256)NAC应用于特发性肺间质纤维的药理机制及研究进展

作者简介：佟晓娜，女，硕士，药师通讯作者：何瑾，女，硕士，主管药师Tel:[phone]E-mail:[e-mail]应用于IPF的药理机制及研究进展佟晓娜1，何瑾21.云南省第三人民医院药剂科，650011；2.昆医附一院临床药学中心，650031，昆明中图分类号：R287文献标识码：A文章编号：摘要目的：N-乙酰半胱氨酸（NAC）应用于特发性肺间质纤维化的药理学机制、临床研究进展。方法：本文通过阅读近年来国内外的相关论文，进行整理和归纳。结果与结论：NAC可以作用于IFP这一疾病发展过程中的不同阶段，改善IFP患者肺功能下降的程度，提高患者的生活质量。关键词：N-乙酰半胱氨酸；特发性肺间质纤维化；研究机制特发性肺间质纤维化（Inrerstitiallungdisease,IPF）是指原因不明的、进行性的以两肺间质纤维化伴蜂窝状改变为特征的疾病。主要表现为弥漫性肺泡炎、肺泡单位结构紊乱和肺纤维化。IPF精确的发病率不详,1990年～1994年有报道估计其发病率为3万～6万/10万,本病男性多于女性,发病年龄多在4岁0～70岁,且发病率随年龄增加,其死亡率也随着年龄增加而增加[1～2]，平均存活期为2年～4年，5年生存率为30%～50%。目前认为IPF发病可分为3个过程。①肺泡炎：即抗原引起的免疫反应，最终使活化淋巴细胞进入循环血并到达肺部，激活肺泡巨噬细胞和肺泡细胞使其分泌和释放多种细胞因子或介质，引起循环血中的炎症细胞向肺实质移行和募集。②肺损伤：炎症细胞的移行和募集引起上皮细胞损伤，产生的产物如氧代谢产物、蛋白水解酶等是造成肺损伤的最重要作用物质。目前认为IPF中肺损伤的持续存在可能与氧化物/抗氧化物以及蛋白酶/抗蛋白酶失衡有密切关系。③修复（纤维化）：纤维蛋白的形成和清除受到许多因素的影响，如转化生长因子-β(TGF-β)等，一旦纤维蛋白渗出物不能从肺泡腔清除，成纤维细胞便移行并复制，引起瘢痕形成。迄今为止，对肺纤维化的治疗临床常用的药物包括糖皮质激素、免疫抑制剂、细胞毒药物和抗纤维化制剂。推荐的方案为：糖皮质激素联合环磷酰胺或硫唑嘌呤。上述药物可以单用也可以联合使用，但均不能取得令人满意的效果，因此，人们一直在寻找更有效的治疗药物。N-乙酰半胱氨酸（NAC）最早作为一种化痰药应用于临床。近几年随着科学研究的不断深入，发现N-乙酰半胱氨酸不仅具有化痰作用，它同时还具有抗氧化等多种生物活性，可以作用于IPF发病机制的不同阶段，从而减少肺组织损伤，延缓肺功能下降。1N-乙酰半胱氨酸应用于特发性肺间质纤维的药理机制1.1N-乙酰半胱氨酸的抗氧化机制最新的研究证实IPF患者中存在着下呼吸道的氧化应激即氧化-抗氧化失衡，而且疾病活动期与其氧化产物浓度呈正相关。研究表明IPF患者的支气管肺泡灌洗液中过氧化物的水平明显高于正常人[3]，这种氧化-抗氧化失衡与IPF患者肺内的主要的抗氧化剂GSH不足有关，是患者氧化组织损伤的真正原因。近几年，随着对NAC研究的不断深入，发现NAC除具有化痰作用外，还具有强大的抗氧化功能，是非常有效地抗氧化剂。目前认为NAC主要通过两种机制来发挥其抗氧化的功能：①AC进入体内迅速脱去乙酰基变为半胱氨酸，后者是GSH（还原型谷胱甘肽）的前体，而GSH是细胞内重要的非酶类抗氧化物，能灭活活性氧，稳定细胞内膜结构、稳定细胞内酶类和蛋白质的功能。即通过补充细胞内GSH水平而增强抗氧化作用，这是NAC抗氧化作用的主要机制；②NAC本身可直接清除羟自由基（OH.）、过氧化氢（H2O2）及次氯酸(HOCL)[4]。莫红缨、钟南山等曾经探讨N-乙酰半胱氨酸对急慢性吸烟大鼠氧化与抗氧化系统的作用。结果显示，经NAC干预后，GSH和超氧化物歧化酶水平增高，脂质过氧化物水平降低。表明NAC通过抗氧化作用，可清除吸烟引起的体内过多的氧自由基，降低脂质过氧化物水平，提高GSH和超氧化物歧化酶水平，在氧化和抗氧化失衡导致的肺损伤中起着重要作用[5]。