal Chest 2005Apr 127 4 1312 26 兒童持續(xù)性哮喘LTRA顯著降低哮喘患兒血中嗜酸性粒細胞水平 02 LTRA降低血中EOS水平 ReissTF etal ArchInternMed 1998 158 11 1213 1220 一項納入681例成人慢性哮喘患者的隨機 雙盲 3階段 安慰劑對照的平行分組研究 p 0 001 12周孟魯司特治療組較安慰劑組顯著降低血中嗜酸性粒細胞水平 在 15歲的哮喘患者中 探討白三烯受體拮抗劑孟魯司特的臨床療效 在美國50個醫(yī)療中心開展的隨機 雙盲 3階段 安慰劑對照的平行分組研究 681例 15歲不吸煙的健康患者 這些患者有至少1年的間歇性或持續(xù)性哮喘癥狀史 FEV1 預期值 50 85 研究設(shè)計 02 LTRA降低痰和血中EOS水平 n 16 n 20 4周治療后 痰嗜酸性粒細胞較基線值改變百分比 孟魯司特組 下降3 6 vs 安慰劑組 升高3 4 p 0 026 孟魯司特組 安慰劑組 p 0 009 一項納入40例成人慢性哮喘患者的隨機 雙盲 安慰劑對照的平行研究 PizzichiniE etal EurRespirJ 1999Jul 14 1 12 8 4周治療后 血嗜酸性粒細胞水平 孟魯司特組vs 安慰劑組 p 0 009 有癥狀的可行誘導痰檢查的成人哮喘患者 痰中嗜酸性粒細胞 5 支氣管擴張劑沙丁胺醇 200mg 可以改善FEV1 15 輕度哮喘 FEV1 預計值為60 85 哮喘是穩(wěn)定的 入組前1月內(nèi)沒有急性發(fā)作 入組前3個月內(nèi)沒有住院治療 02 LTRA降低哮喘兒童血中EOS水平 KnorrB etal JAMA 1998 279 1181 1186 一項納入336例哮喘患兒的8周 多中心 隨機 雙盲研究 6 14歲慢性哮喘患兒FEV1 預計值為50 85 分組 用藥8周 睡前服用孟魯司特咀嚼片5mg安慰劑 336例6 14歲哮喘患兒 FEV1 預計值為50 85 吸入 激動劑后FEV1改善 15 最低程度的日間癥狀和每日 激動劑使用 使用ICS每日治療 孟魯司特組39 安慰劑組33 02 LTRA降低哮喘患兒FENO BrattonDL etal 1999Dec 28 6 402 7 一項納入12例輕中度持續(xù)性哮喘患兒的研究 6 11歲有輕中度穩(wěn)定哮喘病史的患兒 其他方面健康無病史 入組標準 在14天導入期至少7天存在癥狀需要使用 激動劑治療 氣道可逆 FEV1改善 12 FEV1 預計值60 85 02 LTRA ICS可降低FeNO GroupA 1st布地奈德 BD 200 gbid 2ndBD400 gbidGroupB 1stBD200 gbid 福莫特羅 FM 9 g d 2ndBUD200 gbid 孟魯斯特5mg dGroupC 1stBUD200 gbid 孟魯斯特5mg d 2ndBUD200 gbid 福莫特羅9 g dGroupD BUD400 gbid用藥2個月 MiragliadelGiudiceM etal RespirMed 2007Aug 101 8 1809 13 一項入組48例未使用過激素的過敏性哮喘患兒研究 布地奈德 孟魯斯特治療階段FeNO值最低 P 0 01vsGroupBT1 P 0 05vsGroupCT2 T1 治療1個月 T2 治療2個月 03 白三烯與過敏性鼻炎 白三烯在AR發(fā)病中的作用中國AR指南推薦LTRA為一線治療哮喘伴AR的治療 03 白三烯參與AR的速發(fā)相和遲發(fā)相 1 KayAB NEnglJMed 2001Jan4 344 1 30 7 2 中華耳鼻咽喉頭頸外科雜志編集委員會鼻科組 中華醫(yī)學會耳鼻咽喉頭頸外科分會鼻科學組 中華耳鼻咽喉頭頸外科雜志 2016 51 1 1 17 AR的發(fā)病機制2 03 Peters GoldenM etal ClinExpAllergy 2006 36 6 689 703 HolgateST etal NatRevDrugDiscov 2003 2 11 902 914 半胱氨酰白三烯是鼻部變應(yīng)反應(yīng)中重要的炎性介質(zhì) 03 2015中國AR指南 LTAR為AR的一線治療藥物 LTRA改善鼻塞的效果優(yōu)于第二代口服抗組胺藥LTRA有效緩解噴嚏和流涕癥狀對鼻用糖皮質(zhì)激素治療后鼻部癥狀 主要是鼻塞 未得到良好控制的中 重度AR患者 