TSLP抑制剂治疗哮喘的研究现状与展望

作者：凯莱英药闻

目前由于气道炎症的异质性，哮喘很难治疗，临床上迫切需要新的治疗方法来治疗严重的、不受控制的哮喘患者。

胸腺基质淋巴细胞生成素（TSLP）是一种主要由气道上皮表达的细胞因子，在环境损伤时释放，引发一系列下游炎症过程。

与健康人相比，哮喘患者气道中TSLP表达增加，与疾病严重程度和肺功能相关，即TSLP基因多态性与哮喘相关。

文献报导，TSLP是哮喘病理生理学的关键介质，通过作用于多种适应性和先天性免疫细胞和结构细胞，驱动气道嗜酸性（过敏性和非过敏性）炎症、非嗜酸性炎症和结构改变。

通过全身途径进行TSLP阻断的临床试验在广泛的哮喘患者中产生了积极结果：减少了恶化和多种炎症生物标志物，同时改善了肺功能。

通过了解TSLP作用机制及在研药物开发情况对于寻找优秀的TSLP靶点药物会有所裨益，以下为详细内容。

1.TSLP在哮喘中的作用

胸腺基质淋巴细胞生成素（TSLP）是一种短链四α螺旋束Ⅰ型白细胞介素-2（IL-2）家族细胞因子，与IL-7同源，1994年被首次发现，最初被鉴定为胸腺基质细胞产生的细胞因子。TSLP分为短亚型和长亚型，分别由60个氨基酸和159个氨基酸组成。它们由不同的基因启动子，受外界刺激的不同控制。短亚型在多种组织中表达，并与TSLP稳态功能有关，但目前其作用尚未研究清楚。而长亚型的表达是可诱导的，发挥炎症作用，似乎与哮喘、特应性皮炎或银屑病等病理学相关。

Toll样受体配体、促炎性细胞因子（IFN-γ、肿瘤坏死因子[TNF]和IL-1β）以及特异性细胞因子环境（TNF-α+IL-4+IL-13）或单独的TNF-α能够上调长型而不是短型。有文献证明，长型有助于尘螨诱导的气道上皮屏障功能障碍，合成短型可以防止这些影响。

与IL-25和IL-33类似，TSLP主要由上皮细胞、气道平滑肌细胞、角质形成细胞、基质细胞、成纤维细胞、肥大细胞、巨噬细胞/单核细胞、粒细胞和树突状细胞（dc）分泌。有充分证据表明，它能够分化2型细胞中幼稚的CD4+T淋巴细胞，产生IL-4、IL-5、IL-13，并降低与1型细胞相关的γ干扰素（IFN-γ）的表达，对多种细胞产生影响。

TSLP在哮喘患者的气道中表达增加，并与2型趋化因子的表达和疾病的严重程度相关。培养的原代支气管上皮细胞自发释放TSLP。提示TSLP参与了哮喘的发病机制。然而，有文献表明TSLP信号异常与其他炎症性变态反应性疾病密切相关，包括特应性皮炎、嗜酸性食管炎、慢性阻塞性肺疾病（COPD）和特发性肺纤维化。此外，它的表达也被病毒、细菌和寄生虫病原体的感染所触发。有趣的是，已有文献表明，哮喘患者的呼吸道上皮细胞对病毒双链RNA的反应能力强，其TSLP水平高于健康对照组。

TSLP通过结合其高亲和力异二聚体受体复合物启动细胞内2型信号传导，异二聚体受体复合物由其特异性受体TSLPR组成（由位于染色体5q22.1上的CRLF2编码），其与IL-2、IL-4、IL-9和IL-15中的共同受体γ链具有24%的同源性，并且不包含δ-共同链IL-2家族，以及共同表达TSLPR和IL-7Rα的细胞中的IL-7Rα亚单位（CD127）。TSLP最初与TSLPR结合，随后招募IL-7Rα链。TSLP本身对IL-7Rα没有明显的亲和力。