目前的研究还表明：N-乙酰半胱氨酸可以减少血浆弹性蛋白酶水平，保护抗蛋白酶免被过氧化物灭活，维持蛋白酶/抗蛋白酶平衡。氧化剂可以使毒性氧自由基产生增加，诱导中性粒细胞释放蛋白酶，抑制抗蛋白酶系统，破坏肺弹力纤维，氧化剂还可氧化α1-AT活性位点的蛋氨酸残基导致其活性下降，体外研究也显示氧化剂能导致豚鼠的肺泡Ⅱ型上皮细胞和巨噬细胞抗弹性蛋白酶失活[7]。Maria等在研究NAC的抗氧化作用治疗弹性蛋白酶引起的大鼠肺气肿的试验中也发现NAC可以通过抗氧化作用减少大鼠弹性蛋白酶引起的肺损伤[8]。1.2N-乙酰半胱氨酸的抗炎作用赵亚滨等为了探讨肺脏氧化-还原状态与肺脏炎症、肺纤维化的关系及N-乙酰半胱氨酸对肺纤维化的影响，利用博莱霉素致大鼠肺纤维化为动物模型，研究了NAC对肺纤维化不同阶段的影响，发现NAC能抑制博莱霉索诱导的P选择素、IL-2、巨噬细胞炎症蛋白-2(MIP-2)、细胞因子诱导的中性粒细胞趋化因子(CINC)以及巨噬细胞炎症蛋白-1a(MIP-1a)的上调，从而抑制炎症反应及后期的纤维化过程，表明小剂量NAC具有一定的抗炎作用[9]。DorotaM.等在研究NAC对支气管灌洗液的细胞表面表达IL-8、基质金属蛋白酶-9、ICAM-1等细胞因子的作用的实验中发现NAC可以抑制支气管灌洗液的细胞表面IL-8、基质金属蛋白酶-9、ICAM-1等细胞因子及炎性介质的表达，从而显示出其抗炎的作用[10]。大量的研究还发现NAC可明显减少流感病毒引起的NF-κB信号转到通路的激活和IL-8的释放，通过阻止NF-κB通路的激活而抑制转化生长因子(TGF-β1)、肿瘤坏死因子(TNF-a)、白细胞介素等致纤维化因子从而抑制炎症反应,体外实验过程中还发现NAC可以减少支气管细菌数量，阻止细菌、病毒等在支气管壁的粘附，促进细菌、病毒的脱落，使其易于排出[11]。目前有许多研究和报道均证实了N-乙酰半胱氨酸可干扰许多信号转导途径、从而在细胞凋亡、细胞生长和转移、抗炎应激方面具有重要的作用，并且NAC的抗炎作用有明显的高浓度依赖性，即大剂量的NAC(600mg，Tid)体外研究中有抗炎作用，而低剂量的NAC则没有在实验过程中显示出抗炎作用[12]。1.3N-乙酰半胱氨酸可以抑制成纤维细胞向肌成纤维细胞转化转化生长因子(TGF-β1)是多种器官组织纤维化起始阶段的最重要的因子，也是细胞内氧化应激和信号转到的激活因子，在肺间质纤维化的疾病进展过程中起着非常重要的作用。研究发现转化生长因子(TGF-β1)可诱导人胚肺成纤维细胞向肌成纤维细胞转化，上调α-平滑肌肌动蛋白及胶原蛋白的表达引起纤维化，是肺纤维化发病过程中重要的致纤维化因子[13-15]。王峙等采用TGF-β1诱导人胚肺成纤维细胞向肌成纤维细胞转化的方法建立体外模型，模拟人体内肺纤维化病理生理的部分过程，发现人胚肺成纤维细胞向肌成纤维细胞转化过程中，NAC可以抑制细胞羟脯氨酸和小平滑肌肌动蛋白的合成以及Ⅲ型胶原mRNA表达的增加。说明NAC可能通过抑制TGF-β1的活性，从而抑制a-平滑肌肌动蛋白的合成及胶原蛋白的表达，进一步抑制肺纤维化过程[16]。Felton等研究了NAC在TGF-β1诱导的大鼠肺间质上皮细胞转化中的作用，发现使用TGF-β1后细胞形态、大小均发生改变，同时细胞之间的信号联系消失，并出现成纤维细胞样的形态改变。使用NAC后，细胞的形态、大小和细胞之间的信号联系均未发生明显改变同时可以阻止经TGF-β1诱导而出现的成纤维细胞样的形态改变，NAC同时也可减少α-平滑肌肌动蛋白的合成，该实验说明使用NAC可以抑制TGF-β1诱导的上皮细胞向肌成纤维细胞转化[17]。此外,NAC还能通过阻断细胞周期在Gl期而抑制人成纤维细胞的增生从而在抑制胶原的合成中起一定作用。最终抑制了肺的纤维化过程[18]。