N-乙酰半胱氨酸在特發性肺間質纖維化治療中的研究進展

佟曉娜，何瑾（1.云南省第三人民醫院藥劑科，昆明650011；.昆明醫學院第一附屬醫院臨床藥學中心，昆明 650031）

特發性肺間質纖維化（Inrerstitial lung disease，IPF）是指原因不明的、進行性的以兩肺間質纖維化伴蜂窩狀改變為特征的疾病，并除外結締組織病所致的肺間質纖維化[1]。臨床主要表現為彌散性肺泡炎、肺泡單位結構紊亂和肺纖維化。IPF精確的發病率不詳，1990－1994年有報道估計其發病率為每10萬人中3～6例，且男性多于女性，發病年齡多在40～70歲，發病率隨年齡增加而增加，其死亡率也隨著年齡增加而增加，平均存活期為2～4年，5年生存率為30%～50%[2]。

目前認為IPF發病可分為3個過程。（1）肺泡炎：即抗原引起的免疫反應，激活肺泡巨噬細胞和肺泡細胞使其分泌和釋放多種炎性細胞因子或介質，引起血液中炎癥細胞向肺實質移行和募集。（2）肺損傷：炎癥細胞引起肺上皮細胞損傷，細胞損傷產生的產物如氧自由基、蛋白水解酶等是造成肺損傷的最重要作用物質。（3）肺纖維化：纖維蛋白等滲出物不能從肺泡腔清除，成纖維細胞便移行復制，引起瘢痕形成，這一過程受到轉化生長因子β（TGF-β）等許多因素的影響。

最早，由于人們認為IPF是由炎癥引起的自身免疫反應，因此治療上主要以糖皮質激素、免疫抑制劑等藥物為主，但均不能取得令人滿意的效果。隨著對IPF研究的不斷深入，人們發現IPF中肺損傷的持續存在可能與氧化物/抗氧化物以及蛋白酶/抗蛋白酶失衡有密切關系。因此抗氧化劑應用于IPF的治療越來越受到許多學者的關注。

N-乙酰半胱氨酸（NAC）最先作為一種化痰藥應用于臨床，近幾年隨著科學研究的不斷深入，發現NAC不僅具有化痰作用，同時還具有抗氧化等多種生物活性，其可作用于IPF發病機制的不同階段，從而減少肺組織損傷，延緩肺功能下降。現介紹NAC在IPF治療中的研究進展，為其臨床廣泛應用提供參考。

1 NAC應用于IPF的藥理機制

1.1 NAC抑制IPF的炎性介質或細胞因子的釋放

因為在IPF發病的起始階段有免疫復合物及炎性介質的參與，最終造成肺的損傷和纖維化修復，而許多研究發現NAC可抑制IPF發病過程中炎性介質或細胞因子的釋放。

趙亞濱等[3]為了探討肺臟氧化-還原狀態與肺臟炎癥、肺纖維化的關系及NAC對肺纖維化的影響，利用博萊霉素致大鼠肺纖維化為動物模型，研究了NAC對肺纖維化不同階段的影響，發現NAC能抑制博萊霉素誘導的P選擇素、白細胞介素2（IL-2）、巨噬細胞炎癥蛋白2（MIP-2）、細胞因子誘導的中性粒細胞趨化因子（CINC）以及巨噬細胞炎癥蛋白1α（MIP-1α）的上調，從而抑制炎癥反應及后期的肺纖維化形成，表明NAC具有一定的抗炎作用。有研究[4]NAC對支氣管灌洗液的細胞表面表達IL-8、基質金屬蛋白酶9、細胞間黏附分子（ICAM-1）等細胞因子的作用中發現，NAC可抑制支氣管灌洗液的細胞表面表達IL-8、基質金屬蛋白酶9、ICAM-1等細胞因子及炎性介質的表達，從而顯示出其抗炎的作用。

大量的研究[5]還發現，NAC可明顯減少流感病毒引起的核轉錄因子NF-κB和IL-8的釋放，通過阻止NF-κB通路的激活而抑制轉化生長因子（TGF-β1）、腫瘤壞死因子（TNF-α）等致纖維化因子從而抑制炎癥反應，體外試驗過程中還發現，NAC可減少支氣管細菌數量，阻止細菌、病毒等在支氣管壁的黏附，促進細菌、病毒的脫落，使其易于排出。

