真菌致敏性哮喘的臨床研究進展

呂偉偉 譚明旗 鄭銳

中國醫科大學附屬盛京醫院呼吸科,沈陽110022

哮喘是一個重要的全球公共衛生問題,估計全球有2.35億人患有哮喘[1-2],其中5%～10%的患者為難治性哮喘,盡管大劑量糖皮質激素與長效β受體激動劑聯合使用,但哮喘癥狀仍然得不到控制[3]。過敏性疾病的全球負擔已經達到了流行病學的程度,據估計由真菌引起的呼吸道變態反應性疾病占過敏傾向個體的20%～30%,占正常個體的6%[4]。Denning等[5]報道全球有650萬人患有除曲霉菌以外的真菌致敏性哮喘,通常稱為過敏性支氣管肺真菌病。約有480 萬人患者有變應性支氣管肺曲霉病 (allergic broncho pulmonary aspergillosis,ABPA),真菌致敏性哮喘現在已經成為嚴重的全球健康性問題[6]。

1 真菌致敏的流行病學及常見的真菌過敏原

真菌是廣泛存在于室內、外空氣中的過敏原,可引起哮喘患者急性加重。空氣中真菌濃度及種類在春季和秋季達到高峰,在冬季最低[7-8],研究表明至少有20%甚至高達80%的哮喘患者對至少一種真菌過敏原皮膚點刺試驗陽性[9-10]。Kennedy等[11]描述了接觸真菌過敏原的3種方式：真菌定植,吸入空氣中的孢子或菌絲上的真菌過敏原,呼吸道外的真菌感染。與塵螨、花粉等其他過敏原不同,真菌具有在氣道中定植并在氣道黏膜上增殖的能力,曲霉菌在氣道黏膜屏障受損的情況下引起呼吸道的感染,并作為過敏原,導致哮喘急性加重,將其稱為ABPA,而其他真菌可能僅僅作為過敏原在氣道中定植,引起機體過敏反應,稱為過敏性支氣管肺真菌病[12]。真菌過敏原的定植或感染增加了哮喘治療的難度。據報道,真菌過敏原如曲霉菌、青霉菌、交鏈霉菌等致敏作用與哮喘的惡化和嚴重程度相關[12]。

許多能誘發哮喘的真菌過敏原有一個重要的共同特征是具有蛋白酶活性[13]。AspfI是煙曲霉菌分泌的一種蛋白酶,能分解纖維蛋白原,然后纖維蛋白原分解產物作為小鼠氣道上皮細胞、淋巴細胞、巨噬細胞的Toll樣受體4的配體,引起細胞因子的產生并上調黏液蛋白基因,引起小鼠免疫及炎癥反應[14]。青霉菌分泌的堿性絲氨酸蛋白酶通過激活凝血因子相關受體誘導小鼠氣道上皮中促炎性細胞因子釋放,從而激活并損傷上皮細胞[15]。

根霉菌是一種普遍存在的機會性致病的絲狀真菌,在免疫受損的個體中引起危及生命的鼻-腦-肺的真菌感染[16],對住院患者的早期空氣真菌研究顯示根霉菌是真菌性氣道炎癥的主要成分之一,誘導過敏傾向的個體發生過敏性疾病,如支氣管哮喘、特應性鼻炎及皮炎[17]。Auriga等[18]首次報道根霉菌的主要致敏原是一種天冬氨酸蛋白酶,被命名為 “Chio1”,進入氣道后引發IgE 介導的I型過敏反應,并利用分子克隆技術檢測出其DNA 及氨基酸序列。因此,Chio1可用于開發根霉菌過敏原疫苗,通過脫敏療法治療其致敏性支氣管哮喘。