可考慮聯(lián)合應(yīng)用白三烯受體拮抗劑安全性良好 中華耳鼻咽喉頭頸外科雜志編集委員會鼻科組 中華醫(yī)學會耳鼻咽喉頭頸外科分會鼻科學組 中華耳鼻咽喉頭頸外科雜志 2016 51 1 1 17 03 多數(shù)哮喘患者伴有過敏性鼻炎 約80 的哮喘患者伴有過敏性鼻炎 單純哮喘 單純過敏性鼻炎 過敏性鼻炎 哮喘 BousquetJetal JAllergyClinImmunol2001 108 Suppl5 S147 S334 03 重度哮喘控制不佳與同時存在中重度鼻炎相關(guān) PonteEV etal Allergy 2008 63 5 564 9OR 隨訪期內(nèi)急診就診 哮喘未得到控制 無鼻炎輕度鼻炎中重度鼻炎 1 9 3 83 1 23 12 68 03 MONICA研究及亞組分析 在ICS或ICS LABA控制不佳的哮喘患者中加用孟魯司特鈉的療效 1 RespirMed 2010 104 644 6512 JAsthma 2010 47 9 986 993 03 伴 不伴過敏性鼻炎的亞組中 添加使用孟魯司特ACT評分改善的情況 伴AR亞組 不伴AR亞組 ACT評分 在伴AR組和不伴AR組中 自基線期添加孟魯司特至第12個月時 最小二乘平均ACT評分分別升高了6 4和4 7 100 1 5 0 8 各ACT分類的患者數(shù) JAsthma 2010 47 9 986 993 04 白三烯與氣道重塑 氣道重塑的定義CysLTs在氣道重塑中的作用機制LTRA可改善氣道重塑 04 氣道重塑的定義 氣道管腔側(cè)的改變包括上皮損傷 杯狀細胞增生 粘膜下層粘液腺增大和粘液過量分泌上皮下區(qū)域的改變包括成纖維細胞增殖和活化 大量細胞外基質(zhì) ECM 蛋白沉積 血管新生和重構(gòu) 平滑肌細胞增生肥大以上這些改變最終導致氣道壁增厚 1 McAnultyRJ PulmPharmacolTher 2011Oct 24 5 478 86 2 LazaarAL etal AmJMed2003 115 652 9 氣道重塑是指氣道壁各種細胞和分子組分發(fā)生的數(shù)量和 或組織學的一系列改變 04 哮喘氣道重塑 氣道慢性炎癥 氣道重塑 8 中華醫(yī)學會兒科學分會呼吸學組 中華兒科雜志2008 46 745 753 急性炎癥 1922年Huber和Koessler首次描述了哮喘氣道重塑現(xiàn)象 時間 過敏原刺激后24h 氣道重塑和氣道炎癥將同時發(fā)生現(xiàn)在觀念 有炎癥就有氣道重塑在哮喘的各個階層都有氣道重塑發(fā)生 氣道重塑是重度哮喘的主要特征 HuberHL etal ArchInternMedExp1922 30 689 760KariyawasamHH etal AmJRespirCritCareMed2007 175 896 904 04 MontuschiP etal DrugDiscovToday 2007May 12 9 10 404 12 CysLTs在氣道重塑中的作用機制 肌成纖維組織沉積 增加膠原沉積 EOS趨化性活化減少凋亡 增加粘液分泌 血漿滲漏 支氣管狹窄平滑肌增生 CysLTshaveapathophysiologicalroleinasthmabecausetheyarepotentbronchoconstrictors increaseAHR mucussecretionandcapillarypermeability causeeosinophilrecruitmentandactivation anddecreaseeosinophilapoptosis CysLTsarealsoinvolvedinairwayremodeling inthattheypromotemyofibroblastaccumulationandairwaysmoothmusclehyperplasia 04 BusseW etal Chest 2005Apr 127 4 1312 26 CysLTs在氣道重塑中的作用機制 重塑 CysLTs對于氣道重塑的慢性作用或許比急性支氣管狹窄作用更為重要 CysLTs增加肺成纖維細胞增殖 在小鼠腹腔巨噬細胞中 LTC4劑量依賴性刺激巨噬細胞衍生的的纖維生長因子 相反的 這種反應(yīng)可以被LTRA抑制 CysLTs通過刺激成纖維細胞增加膠原合成促進肺纖維化 在大鼠成纖維細胞中 LTC4劑量依賴性的增加膠原合成而不依賴成纖維細胞增殖 