目前有許多研究和報道[6]均證實了NAC可干擾許多信號轉導途徑，從而在細胞凋亡、細胞生長和轉移、抗炎應激方面具有重要的作用，并且NAC的抗炎作用有明顯的高濃度依賴性，即高劑量的NAC（600 mg，每日3次）體外研究顯示有抗炎作用，而低劑量的NAC則沒有在研究過程中顯示出抗炎作用。

1.2 NAC的抗氧化機制

最新的研究[7]表明，IPF患者的支氣管肺泡灌洗液中過氧化物的水平明顯高于正常人，且疾病活動期與其氧化產物濃度呈正相關，而NAC可以明顯降低IPF患者支氣管肺泡灌洗液中過氧化物的水平。

目前認為NAC主要通過2種機制來發揮其抗氧化功能：①NAC進入體內迅速脫去乙酰基變為半胱氨酸，后者是還原型谷胱甘肽（GSH）的前體，而GSH是細胞內重要的非酶類抗氧化物，能滅活活性氧，穩定細胞內膜結構，穩定細胞內的酶和蛋白質的功能。即通過補充細胞內GSH水平來增強抗氧化作用，這是NAC抗氧化作用的主要機制。②NAC本身可直接清除羥自由基（OH·）、過氧化氫（H2O2）及次氯酸（HClO）[8]。由于氧自由基、脂質過氧化在肝纖維化的形成和發展中同樣起著重要作用，因此有研究[9]探討了NAC對大鼠肝纖維化肝中氧化/抗氧化體系的影響。結果顯示，經NAC干預后，GSH、超氧化物歧化酶、過氧化氫酶、維生素E水平增高，而氧自由基產生水平降低。表明NAC通過抗氧化作用，能有效降低細胞內脂質過氧化，促使組織內氧化/抗氧化體系的恢復，減輕肝纖維化，在氧化/抗氧化失衡導致的損傷中起著重要作用。

氧化劑可以使毒性氧自由基產生增加，誘導中性粒細胞釋放蛋白酶，抑制抗蛋白酶系統，破壞肺彈力纖維。氧化劑還可氧化α1蛋白酶抑制因子（α1-AT）活性位點的蛋氨酸殘基導致其活性下降，體外研究[10]也顯示氧化劑能導致豚鼠的肺泡Ⅱ型上皮細胞和巨噬細胞抗彈性蛋白酶失活。表明NAC可減少血漿彈性蛋白酶水平，保護抗蛋白酶免被過氧化物滅活，維持蛋白酶/抗蛋白酶平衡。有研究[11]發現，NAC可通過抗氧化作用減少大鼠彈性蛋白酶引起的肺損傷。

1.3 NAC可抑制IPF中成纖維細胞向肌成纖維細胞轉化

IPF的纖維化修復過程受到如TGF-β等多種因子的調控，而NAC可以通過抑制這些因子的活性從而發揮其抑制纖維化的作用。

TGF-β1是多種器官組織纖維化起始階段的最重要的因子，也是細胞內氧化應激和信號轉到的激活因子。研究[12～14]發現，TGF-β1可誘導人胚肺成纖維細胞向肌成纖維細胞轉化，上調α-平滑肌肌動蛋白及膠原蛋白的表達引起纖維化，是IPF發病過程中重要的致纖維化因子。王峙等[15]采用TGF-β1誘導人胚肺成纖維細胞向肌成纖維細胞轉化的方法建立體外模型，模擬人體內肺纖維化病理生理的部分過程，發現人胚肺成纖維細胞向肌成纖維細胞轉化過程中，NAC可以抑制細胞羥脯氨酸和小平滑肌肌動蛋白的合成以及Ⅲ型膠原mRNA表達的增加。說明NAC可能通過抑制TGF-β1的活性，從而抑制α-平滑肌肌動蛋白的合成及膠原蛋白的表達，進一步抑制肺纖維化形成。Felton等[16]研究了NAC在TGF-β1誘導的大鼠肺間質上皮細胞轉化中的作用，發現使用TGF-β1后細胞形態、大小均發生改變，同時細胞之間的信號聯系消失，并出現成纖維細胞樣的形態改變。使用NAC后，細胞的形態、大小和細胞之間的信號聯系均未發生明顯改變同時還阻止經TGF-β1誘導而出現的成纖維細胞樣的形態改變，NAC同時也可減少α-平滑肌肌動蛋白的合成。該研究說明使用NAC可以抑制TGF-β1誘導的上皮細胞向肌成纖維細胞轉化。