TSLP形成TSLP/TSLPR/IL-7Rα的三重复合物，激活Janus激酶1（JAK1）和JAK2，从而导致信号转导子和主要转录激活子5A（STAT5A）和STAT5B以及STAT1、STAT3和其他STAT蛋白的磷酸化程度较低，有丝分裂原活化蛋白激酶（MAPKs）和核因子κB（NF-κB）取决于细胞类型。

气道上皮细胞TSLP的产生和释放通常通过各种危险信号激活，如机械损伤、感染相关因子和过敏原，这些都支持其作为上皮完整性受损警戒信号的功能。

TSLP直接作用于T细胞、肥大细胞和自然杀伤细胞，间接激活位于肺或皮肤上皮内的CD11c+DC，然后转移到淋巴结，激活CD4+T细胞分化为2型细胞，从而促进2型免疫反应。2型细胞分化是通过TSLP诱导DC表达TNF超家族蛋白OX40配体（OX40L；CD252）介导的。DC表达的OX40L与原始T细胞上的OX40相互作用，通过启动信号事件产生2型谱系承诺。这些事件导致大量促炎性细胞因子的产生，如IL-4、IL-5和IL-13，这些细胞因子可增强免疫球蛋白（Ig）E、肥大细胞和粘液的产生，并增加气道高反应性，但不增强多种天然免疫细胞的IL-10和IFN-γ。

特别是TSLP和CD34+细胞之间的相互作用促进了以2型细胞因子（IL-5和IL-13）为特征的促炎症表型，以及嗜酸性粒细胞/嗜碱性粒细胞系参与的增殖表型。此外，它增加了嗜酸性粒细胞的迁移，可能与IL-33通过IL-13依赖轴结合，从而增强IL-5和IL-13的产生。

有证据表明，通过变应原蛋白酶和生物成分的作用，支气管上皮细胞释放的TSLP驱动了原位嗜酸性粒细胞增多。因此，它可以被认为是一个至关重要的因素，在协调，持久化和扩大炎症反应的哮喘。在动物模型中，TSLP在肺部的过度表达发展成哮喘样疾病。此外，局部应用抗TSLPR抗体（Ab）和抗TSLP抗体可预防2型介导的气道炎症。

TSLP在哮喘中的重要性已经被反复证明。有证据表明，轻度过敏性哮喘患者吸入性过敏原激发可诱导外周血中的CD127嗜酸性粒细胞系祖细胞以及血液和气道中嗜碱性粒细胞的TSLPR表达。此外，气道TSLP表达直接增加变应原的挑战程度相关的增加晚期气道阻塞。在哮喘患者中，表达TSLP mRNA的上皮细胞和粘膜下细胞的数量与1秒用力呼气量（FEV1）呈负相关。气道高反应性、血清IgE水平和表达TSLP的肥大细胞数量之间也存在关联。更令人信服的是，尽管大剂量吸入或口服皮质类固醇治疗，但仍有一部分严重哮喘患者的TSLP表达增加。实际上，TSLP水平升高的哮喘患者的2型固有淋巴细胞（ILC2s）对类固醇有抵抗作用。

因此，靶向TSLP和TSLP介导的信号转导被认为是治疗哮喘的一个有吸引力的策略。抗TSLP单克隆抗体（mAbs）和TSLP细胞因子陷阱可能是TSLP靶向治疗的有效策略。

2.处于临床阶段TSLP靶点药物情况

目前，作用于不同靶点的哮喘药物已有不少已经上市，如靶向IgE的Omalizumab、靶向IL-13的Dupilumab、靶向IL-5的Reslizumab\Mepolizumab\Benralizumab等等，然而靶向TSLP的药物至今仍未有上市的消息。

进入临床阶段的TSLP靶点药物仅有几个为数不多的生物药，如阿斯利康与安进合作开发的全人源IgG2λ单克隆抗体Tezepelumab进入III期临床阶段，诺华与MorphoSys合作开发的吸入剂型——免疫球蛋白G1/λ 亚型抗体片段CSJ-117已进入II期临床阶段，其他重组人源化 IgG1单克隆抗体如默沙东MK-8226、罗氏RG7258、安斯泰来ASP7266在进行I期临床试验后停止开发。

