變應原特異性免疫治療在兒童過敏性疾病中應用的研究進展

李玥萌, 闞璇

近幾十年來過敏性疾病的發病率急劇增高引起了科學界的廣泛關注,研究的重點主要是過敏反應的發生機制及如何建立新的治療措施來控制過敏反應的流行。除了規避過敏原外,目前兒童過敏性疾病依賴于常規藥物和抗IgE單克隆抗體等新型靶向藥物治療,藥物治療能夠有效地減輕道高反應、緩解臨床癥狀,但都無法改變疾病的進程。有效的變應原特異性免疫治療(allergen-specific immunotherapy,AIT)可以誘導、建立、保持針對特異性過敏原的免疫耐受,從而改善臨床癥狀、減少藥物的需求量,還可以降低停藥后復發的風險,是目前唯一針對過敏性疾病病因來控制其發展進程的治療手段,可獲得長期療效。治療周期長、費用高、依從性差及發生不良反應的風險高是目前AIT的主要限制因素。AIT已有百余年的歷史,ARIA(allergic rhinitis and its impact on asthma)和GINA(global initiative for asthma)指南將AIT作為中重度過敏性鼻炎方面(+/-結膜炎)及中度可控哮喘的附加治療措施[1-2]。近年來通過AIT的新型給藥途徑來治療特異性皮炎、食物過敏成為了一個新的研究領域,但是AIT對其他過敏性疾病是否有效,目前的證據尚不充分[3]?，F就AIT的作用機制、臨床療效及研究前景進行綜述。

1 AIT作用機制

AIT是針對IgE介導的過敏性疾病,使患兒反復接觸特異性變應原提取物,并逐步增加給藥劑量直至達到維持劑量,從而誘導、建立、保持針對特異性過敏原的免疫耐受,是一種具有長期療效且可以提高患兒生活質量的治療方法。目前AIT的機制主要包括:誘導調節性T細胞(Treg細胞)和調節性B細胞(Breg細胞)的生成;調節特異性抗體IgG4和IgA;調節抑制性細胞因子及細胞表面分子的作用;調節Th1/Th2分化平衡紊亂等。

1.1 調節性T細胞(Treg細胞)及調節性B細胞(Breg細胞)的生成 Treg細胞在建立適應性免疫耐受方面扮演著重要的角色,有效的特異性免疫治療及高劑量過敏原暴露均可誘導特異性CD4+Treg細胞的產生。特異性免疫治療給藥劑量遞增的初始階段,可促使Th0細胞向Treg細胞轉化,Treg細胞可以產生抑制性調節細胞因子,如白細胞介素-10、轉化生長因子-β和白細胞介素-35,同時Treg細胞也可以表達細胞毒性T淋巴細胞相關抗原-4(cytotoxic T lymphocyte antigen-4,CTLA-4)和程序性死亡受體-1(programmed cell death-1,PD-1)等表面分子,這些都有助于抑制Th2細胞介導的過敏反應進展,調節Th1/Th2分化平衡紊亂。Treg細胞還可以直接或間接調節B細胞產生的抗體類型,抑制IgE的產生,同時促進B細胞產生過敏原特異性IgG4、IgA,它們可以競爭性地與肥大細胞、嗜酸性細胞、嗜堿性粒細胞表面的抗原結合,從而建立免疫耐受。白細胞介素-10誘導產生的調節性B細胞可以抑制免疫反應,缺乏Breg細胞將會導致過敏反應惡化,還可以通過抑制樹突狀細胞和單核/巨噬細胞表面共刺激分子的表達,下調MHC Ⅱ類分子表達,從而降低這些細胞的抗原提呈的能力[4]。通過對比接受AIT治療的過敏患者和接受高劑量過敏原暴露的非過敏性養蜂人的兩項研究結果,可以發現白細胞介素-10誘導產生的Breg細胞數量存在差異,證明了白細胞介素-10和Breg細胞在過敏反應中重要作用[5]。然而,哮喘和過敏性鼻炎患者在Breg細胞亞群和白細胞介素-10表達水平方面并未發現明顯差異[6]。

