变应原特异性免疫治疗在儿童过敏性疾病中应用的研究进展

李玥萌, 阚璇

近几十年来过敏性疾病的发病率急剧增高引起了科学界的广泛关注,研究的重点主要是过敏反应的发生机制及如何建立新的治疗措施来控制过敏反应的流行。除了规避过敏原外,目前儿童过敏性疾病依赖于常规药物和抗IgE单克隆抗体等新型靶向药物治疗,药物治疗能够有效地减轻道高反应、缓解临床症状,但都无法改变疾病的进程。有效的变应原特异性免疫治疗(allergen-specific immunotherapy,AIT)可以诱导、建立、保持针对特异性过敏原的免疫耐受,从而改善临床症状、减少药物的需求量,还可以降低停药后复发的风险,是目前唯一针对过敏性疾病病因来控制其发展进程的治疗手段,可获得长期疗效。治疗周期长、费用高、依从性差及发生不良反应的风险高是目前AIT的主要限制因素。AIT已有百余年的历史,ARIA(allergic rhinitis and its impact on asthma)和GINA(global initiative for asthma)指南将AIT作为中重度过敏性鼻炎方面(+/-结膜炎)及中度可控哮喘的附加治疗措施[1-2]。近年来通过AIT的新型给药途径来治疗特异性皮炎、食物过敏成为了一个新的研究领域,但是AIT对其他过敏性疾病是否有效,目前的证据尚不充分[3]。现就AIT的作用机制、临床疗效及研究前景进行综述。

AIT是针对IgE介导的过敏性疾病,使患儿反复接触特异性变应原提取物,并逐步增加给药剂量直至达到维持剂量,从而诱导、建立、保持针对特异性过敏原的免疫耐受,是一种具有长期疗效且可以提高患儿生活质量的治疗方法。目前AIT的机制主要包括:诱导调节性T细胞(Treg细胞)和调节性B细胞(Breg细胞)的生成;调节特异性抗体IgG4和IgA;调节抑制性细胞因子及细胞表面分子的作用;调节Th1/Th2分化平衡紊乱等。

1.1 调节性T细胞(Treg细胞)及调节性B细胞(Breg细胞)的生成 Treg细胞在建立适应性免疫耐受方面扮演着重要的角色,有效的特异性免疫治疗及高剂量过敏原暴露均可诱导特异性CD4+Treg细胞的产生。特异性免疫治疗给药剂量递增的初始阶段,可促使Th0细胞向Treg细胞转化,Treg细胞可以产生抑制性调节细胞因子,如白细胞介素-10、转化生长因子-β和白细胞介素-35,同时Treg细胞也可以表达细胞毒性T淋巴细胞相关抗原-4(cytotoxic T lymphocyte antigen-4,CTLA-4)和程序性死亡受体-1(programmed cell death-1,PD-1)等表面分子,这些都有助于抑制Th2细胞介导的过敏反应进展,调节Th1/Th2分化平衡紊乱。Treg细胞还可以直接或间接调节B细胞产生的抗体类型,抑制IgE的产生,同时促进B细胞产生过敏原特异性IgG4、IgA,它们可以竞争性地与肥大细胞、嗜酸性细胞、嗜碱性粒细胞表面的抗原结合,从而建立免疫耐受。白细胞介素-10诱导产生的调节性B细胞可以抑制免疫反应,缺乏Breg细胞将会导致过敏反应恶化,还可以通过抑制树突状细胞和单核/巨噬细胞表面共刺激分子的表达,下调MHC Ⅱ类分子表达,从而降低这些细胞的抗原提呈的能力[4]。通过对比接受AIT治疗的过敏患者和接受高剂量过敏原暴露的非过敏性养蜂人的两项研究结果,可以发现白细胞介素-10诱导产生的Breg细胞数量存在差异,证明了白细胞介素-10和Breg细胞在过敏反应中重要作用[5]。然而,哮喘和过敏性鼻炎患者在Breg细胞亚群和白细胞介素-10表达水平方面并未发现明显差异[6]。

越来越多的证据表明滤泡性辅助T细胞(follicular helper T cells,TFH)的调节是AIT能否成功建立免疫耐受的关键[7]。据报道过敏性鼻炎患者TFH2增多,而经过AIT治疗后,TFH2减少量与症状药物综合评分存在正相关联系[8]。滤泡性调节T细胞(follicular regulatory T cell,TFR)和Breg细胞可以调节TFH2的活化水平。叉头螺旋转录因子P3是控制Treg细胞发育和功能的关键转录因子,TFR是一种表面具有C-X-C基序趋化因子受体5(recombinant chemokine C-X-C-motif receptor 5,CXCR5)的特殊类型Treg细胞,TFR抑制TFH细胞介导的抗体产生[9-10]。过敏性鼻炎患者TFR数量减少或功能受损,而这些TFR的缺陷又与IgE的产生和过敏性鼻炎的严重程度有关。经过AIT的治疗后,机体内的TFR数量增多,同时提高了对IgE的抑制作用[10]。