麥角固醇和β-1-3葡聚糖是常用的真菌標記物,一項對中國某學校的學生進行研究[19],通過檢測塵埃中的麥角固醇和β-1-3葡聚糖來評估塵埃中的真菌濃度,發現麥角固醇和β-1-3葡聚糖含量與哮喘急性加重有關,即濃度越高,急性加重的頻率越大。IL-6是一種非特異性炎性標志物,參與機體免疫應答反應。Neveu等[20]通過小鼠實驗表明IL-6基因存在于肺上皮細胞中,在未暴露于過敏原之前,IL-6表達較少,當暴露于煙曲霉的提取物β-1-3 葡聚糖時,β-1-3葡聚糖與肺上皮細胞中的特異性受體結合,通過激活p38絲裂原活化蛋白激酶信號傳導通路,激發肺上皮細胞IL-6的合成,介導過敏性炎癥反應,促進氣道黏液生成。

除此之外,真菌過敏原還包括參與抗氧化應激的酶和蛋白質,例如熱休克蛋白、過氧化氫酶等,這些過敏原與人體內相應的熱休克蛋白及過氧化氫酶等有高度的同源性,可引起少數過敏傾向的個體發生哮喘[21]。

2 真菌過敏原陽性患者的臨床診斷

盡管尚未清楚真菌過敏原致敏的具體機制,Tillable等[22]報道在126例哮喘患者中有48%對一種真菌過敏原敏感,而22%對2 種以上過敏原敏感,其中曲霉菌最常見,其次為青霉菌。對曲霉菌的診斷主要包括以下幾個依據：皮膚點刺實驗陽性,總IgE＞1 000 U/ml,嗜酸粒細胞計數＞1 000個/μl,短暫或固定的胸部影像學陰影,高黏液分泌以及急性加重的哮喘癥狀[1]。Ritesh等[23]對108例男性和101例女性ABPA 患者進行研究,提示外周血中嗜酸粒細胞計數的中位數是850個/μl,約有60%的患者計數＜1 000個/μl,大約25%的患者嗜酸粒細胞沒有增高。許多報道,將外周血嗜酸粒細胞計數＞1 000個/μl作為ABPA的診斷標準[24],然而許多患者外周血嗜酸粒細胞并沒有升高,所以外周血嗜酸粒細胞對哮喘的診斷意義有限。對ABPA 患者進行臨床觀察發現,較低的嗜酸粒細胞計數并不能反映ABPA 已緩解,血液中嗜酸粒細胞約占白細胞總數的3%,骨髓和結締組織中的數目是外周循環中的200～500倍,當機體遇到過敏原或寄生蟲感染時,骨髓中的嗜酸粒細胞在趨化因子的作用下向組織中集聚。因此,外周血中嗜酸粒細胞計數對ABPA 的診斷具有局限性[25]。

目前對過敏原的檢測主要根據皮膚點刺實驗及血清特異性變應原Ig E抗體檢測,相對皮膚點刺實驗,檢測特異性IgE抗體的優點在于疼痛少,在較少的時間內可以篩選大量的過敏原[26]。在理論上講,患者體內的IgE 抗體濃度反映哮喘患者對該過敏原過敏的嚴重程度,但Altmann[27]研究表明約20%或更多的過敏患者體內產生特定的抗交叉反應性糖類決定簇Ig E,該抗體在體內與碳水化合物結合,不引起臨床癥狀;然而體外試驗時,該抗體與特定過敏原結合,導致結果呈現假陽性。該交叉反應性糖類決定簇廣泛存在于植物及昆蟲中 (目前尚無證據表明存在于哺乳動物體內),含有木糖和巖藻糖2個抗原表位,進入人體可誘導產生Ig E抗體,但并不誘發哮喘癥狀[28-32]。

ABPA 患者的高分辨率CT 可見小葉中心結節、肺不張、支氣管擴張及黏液栓嵌塞,晚期可見囊狀纖維化,支氣管擴張及肺纖維化。嚴重或持續性哮喘患者支氣管擴張發生率為17%～30%,而ABPA 的發生率為90%[33],因此需要綜合病史、影響學、化驗及免疫指標對真菌過敏性哮喘做出診斷。