Tezepelumab（AMG 157，MEDI9929）是一款真正意义上的first-in-class 靶向TSLP单抗，作为一种全人源IgG2λ单抗，能结合人TSLP，阻止与其受体的相互作用，从而抑制多种下游炎症途径。其目前在进行中的临床试验如下表所示。

I期临床研究旨在评估初始安全性，药代动力学显示Tezepelumab在健康和特应性皮炎成人受试者中具有良好的耐受性，并显示出可预测的线性药代动力学特征和可接受的安全性和耐受性。

在一项概念验证研究中，每4周静脉注射700毫克Tezepelumab，持续12周，可降低气道高反应性和全身指标（与安慰剂相比，循环嗜酸性粒细胞水平分别降低59%和21%）和气道指标（以呼出一氧化氮和痰的量为主要计分项）。

轻度过敏性哮喘患者过敏原激发后，嗜酸性粒细胞水平从基线水平的4.1%下降到6周炎症后的0.4%。早期和晚期哮喘反应均明显减弱。与安慰剂组相比，安慰剂组的哮喘反应降低了27%，安慰剂组的哮喘反应降低了34%。

在一项IIb期、随机、双盲、安慰剂对照试验中，对接受中高剂量吸入性皮质类固醇/长效β2-激动剂治疗的哮喘患者进行为期52周的三种剂量的皮下注射Tezepelumab（每4周70毫克、每4周210毫克或每2周280毫克）。在第52周时，无论基线血嗜酸性粒细胞计数、FeNO或血清IgE水平如何，尽管记录到血嗜酸性粒细胞计数和FeNO水平持续下降，但它们导致年恶化率分别降低61%、71%和66%。无论剂量如何，52周前使用支气管扩张剂的FEV1始终高于安慰剂组>100 mL，中剂量和高剂量组的症状控制有所改善，但只有高剂量组的健康相关生活质量有所改善。与安慰剂组相比，不良事件的总发生率没有差异，不良事件引起的不连续发生率在接受Tezepelumab治疗的患者中为1.1%，安慰剂组为0.7%。

该II期临床研究的事后分析表明，Tezepelumab不仅降低了血液嗜酸性粒细胞计数和FeNO水平，而且还降低了IL-5、IL-13、骨膜素、胸腺和活化调节趋化因子（TARC）以及IgE的水平。研究还表明，在严重、不受控制的哮喘患者中，Tezepelumab降低了住院和急诊就诊的频率，减少了住院或重症监护室的天数。

在任何情况下，暴露-反应分析表明，每4周210毫克是严重哮喘患者III期试验的最佳剂量，Tezepelumab对加重和FeNO减少的疗效不受血液嗜酸性粒细胞或其他2型生物标志物的影响。

正是由于这项II期临床试验结果，FDA批准Tezepelumab作为治疗严重哮喘的“突破性”生物药物。

一些研究正在进行中，主要是为了验证Tezepelumab对高加索或亚洲成人和青少年严重哮喘控制的长期有效性和安全性，以及评估用于皮下注射Tezepelumab的辅助预充注射器或自动注射器的功能和性能，这样病人就可以在家自行用药。

2020年11月，III期临床试验NAVIGATOR达到主要研究终点，显示通过靶向TSLP对严重哮喘有治疗益处：在广泛的严重哮喘患者群体中，tezepelumab使哮喘加重在统计学上显著和临床意义的降低，包括嗜酸性粒细胞计数低的患者群体中。

数据显示，该研究达到了主要终点：在整个患者群体中，与安慰剂+标准护理（SoC）相比，tezepelumab+SoC治疗使52周哮喘年加重率（AAER）在统计学上显著和临床意义的降低。该试验中，SoC是中剂量或高剂量吸入性皮质类固醇（ICS）加上一种额外的控制药物，有或没有口服皮质类固醇（OCS）。