1.2 调节性抗体IgG4及IgA 在过敏患者体内,过敏原-IgE复合物与B细胞表面低亲和力IgE受体FcεⅡ(CD23)结合,活化的B细胞表面HLAⅡ类分子上表达加工过的抗原肽,刺激相关肽特异性T细胞活化、增殖、产生细胞因子。IgG4可以阻断过敏原-IgE复合物与B细胞结合,是IgE促进T细胞活化过程中的一个替代性阻断抗体[11-15]。最近的一项研究调查了预防性舌下含服屋尘螨(house dust mite,HDM)免疫疗法在HDM敏感但非过敏儿童中的免疫调节作用,研究结果显示,与安慰剂组相比,接受治疗的儿童IgG抗体的表位谱更加广泛[16]。Shamji等[17]在一项横断面研究中,对比了接受皮下注射免疫治疗(subcutaneous immunotherapy,SCIT)过敏性鼻炎组、未接受治疗过敏性鼻炎组以及非特异性对照组鼻液和血清中提摩西草特异性IgE和IgG4水平,结果显示未接受治疗过敏性鼻炎组的IgE水平高于非特异性对照组和接受SCIT治疗组(P<0.001),接受SCIT治疗组的IgG4水平高于未接受治疗组(P<0.001),证明了鼻腔局部IgG4相关抑制性与AIT的临床反应密切相关,且鼻腔分泌物sIgG4比血清中sIgG4变化更为显著。

1.3 调节抑制性细胞因子及细胞表面分子 多项研究比较了SCIT、舌下含服免疫治疗(sublingual immunotherapy,SLIT)以及安慰剂产生Treg细胞数量之间的联系[18]。Treg细胞可以产生调节性细胞因子如白细胞介素-10和转化生长因子-β,对抑制Th2和B细胞起到了重要作用[14]。白细胞介素-10是主要的调节性细胞因子,通过Treg-B细胞之间的相互作用,抑制B细胞产生IgE,刺激过敏原特异性IgG4产生,同时可以下调肥大细胞、嗜酸性粒细胞及嗜碱性粒细胞的活性,缓解过敏症状。转化生长因子-β有助于生成Treg细胞并发挥免疫抑制作用,抑制树突状细胞的抗原提呈作用,下调Th2细胞的表达[19-20]。PD-1和CTLA-4等是Treg细胞表面表达的负向调控T淋巴细胞激活的跨膜蛋白。PD-1可以抑制T细胞的活化,同时减少T细胞进入血液的数量[21]。CTLA-4在抑制T细胞活化的同时,也是抑制Treg细胞调节功能的关键分子,CTLA-4缺陷会导致Treg的调节功能下降,B细胞免疫应答水平升高[22]。AIT可以促进PD-1和CTLA-4的表达,抑制T细胞活化,诱导免疫耐受[14]。见图1。

图1 特异性免疫治疗作用机制

1.4 调节Th1/Th2分化平衡紊乱 Mosmann等[23]描述了CD4+T细胞经过抗原刺激和微环境作用可以分化产生Th1和Th2细胞。其中,Th1细胞分泌γ干扰素、白细胞介素-2、肿瘤坏死因子-α等,激活巨噬细胞,消灭细胞内病原体,在细胞免疫中发挥重要作用;而Th2细胞则分泌白细胞介素-4、-5、-6、-10、-13等,活化嗜酸性粒细胞,杀死细胞外病原体,在体液免疫中发挥功能,同时能够刺激B细胞增殖,促进抗体的产生。Th1/Th2细胞的分化平衡维持了机体的稳态[24]。如果T细胞表达水平过高,则会导致哮喘等过敏性疾病。特异性免疫治疗给药剂量递增的起始阶段,可促进Th0细胞向Treg细胞转化,抑制Th2细胞在免疫反应中的作用,从而调节Th1/Th2分化平衡紊乱。