3 真菌過敏原陽性患者的治療

Kennedy等[34]報道只有在真菌定植時才給予抗真菌藥物治療,而對于吸入真菌菌絲及孢子致敏的哮喘患者不需要應用抗真菌藥物。裂褶菌在氣道定植可引起肺功能下降,然而抗真菌藥物能否改善裂褶菌定植引起的肺功能降低尚未充分證明[35]。為了預防真菌定植引起的肺功能下降,應用適量抗真菌藥物是合理的,Ward 等報道使用氟康唑(100 mg/d,持續5 d)可降低支氣管對吸入性毛霉菌的反應性,并能增加呼氣峰流速,減少激素劑量[36]。2014年國際歐洲呼吸學會/美國胸科學會指南[37]建議：對伴有反復急性加重的ABPA 的成人難治性哮喘患者建議給予抗真菌藥物治療,而對于不伴有ABPA 的難治性哮喘成人和兒童不建議給予抗真菌藥物,這個建議只適用于難治性哮喘患者,而對于有其他適應證的患者,比如侵襲性真菌感染者,需要盡快給予抗真菌藥物。

應用組胺、類固醇激素等藥物治療僅僅能改善患者的癥狀,因接觸室外過敏原是不可避免的。在理論上講,過敏原特異性免疫療法是長效并能控制病情的治療方法[38-40],但目前不建議對霉菌致敏的哮喘患者進行免疫治療。雖然有研究[41]表明,免疫療法對哮喘患者有效,但霉菌過敏原提取困難,提取物中往往含有不確定的過敏原與非過敏原成分 (包括多種蛋白質、糖蛋白、碳水化合物及其他成分),提取純度較低,哮喘患者在治療過程中容易出現不良反應。因此,哮喘被認為是霉菌過敏原特異性免疫治療的禁忌證[42]。現在DNA 重組技術被引入到過敏反應領域,許多霉菌過敏原的DNA 及氨基酸序列被克隆,例如曲霉菌中的堿性磷酸酶、絲氨酸蛋白酶等過敏原,青霉菌中熱休克蛋白、過氧化氫酶等過敏原。然而這些被克隆的過敏原分子能否應用到臨床疫苗研發中,仍需要進一步的臨床試驗研究[43]。

ABPA 使哮喘的治療復雜化,通常伴有總Ig E 及特異性IgE濃度急劇升高,外周血嗜酸粒細胞計數升高,胸部高分辨率CT 可見多處支氣管擴張及高黏稠痰液阻塞氣道,潑尼松仍然是最確定的治療方法[44]。通過對14 例患者進行回顧性研究提示,單獨應用1年伊曲康唑患者哮喘急性加重頻率略低于單獨應用1年糖皮質激素患者[45]。對具有穩定癥狀的ABPA 患者進行隨機對照試驗證明,每天給予伊曲康唑400 mg可以減少嗜酸粒細胞性炎癥,避免全身免疫系統激活,減少惡化次數,并能避免曲霉菌長期感染引起的支氣管擴張及肺纖維化[46]。因此對于感染的急性期,以口服6～8 周的糖皮質激素為基礎,推薦使用伊曲康唑200 mg/d,共應用16周[24]。

4 真菌性過敏原的預防

Watcharoot等[47]通過對兒童哮喘患者研究表明,室內空氣的潮濕度與哮喘嚴重程度呈正相關,潮濕的環境有利于真菌的生長繁殖,對室內環境進行通風,并進行紫外線照射后,哮喘兒童哮喘急性加重的頻率明顯下降,Nkosana等[48]對同一時間的室內與室外空氣進行采樣,發現真菌過敏原種類相同。雖然開窗通風可以使室外真菌進入室內,但通風可增加氣體交換降低室內真菌過敏原濃度,并降低室內濕度,因此通風是預防真菌過敏原性哮喘急性加重的有用方法。需要開展進一步的臨床研究,對真菌致敏性哮喘患者提供更成熟的診療思路,防止支氣管擴張及肺纖維化的發生。

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