此外，NAC還能通過阻斷細胞周期在G1期而抑制人成纖維細胞的增生從而在抑制膠原的合成中起一定作用，最終抑制了肺纖維化形成[17]。

2 NAC應用于IPF的臨床研究

隨著NAC抗氧化作用的發現，已有大量的研究報告顯示，對IPF患者在維持免疫抑制劑治療的基礎上加用高劑量NAC（600 mg，每日3次），可改善患者的肺功能指數。

Behr等[18]研究NAC（600 mg，每日3次，共12周）對18名纖維化肺泡炎的患者氧化-還原作用和肺功能的影響，其中9名為已確診為IPF的患者，9名為膠原性血管炎合并肺間質纖維化的患者。通過測定用藥前、后的細胞內GSH總水平和支氣管肺泡灌洗液中細胞活性來了解口服高劑量NAC對細胞內GSH總水平和細胞氧化應激的影響。結果與基線值相比，NAC治療后細胞內總GSH水平顯著增加，支氣管肺泡灌洗液中細胞氧化應激水平下降，IL-8及髓過氧化物水平也降低。在NAC治療組中，肺功能也有明顯改善。因此作者認為，口服NAC治療IPF患者耐受性很好，可以容易而安全地使IPF患者降低的GSH水平升高，進而保護和改善其肺功能。

2000－2002年，Demedts等[19]進行了一項國際多中心、雙盲、隨機、對照、平行試驗，觀察了潑尼松片和硫唑嘌呤片聯合高劑量的NAC治療1年是否能夠減輕IPF患者肺功能下降的程度。該研究共納入182名患者，隨機分為試驗組（92名）和對照組（90名）。試驗組予NAC（600 mg，每日3次）聯合潑尼松片和硫唑嘌呤片口服。對照組僅予潑尼松片和硫唑嘌呤片口服。經過1年的觀察結果顯示，試驗組潮氣量降低的速度較對照組慢，試驗組潮氣量的絕對值較對照組高0.18 L（P＝0.02），一氧化碳彌散量（DLCO）較對照組高0.75 mmol·min－1·kPa－1（P＝0.003）。此結果證明，高劑量的NAC（600 mg，每日3次）聯合潑尼松片及硫唑嘌呤片治療方案與單純應用潑尼松片及硫唑嘌呤片的標準方案相比，可以減輕潮氣量和彌散功能的下降，但該研究并未顯示口服高劑量NAC是否會減少IPF患者的死亡率。值得提出的是在該研究觀察過程中發現，試驗組出現的關于硫唑嘌呤所致的骨髓毒性等相關不良反應較對照組明顯減少，因此對于IPF患者在使用激素聯合免疫抑制劑治療的同時加用高劑量NAC口服不失為一種較好的治療方案[20]。

左孟華等[21]通過收集本院2006－2008年臨床及理化檢查較為完整的IPF住院患者為研究對象，其中男性27名，女性13名，年齡50～65歲，隨機分為對照組、觀察組，每組20例。2組性別、年齡無顯著性差異。所有患者符合2002年1月美國胸科學會/歐洲呼吸學會（ATS/ERS）制定的IPF診斷標準。對照組給予口服潑尼松常規治療，每日0.5 mg·kg－1，4周后減半，3～4月內減至20 mg·d－1。觀察組在常規予以口服潑尼松治療基礎上，同時口服NAC泡騰片，每次600 mg，每日3次，療程3個月。2組患者治療前用力肺活量（FVC）、第1秒呼吸容量（FEV1）、FEV1/FVC以及DLCO比較無顯著性差異（P＞0.05），治療后FVC、FEV1、FEV1/FVC以及DLCO有顯著改善性差異（P＜0.05）。因此NAC作為GSH合成前體可補充肺上皮細胞中的GSH水平，對改善氧化/抗氧化失衡有一定作用，同時能抑制炎性因子的產生，減輕肺功能下降程度，保護肺泡上皮細胞。

3 結語

綜上所述，越來越多的證據[22]表明，高劑量NAC可以作用于IFP這一疾病發展過程中的不同階段，減輕IFP患者肺功能下降的程度，提高患者的生活質量，不良反應少。雖然目前NAC治療IFP并沒有得到廣泛應用，但是相信隨著研究和臨床資料的不斷積累，臨床對于NAC用于治療IFP將會有更深入的認識。

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