越來越多的證據表明濾泡性輔助T細胞(follicular helper T cells,TFH)的調節是AIT能否成功建立免疫耐受的關鍵[7]。據報道過敏性鼻炎患者TFH2增多,而經過AIT治療后,TFH2減少量與癥狀藥物綜合評分存在正相關聯系[8]。濾泡性調節T細胞(follicular regulatory T cell,TFR)和Breg細胞可以調節TFH2的活化水平。叉頭螺旋轉錄因子P3是控制Treg細胞發育和功能的關鍵轉錄因子,TFR是一種表面具有C-X-C基序趨化因子受體5(recombinant chemokine C-X-C-motif receptor 5,CXCR5)的特殊類型Treg細胞,TFR抑制TFH細胞介導的抗體產生[9-10]。過敏性鼻炎患者TFR數量減少或功能受損,而這些TFR的缺陷又與IgE的產生和過敏性鼻炎的嚴重程度有關。經過AIT的治療后,機體內的TFR數量增多,同時提高了對IgE的抑制作用[10]。

1.2 調節性抗體IgG4及IgA 在過敏患者體內,過敏原-IgE復合物與B細胞表面低親和力IgE受體FcεⅡ(CD23)結合,活化的B細胞表面HLAⅡ類分子上表達加工過的抗原肽,刺激相關肽特異性T細胞活化、增殖、產生細胞因子。IgG4可以阻斷過敏原-IgE復合物與B細胞結合,是IgE促進T細胞活化過程中的一個替代性阻斷抗體[11-15]。最近的一項研究調查了預防性舌下含服屋塵螨(house dust mite,HDM)免疫療法在HDM敏感但非過敏兒童中的免疫調節作用,研究結果顯示,與安慰劑組相比,接受治療的兒童IgG抗體的表位譜更加廣泛[16]。Shamji等[17]在一項橫斷面研究中,對比了接受皮下注射免疫治療(subcutaneous immunotherapy,SCIT)過敏性鼻炎組、未接受治療過敏性鼻炎組以及非特異性對照組鼻液和血清中提摩西草特異性IgE和IgG4水平,結果顯示未接受治療過敏性鼻炎組的IgE水平高于非特異性對照組和接受SCIT治療組(P<0.001),接受SCIT治療組的IgG4水平高于未接受治療組(P<0.001),證明了鼻腔局部IgG4相關抑制性與AIT的臨床反應密切相關,且鼻腔分泌物sIgG4比血清中sIgG4變化更為顯著。

1.3 調節抑制性細胞因子及細胞表面分子 多項研究比較了SCIT、舌下含服免疫治療(sublingual immunotherapy,SLIT)以及安慰劑產生Treg細胞數量之間的聯系[18]。Treg細胞可以產生調節性細胞因子如白細胞介素-10和轉化生長因子-β,對抑制Th2和B細胞起到了重要作用[14]。白細胞介素-10是主要的調節性細胞因子,通過Treg-B細胞之間的相互作用,抑制B細胞產生IgE,刺激過敏原特異性IgG4產生,同時可以下調肥大細胞、嗜酸性粒細胞及嗜堿性粒細胞的活性,緩解過敏癥狀。轉化生長因子-β有助于生成Treg細胞并發揮免疫抑制作用,抑制樹突狀細胞的抗原提呈作用,下調Th2細胞的表達[19-20]。PD-1和CTLA-4等是Treg細胞表面表達的負向調控T淋巴細胞激活的跨膜蛋白。PD-1可以抑制T細胞的活化,同時減少T細胞進入血液的數量[21]。CTLA-4在抑制T細胞活化的同時,也是抑制Treg細胞調節功能的關鍵分子,CTLA-4缺陷會導致Treg的調節功能下降,B細胞免疫應答水平升高[22]。AIT可以促進PD-1和CTLA-4的表達,抑制T細胞活化,誘導免疫耐受[14]。見圖1。