2N-乙酰半胱氨酸应用于特发性肺间质纤维的临床研究既往一直认为IPF是一种肺泡的炎性疾病，因此，治疗以糖皮质激素（泼尼松）联合免疫抑制剂（环磷酰胺、硫唑嘌呤）为主，临床取得的疗效甚微，然而，有大量的研究报告显示，对肺纤维化患者在维持免疫抑制剂治疗的基础上加用高剂量NAC(600mg，Tid)，可改善患者的肺功能指数。Behr[6]等研究NAC(600mg,Tid),共12w对IPF患者氧化还原作用和肺功能的影响。用药前和用药后分别检测肺功能和支气管肺泡灌洗液,并分析肺泡灌洗液中细胞分类、GSH水平、蛋白中硫氧甲硫氨醇的含量，硫氧甲硫氨醇是肺泡氧化应激的标志。与基线相比,NAC治疗后灌洗液中平均总GSH水平显著增加,平均简化GSH增加，GSH的水平也增加。在NAC治疗组中,肺功能也有明显改善。因此作者认为,口服NAC治疗IPF患者耐受性很好,可以容易而安全地使IPF患者减少的GSH水平提高上来,进而大大提高对肺氧化剂的保护作用。2000年～2002年，Demedts[19]等进行了一项国际多中心、双盲、随机、对照、平行试验，观察泼尼松和硫唑嘌呤联合大剂量的NAC治疗1年是否能够延缓IPF患者肺功能下降的程度。共纳入182名患者，随机分为实验组(92)和安慰剂组(90)。实验组予NAC(600mg，Tid)联合泼尼松片和硫唑嘌呤片口服。对照组仅予泼尼松片和硫唑嘌呤片口服。经过一年的观察，结果显示，实验组潮气量减低的速度较对照组减慢。潮气量的绝对值较对照组高0.18L(P=O.02)，DLCO值在实验组较对照组高0.75mmol·(min·KP-1)-1(P=0.003)。此临床研究结果证明，大剂量的NAC(600mg，Tid)同时予泼尼松及硫唑嘌呤治疗方案与单纯应用泼尼松及硫唑嘌呤的标准方案相比，可以延缓潮气量和弥散功能下降，但该实验并未显示口服大剂量NAC是否会减少IPF患者的死亡率。值得提出的是在该实验观察过程中发现，实验组出现的关于硫唑嘌呤骨髓毒性等相关不良反应较对照组明显减少，因此对于IPF患者在使用激素联合免疫抑制治疗的同时加用大剂量NAC口服不失为一种较好的治疗方案[20]。左孟华[21]等通过收集本院2006年～2008年临床及理化检查较为完整的IPF住院患者为研究对象,其中男27例,女13例,年龄50岁～65岁,随机分为对照组、观察组,每组20例。两组性别、年龄无显著差异。全部患者符合2002年1月美国胸科学会/欧洲呼吸学会(ATS/ERS)制定的IPF诊断标准。对照组给予口服泼尼松常规治疗,每日0.5mg·kg-1,4w后减半,3个月～4个月内减至20mg·d-1。观察组在常规予以口服泼尼松治疗基础上,同时口服N-乙酰半胱氨酸泡腾片,每次600mg,每日3次,疗程3个月。两组患者治疗前用力肺活量(FVC)、第1秒呼吸容量(FEV1)、FEV1/FVC以及一氧化碳弥散量(DLCO)比较无显著差异性(P0.05),治疗后FVC、FEV1、FEV1/FVC以及DLCO比较有显著差异性(P0.05)。综上所述，越来越多的证据表明，NAC可以作用于IFP这一疾病发展过程中的不同阶段，改善IFP患者肺功能下降的程度，提高患者的生活质量，虽然目前NAC治疗IFP并没有广泛应用，但是相信随着研究和临床资料的不断积累，临床对于NAC用于治疗IFP将会有更深入的认识。参考文献：[1]中华医学会呼吸病学分会.特发性肺（间质）纤维化诊断和治疗指南（草案）[J].中华结核和呼吸杂志，2002，25（7）：387-389．[2]李芳.特发性肺间质纤维化的现代治疗研究进展[J].国外医学呼吸系统分册，2003，23（1）:45-49.[3]VuokkoL，Kinnula,CherylL，etal.Oxidativestressinpulmonaryfibrosisapossibleroleforredoxmodulatorytherapy[J].AmJRespirCritCareMed,2005,27：417-422.[4]黄新莉.N-乙酰半胱氨酸对肺损伤的抗氧化治疗作用[J].国外医学呼吸