這種增加可以被LTRA抑制 平滑肌增殖 CysLTs可以增加生長因子誘導的氣道平滑肌增殖 在致敏小鼠中 卵清蛋白的刺激氣道旁的平滑肌層 使其厚度增加2 1倍 p 0 001 孟魯斯特可以減少80 1 的增殖反應(yīng) p 0 001 04 LTRA抑制變應(yīng)原誘導的小鼠氣道平滑肌細胞增生 HendersonWRJr etal AmJRespirCritCareMed 2002Jan1 165 1 108 16 小鼠模型試驗 p 0 001 p 0 001 形態(tài)學分析顯示 卵清蛋白致敏的小鼠氣道平滑肌層是鹽水對照組的2 1倍 p 0 001 而經(jīng)過孟魯司特治療的致敏小鼠和未經(jīng)治療的小鼠相比 氣道平滑肌層厚度減少了80 1 p 0 001 04 LTRA抑制變應(yīng)原誘導的小鼠氣道平滑肌細胞增生 AW airway EP epithelialcell arrowheadsindicatecollagendeposition arrowsindicateairwaymucus 小鼠模型試驗 HendersonWRJr etal AmJRespirCritCareMed 2006Apr1 173 7 718 28 04 LTRA抑制變應(yīng)原誘導的小鼠氣道重塑 OVA 卵清蛋白 MK 孟魯司特 DEX 地塞米松 HendersonWRJr etal AmJRespirCritCareMed 2006Apr1 173 7 718 28 04 VS HendersonWRJr etal AmJRespirCritCareMed 2006Apr1 173 7 718 28 LTRA抑制對激素抵抗的小鼠氣道結(jié)構(gòu)改變 04 LTRA對氣道重塑的影響 臨床研究 研究目的評估呼出氣冷凝物 EBC 中CysLTs水平與氣道重塑標記物網(wǎng)狀基底膜 RBM 增厚的關(guān)系研究終點在ICS基礎(chǔ)上使用LTRA的患兒中 EBC中CysLTs水平是否降低在支氣管內(nèi)活檢中 檢測EBC中CysLTs水平與RBM增厚的關(guān)系 LexC etal RespirRes 2006Apr7 7 63 04 LTRA對氣道重塑的影響 臨床研究 孟魯司特治療可顯著降低哮喘患者EBC中CysLTs水平 研究結(jié)論 在未使用孟魯司特治療的哮喘患者中 EBC中CysLTs水平與RBM增厚相關(guān) 未接受孟魯司特治療的患者中 EBC中CysLTs水平與RBM增厚顯著相關(guān) n 13 r 0 75 p 0 003 LexC etal RespirRes 2006Apr7 7 63 RBM厚度 m 研究對象 20例病情穩(wěn)定的輕度過敏性哮喘成人患者 平均FEV1為預計值的88 患者在研究前6個月內(nèi)未使用過白三烯調(diào)節(jié)劑或口服激素研究設(shè)計 2個中心的隨機 雙盲 平行 對照研究目的 評估孟魯司特對低劑量變應(yīng)原刺激 LDAC 后氣道成肌纖維細胞的作用 KellyMM etal Chest 2006Sep 130 3 741 53 LTRA對氣道重塑的影響 臨床研究 04 LTRA抑制氣道肌成纖維細胞增殖 研究結(jié)論 8周孟魯司特治療可明顯抑制過敏性哮喘氣道重塑中重要的結(jié)構(gòu)細胞數(shù)量的改變因此 孟魯司特可能是改善哮喘患者氣道重塑的有效治療措施 KellyMM etal Chest 2006Sep 130 3 741 53 04 05 ICS不能有效降低白三烯水平 口服潑尼松不能降低白三烯ICS不能降低白三烯 05 糖皮質(zhì)激素對白三烯水平的影響 Peters goldenM etal JAllergyClinImmunol2003 111 S37 48 傳統(tǒng)觀點認為糖皮質(zhì)激素通過脂皮素 1抑制磷脂酶A2導致前列腺素和白三烯合成減少 這種觀點受到很多挑戰(zhàn) GCS在5 脂氧合酶通路的多個位點有陰性和陽性的效應(yīng) 正?；蛳瓊€體的體外研究顯示GCS對白三烯水平很少或沒有影響 05 糖皮質(zhì)激素無法抑制白三烯的合成 減少 無效 增加 Peters godenM etJAllergyClinImmunol2003 111 S37 48 05 ICS不能降低尿液白三烯水平 目的評估丙酸氟替卡松對過敏原引起的氣管收縮 高反應(yīng)性和尿液LTE4