圖1 特異性免疫治療作用機制

1.4 調節Th1/Th2分化平衡紊亂 Mosmann等[23]描述了CD4+T細胞經過抗原刺激和微環境作用可以分化產生Th1和Th2細胞。其中,Th1細胞分泌γ干擾素、白細胞介素-2、腫瘤壞死因子-α等,激活巨噬細胞,消滅細胞內病原體,在細胞免疫中發揮重要作用;而Th2細胞則分泌白細胞介素-4、-5、-6、-10、-13等,活化嗜酸性粒細胞,殺死細胞外病原體,在體液免疫中發揮功能,同時能夠刺激B細胞增殖,促進抗體的產生。Th1/Th2細胞的分化平衡維持了機體的穩態[24]。如果T細胞表達水平過高,則會導致哮喘等過敏性疾病。特異性免疫治療給藥劑量遞增的起始階段,可促進Th0細胞向Treg細胞轉化,抑制Th2細胞在免疫反應中的作用,從而調節Th1/Th2分化平衡紊亂。

2 AIT在兒童過敏性疾病的應用現狀

AIT主要應用于治療哮喘、過敏性鼻炎、特異性皮炎、食物過敏等疾病。一項回顧性隊列研究顯示,接受樺木花粉AIT治療的過敏性鼻炎患者在之后6年的隨訪過程中,不再需要常規藥物治療,同時也降低了新發哮喘的風險[25]。一項以人口為基礎的隊列研究證明AIT治療可以減緩哮喘嚴重程度的發展進程[26]。在百余年的發展過程中,AIT發展出了多種給藥途徑,臨床上最常使用的為SCIT和SLIT,其中SCIT是最傳統的AIT給藥途徑;SLIT是世界衛生組織提倡的,近20年來最受關注的給藥途徑。這兩種途徑在臨床上應用最為廣泛[27]。近年來兒童新出現的食物過敏治療策略也一直備受關注,通過嚴格規避過敏食物的對癥治療措施無法真正解決疾病困擾,甚至有可能會出現危及生命的過敏反應以及限制飲食帶來的不良反應,食物AIT在治療食物過敏的領域開辟了新的發展前景。目前又出現了口服免疫治療(oral immunotherapy,OIT)、外皮注射免疫治療(epicutaneous immunotherapy,EPIT)和淋巴內注射免疫治療(Intralymphatic immunotherapy,ILIT)等有前景的新型給藥途徑,來提高AIT的有效性和依從性,并減少不良反應的發生率[28-29]。