AIT主要应用于治疗哮喘、过敏性鼻炎、特异性皮炎、食物过敏等疾病。一项回顾性队列研究显示,接受桦木花粉AIT治疗的过敏性鼻炎患者在之后6年的随访过程中,不再需要常规药物治疗,同时也降低了新发哮喘的风险[25]。一项以人口为基础的队列研究证明AIT治疗可以减缓哮喘严重程度的发展进程[26]。在百余年的发展过程中,AIT发展出了多种给药途径,临床上最常使用的为SCIT和SLIT,其中SCIT是最传统的AIT给药途径;SLIT是世界卫生组织提倡的,近20年来最受关注的给药途径。这两种途径在临床上应用最为广泛[27]。近年来儿童新出现的食物过敏治疗策略也一直备受关注,通过严格规避过敏食物的对症治疗措施无法真正解决疾病困扰,甚至有可能会出现危及生命的过敏反应以及限制饮食带来的不良反应,食物AIT在治疗食物过敏的领域开辟了新的发展前景。目前又出现了口服免疫治疗(oral immunotherapy,OIT)、外皮注射免疫治疗(epicutaneous immunotherapy,EPIT)和淋巴内注射免疫治疗(Intralymphatic immunotherapy,ILIT)等有前景的新型给药途径,来提高AIT的有效性和依从性,并减少不良反应的发生率[28-29]。

2.1 SCIT的临床应用 SCIT根据剂量递增阶段注射频率的不同,可分为常规免疫治疗和加速免疫治疗,后者又可分为集群免疫治疗和冲击免疫治疗。常规免疫治疗剂量递增阶段需要3～6个月,此间每周注射1次,而集群免疫治疗可将剂量递增阶段缩短至6周[27]。SCIT是一个多世纪以来应用最广泛的途径,据报道SCIT可以改善过敏性哮喘和过敏性鼻结膜炎临床症状,提高患儿生活质量,但也存在着注射部位不适、依赖医疗单位、建立耐受时间长以及严重超敏反应等缺点[30]。SCIT治疗后哮喘日间症状评分的标准化均数差(SMD)为-0.59,[95%CI-0.83～-0.35];每日用药评分的SMD为-0.53,[95%CI -0.80～-0.27];气道高反应性的SMD为-0.61,[95%CI -0.79～-0.43][31]。Dhami等[32]在一项Meta分析中纳入了98项有关哮喘患者接受SCIT的随机双盲对照试验,发现SCIT治疗在成人和儿童均可以降低哮喘日间症状及每日用药评分。研究发现应用HDM-SCIT治疗轻度至中度HDM敏感性哮喘患儿,可以减少β2受体激动剂的使用量,同时上调呼气峰流速值[33]。Uchida等[34]研究显示HDM-SCIT冲击免疫治疗可以抑制HDM特异性Th2介导的系统性免疫应答,减少吸入性糖皮质激素的剂量(P<0.05)。Rice等[35]通过一项关于哮喘儿童SCIT有效性的随机对照试验证明,SCIT可以减少常规药物的治疗,提高患儿生活质量,上调第一秒呼气容积。Cools等[36]将患者分为在儿童期接受HDM-SCIT组、HDM及花粉SCIT组、未经SCIT治疗组,对照组出现频繁哮喘症状的风险是接受SCIT治疗的3倍,使用抗哮喘药物的频率也更高,尽管统计意义并不显著。Wahn等[25]发现接受SCIT治疗的患者显著减少了过敏性鼻炎和哮喘药物的吸入量,同时降低了新发哮喘症状的风险。SCIT必须由手法娴熟的临床医师在具有抢救设备的临床环境下操作,治疗前需要对患儿进身体状况进行全面评估,目的是为减少不良反应及过敏性休克发生的风险,接受SCIT治疗后患儿至少需要经过30 min的临床观察,以确保可以恰当处理系统性不良反应[37]。Lee等[38]研究发现24%的患者经历了SCIT的不良反应,但仅有1例过敏性休克的病例。

2.2 SLIT的临床应用 SLIT是一种相对安全的舌下给药途径,操作相对简便,安全性和耐受性良好,经过临床医师指导后可在家中自行使用,因而更适宜低年龄儿童。就功效而言,SLIT可能不如传统的SCIT[39],然而因其简单、方便而在临床实践中得以广泛应用。对患有多年HDM过敏性鼻炎儿童受试者进行研究,结果表明儿童对HDM-SLIT耐受性良好,且可以改善HDM引起的过敏性鼻炎症状[40-41]。Valovirta等[42]对812例5～12岁的儿童进行了双盲安慰剂对照研究,发现花草木粉舌下免疫治疗可以降低哮喘症状发作的风险,减少药物的使用次数,同时对治疗过敏性鼻结膜炎也有长期积极的临床效果,但对哮喘发作的时间长度没有影响。据报道2/3 SLIT引起过敏反应是由于接受了多种过敏原治疗,这表明多种过敏原SLIT引起系统性不良反应的风险更高[43-44]。研究发现SLIT标准给药剂量严重不良反应的发生率仅有1.4/100 000 000,几乎所有全身不良反应均发生在第一组次治疗时,因此第一次SLIT最好在医生的看护下进行[45-46],但80%的患者可能会出现类似花粉-食物过敏综合征的局部反应(如口腔瘙痒、感觉障碍、黏膜肿胀及喉咙刺痛)[47]。SLIT需要3年以上的治疗周期来改变过敏性疾病的自然病程,因此其依从性成为了一个值得关注的问题。Imanaka等[48]研究发现由于平均收入低、治疗地点变化的可能性大(以及随后治疗中主治医生的变化),青少年和年轻人比老年人更有可能终止SLIT免疫治疗。