2.1 SCIT的臨床應用 SCIT根據劑量遞增階段注射頻率的不同,可分為常規免疫治療和加速免疫治療,后者又可分為集群免疫治療和沖擊免疫治療。常規免疫治療劑量遞增階段需要3～6個月,此間每周注射1次,而集群免疫治療可將劑量遞增階段縮短至6周[27]。SCIT是一個多世紀以來應用最廣泛的途徑,據報道SCIT可以改善過敏性哮喘和過敏性鼻結膜炎臨床癥狀,提高患兒生活質量,但也存在著注射部位不適、依賴醫療單位、建立耐受時間長以及嚴重超敏反應等缺點[30]。SCIT治療后哮喘日間癥狀評分的標準化均數差(SMD)為-0.59,[95%CI-0.83～-0.35];每日用藥評分的SMD為-0.53,[95%CI -0.80～-0.27];氣道高反應性的SMD為-0.61,[95%CI -0.79～-0.43][31]。Dhami等[32]在一項Meta分析中納入了98項有關哮喘患者接受SCIT的隨機雙盲對照試驗,發現SCIT治療在成人和兒童均可以降低哮喘日間癥狀及每日用藥評分。研究發現應用HDM-SCIT治療輕度至中度HDM敏感性哮喘患兒,可以減少β2受體激動劑的使用量,同時上調呼氣峰流速值[33]。Uchida等[34]研究顯示HDM-SCIT沖擊免疫治療可以抑制HDM特異性Th2介導的系統性免疫應答,減少吸入性糖皮質激素的劑量(P<0.05)。Rice等[35]通過一項關于哮喘兒童SCIT有效性的隨機對照試驗證明,SCIT可以減少常規藥物的治療,提高患兒生活質量,上調第一秒呼氣容積。Cools等[36]將患者分為在兒童期接受HDM-SCIT組、HDM及花粉SCIT組、未經SCIT治療組,對照組出現頻繁哮喘癥狀的風險是接受SCIT治療的3倍,使用抗哮喘藥物的頻率也更高,盡管統計意義并不顯著。Wahn等[25]發現接受SCIT治療的患者顯著減少了過敏性鼻炎和哮喘藥物的吸入量,同時降低了新發哮喘癥狀的風險。SCIT必須由手法嫻熟的臨床醫師在具有搶救設備的臨床環境下操作,治療前需要對患兒進身體狀況進行全面評估,目的是為減少不良反應及過敏性休克發生的風險,接受SCIT治療后患兒至少需要經過30 min的臨床觀察,以確?？梢郧‘斕幚硐到y性不良反應[37]。Lee等[38]研究發現24%的患者經歷了SCIT的不良反應,但僅有1例過敏性休克的病例。

2.2 SLIT的臨床應用 SLIT是一種相對安全的舌下給藥途徑,操作相對簡便,安全性和耐受性良好,經過臨床醫師指導后可在家中自行使用,因而更適宜低年齡兒童。就功效而言,SLIT可能不如傳統的SCIT[39],然而因其簡單、方便而在臨床實踐中得以廣泛應用。對患有多年HDM過敏性鼻炎兒童受試者進行研究,結果表明兒童對HDM-SLIT耐受性良好,且可以改善HDM引起的過敏性鼻炎癥狀[40-41]。Valovirta等[42]對812例5～12歲的兒童進行了雙盲安慰劑對照研究,發現花草木粉舌下免疫治療可以降低哮喘癥狀發作的風險,減少藥物的使用次數,同時對治療過敏性鼻結膜炎也有長期積極的臨床效果,但對哮喘發作的時間長度沒有影響。據報道2/3 SLIT引起過敏反應是由于接受了多種過敏原治療,這表明多種過敏原SLIT引起系統性不良反應的風險更高[43-44]。研究發現SLIT標準給藥劑量嚴重不良反應的發生率僅有1.4/100 000 000,幾乎所有全身不良反應均發生在第一組次治療時,因此第一次SLIT最好在醫生的看護下進行[45-46],但80%的患者可能會出現類似花粉-食物過敏綜合征的局部反應(如口腔瘙癢、感覺障礙、黏膜腫脹及喉嚨刺痛)[47]。SLIT需要3年以上的治療周期來改變過敏性疾病的自然病程,因此其依從性成為了一個值得關注的問題。Imanaka等[48]研究發現由于平均收入低、治療地點變化的可能性大(以及隨后治療中主治醫生的變化),青少年和年輕人比老年人更有可能終止SLIT免疫治療。

2.3 OIT的臨床應用 OIT被認為是食物過敏的新型治療方法,尤其適用于主要對牛奶、雞蛋、花生過敏的兒童[49-54]。在脫敏治療期間,可以觀察到隨著增加食物過敏原的劑量,機體逐步建立一種“無應答狀態”,此時患者處于免疫耐受狀態[55]。然而,人們開始擔心OIT治療后免疫耐受的持久性和建立免疫耐受的安全性。一項關于花生OIT治療的Meta分析報道,在誘導脫敏的過程中,與安慰劑對照組相比,OIT治療方案顯著增加了過敏反應的發生率,這說明需要對OIT治療方法安全性的予以重視[56]。

2.4 EPIT的臨床應用 EPIT是一種通過將處理過的貼片涂抹于皮膚上的新型AIT治療方法[14]。治療需首先考慮應用低過敏性的分子,同時也需要重視不良反應發生的風險。Jones等[28]對74例花生過敏的患兒進行了一項多中心、隨機、雙盲、安慰劑對照的臨床試驗,評估EPIT治療花生過敏的安全性和有效性,結果顯示接受花生EPIT的患兒IgG4水平及IgG4/IgE比例升高,同時抑制嗜堿性粒細胞活顆粒,下調花生特異性Th2細胞因子,適度的EPIT治療具有較高的安全性,并且對年幼兒的反應效果更佳。其余幾項有關牛奶、花生過敏患兒的EPIT臨床試驗也得到了預期的結果[29,57-58]。

3 兒童AIT治療的局限性

一部分懼怕針頭的患兒家屬認為注射免疫治療是一種痛苦的創傷性治療措施,這可能需要醫療工作者在進行免疫治療的過程中盡量限制注射的次數。少量研究顯示將AIT注射的次數最小化可以使患兒感到更加舒適,并且增加患兒的依從性。一項研究調查了患兒及其監護人對AIT注射次數的看法,研究發現大部分受試兒童[55.3%(21/38)]愿意接受3次甚至更多的注射,并且表示“患兒愿意接受所有臨床相關的過敏原免疫治療,盡管可能會增加注射次數”。

對接受SLIT治療的受試者分別進行療程為期3年、4年或5年的開放式對照隨訪表明,為期4年的療程是最好的選擇[59],另一項兒童對照試驗表明,3年療程與5年療程療效基本一致[60]。Borg等[61]丹麥的一項全國性研究發現,皮下和舌下治療的依從率每年都逐漸下降;第3年,皮下和舌下治療的依從率分別為57%和53%。Musa等[62]對236名過敏性鼻炎患者進行回顧性研究發現SCIT和SLIT的平均治療時間分別為31個月和15.9個月,SCIT患者依從性較差的常見原因是注射頻率(82.2%)、治療周期(70.9%)、去醫療中心的通勤時間(67.7%);而SLIT依從性較差的原因是吃藥不便(43.4%)、未經治療癥狀好轉(30.2%)、對療效不佳的預期(25.0%)。對患兒及其家屬進行關于治療周期長和療效緩慢的教育,以及密切隨訪來有效預防、治療不良反應,是提高依從性和治療結果的重要因素。

4 AIT的前景展望

雖然大量研究證明了AIT的有效性,但是有幾個問題仍然需要關注:(1)過敏原提取物的標準化及維持治療時過敏原的最佳劑量;(2)AIT長期療效的真實性,例如停藥后持續緩解癥狀或預防疾病進展;(3)多種過敏原的聯合治療法在有效性和安全性方面沒有得到充分評估;(4)依從性仍然是一個主要問題,部分可以通過密切隨訪加以改善;(5)現有的Meta分析匯集了不同提取物和不同過敏原的臨床試驗結果,結果存在較高的異質性,仍然無法加以推廣。

AIT是目前唯一通過過敏原暴露來改變免疫應答的治療方法,研究表明AIT不僅可以改善過敏性鼻炎的癥狀,也對哮喘有短期或長期的治療效果,包括改善癥狀嚴重程度、減少藥物用量以及遠期療效。然而,在兒童哮喘指南中,是否應用AIT尚存在爭議,可能是由于抗原提取物存在異質性,將不同過敏原AIT治療結果綜合起來進行Meta分析也是一份具有挑戰性的工作。應用標準且有效的工具單獨對每一種過敏原提取物進行研究來評價各自的安全性和有效性也是非常有價值的。