2.3 OIT的临床应用 OIT被认为是食物过敏的新型治疗方法,尤其适用于主要对牛奶、鸡蛋、花生过敏的儿童[49-54]。在脱敏治疗期间,可以观察到随着增加食物过敏原的剂量,机体逐步建立一种“无应答状态”,此时患者处于免疫耐受状态[55]。然而,人们开始担心OIT治疗后免疫耐受的持久性和建立免疫耐受的安全性。一项关于花生OIT治疗的Meta分析报道,在诱导脱敏的过程中,与安慰剂对照组相比,OIT治疗方案显著增加了过敏反应的发生率,这说明需要对OIT治疗方法安全性的予以重视[56]。

2.4 EPIT的临床应用 EPIT是一种通过将处理过的贴片涂抹于皮肤上的新型AIT治疗方法[14]。治疗需首先考虑应用低过敏性的分子,同时也需要重视不良反应发生的风险。Jones等[28]对74例花生过敏的患儿进行了一项多中心、随机、双盲、安慰剂对照的临床试验,评估EPIT治疗花生过敏的安全性和有效性,结果显示接受花生EPIT的患儿IgG4水平及IgG4/IgE比例升高,同时抑制嗜碱性粒细胞活颗粒,下调花生特异性Th2细胞因子,适度的EPIT治疗具有较高的安全性,并且对年幼儿的反应效果更佳。其余几项有关牛奶、花生过敏患儿的EPIT临床试验也得到了预期的结果[29,57-58]。

一部分惧怕针头的患儿家属认为注射免疫治疗是一种痛苦的创伤性治疗措施,这可能需要医疗工作者在进行免疫治疗的过程中尽量限制注射的次数。少量研究显示将AIT注射的次数最小化可以使患儿感到更加舒适,并且增加患儿的依从性。一项研究调查了患儿及其监护人对AIT注射次数的看法,研究发现大部分受试儿童[55.3%(21/38)]愿意接受3次甚至更多的注射,并且表示“患儿愿意接受所有临床相关的过敏原免疫治疗,尽管可能会增加注射次数”。

对接受SLIT治疗的受试者分别进行疗程为期3年、4年或5年的开放式对照随访表明,为期4年的疗程是最好的选择[59],另一项儿童对照试验表明,3年疗程与5年疗程疗效基本一致[60]。Borg等[61]丹麦的一项全国性研究发现,皮下和舌下治疗的依从率每年都逐渐下降;第3年,皮下和舌下治疗的依从率分别为57%和53%。Musa等[62]对236名过敏性鼻炎患者进行回顾性研究发现SCIT和SLIT的平均治疗时间分别为31个月和15.9个月,SCIT患者依从性较差的常见原因是注射频率(82.2%)、治疗周期(70.9%)、去医疗中心的通勤时间(67.7%);而SLIT依从性较差的原因是吃药不便(43.4%)、未经治疗症状好转(30.2%)、对疗效不佳的预期(25.0%)。对患儿及其家属进行关于治疗周期长和疗效缓慢的教育,以及密切随访来有效预防、治疗不良反应,是提高依从性和治疗结果的重要因素。

虽然大量研究证明了AIT的有效性,但是有几个问题仍然需要关注:(1)过敏原提取物的标准化及维持治疗时过敏原的最佳剂量;(2)AIT长期疗效的真实性,例如停药后持续缓解症状或预防疾病进展;(3)多种过敏原的联合治疗法在有效性和安全性方面没有得到充分评估;(4)依从性仍然是一个主要问题,部分可以通过密切随访加以改善;(5)现有的Meta分析汇集了不同提取物和不同过敏原的临床试验结果,结果存在较高的异质性,仍然无法加以推广。

AIT是目前唯一通过过敏原暴露来改变免疫应答的治疗方法,研究表明AIT不仅可以改善过敏性鼻炎的症状,也对哮喘有短期或长期的治疗效果,包括改善症状严重程度、减少药物用量以及远期疗效。然而,在儿童哮喘指南中,是否应用AIT尚存在争议,可能是由于抗原提取物存在异质性,将不同过敏原AIT治疗结果综合起来进行Meta分析也是一份具有挑战性的工作。应用标准且有效的工具单独对每一种过敏原提取物进行研究来评价各自的安全性和有效性也是非常有价值的。

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