此外，在基线嗜酸性粒细胞计数＜300个细胞/微升的亚组患者中，该试验也达到了主要终点：与安慰剂+SoC相比，tezepelumab+SoC治疗使AAER在统计学上显著和临床意义的降低。在基线嗜酸性粒细胞计数＜150个细胞/微升的亚组患者中，观察到相似的AAER降低。

安全性方面，tezepelumab在严重哮喘患者表现出良好的耐受性。初步分析显示，tezepelumab治疗组和安慰剂组的安全性结果没有临床意义的差异。

2020年12月，阿斯利康/安进宣布高级别III期 SOURCE研究的结果。该研究在150例需要标准疗法（LABA）联合口服糖皮质激素（OCS）维持治疗的重度哮喘患者中评估了添加使用 tezepelumab（210mg，每4周1次） vs 安慰剂治疗48周的疗效和安全性差异。研究的主要终点是第48周在哮喘持续得到控制下，OCS用量较基线的下降比例，次要终点包括年化哮喘加重率、肺功能、哮喘控制、生活质量、工作效率等。

结果显示，SOURCE研究未能到达主要终点，tezepelumab治疗组相比安慰剂未能减少每日OCS用量。Tezepelumab的其他疗效指标与之前的研究结果一致，包括注册III期NAVIGATOR研究。Tezepelumab的安全性结果也与之前的研究一致。

3. TSLP靶点药物未来展望

越来越确凿的证据表明TSLP与哮喘病理生理学密切相关，虽然12月Tezepelumab的高级别III期临床未能降低哮喘患者皮质类固醇用量，但其已经展现出的良好疗效让人们对寻找阻断TSLP的新方法产生了极大的兴趣。

文献报导对TSLP靶点有抑制活性的潜在药物情况如下表所示。

有文献表明，与小鼠和人源化抗体相比，抗TSLP的全人源单链可变区片段（scfv）具有更高的特异性，表现出更高的亲和力，但排斥性较低。scFv29是从全人源抗体库中筛选出来的，对TSLP具有特异性，不与IL-33、IL-4和IL-13发生交叉反应。初步实验表明，scFv29在与TSLP受体的竞争中具有很强的结合TSLP的潜力。可降低DC的成熟率。因此，scFv29被认为是阻断TSLP信号的中和抗体。

Zweimab（左）与Doppelmab（右）图示

双功能药物，特别设计为在同一分子中有两种作用机制，为治疗哮喘提供了一种令人兴奋的新方法。也有人试图通过细胞因子和单克隆抗体的双重靶向组合来制造双功能药物。单价双特异性抗体Zweimab和二价双特异性抗体Doppelmab，由于信号通路的巨大重叠而被用于靶向TSLP和IL-13，已经被设计、开发和表征。以一种双特异性形式将抗IL-13单抗与抗TSLP单抗结合的决定源于这两种细胞因子在严重哮喘患者的气道上皮和肺固有层中共同表达的证据。Zweimab是重链上有knobin空穴突变的异二聚体。Doppelmab具有单链抗体部分，该部分通过短多肽连接子与CH3结构域相连。二者对人体靶点的亲和力更强。

融合蛋白由延伸到细胞外空间的TSLPR和IL-7Ra的外域组成，也称为TSLP陷阱，通过将TSLPR和IL-7Rα细胞外区域在两个方向上与一个柔性（Gly–Gly–Ser）20连接体融合而形成，称为TSLP-trap1和TSLP-trap2。实际上，“细胞因子陷阱”是由IgG的恒定区域和两种不同的细胞因子受体成分的胞外区融合而成，这两种成分与细胞因子结合。两个TSLP陷阱与TSLP的结合强度是未连接受体外域的250倍，并且在抑制TSLP诱导的STAT5方面比Tezepelumab及其Fab片段强20-30倍。此外，两种TSLP陷阱都能够显著抑制TSLP驱动的DC激活，并且在这方面与Tezepelumab一样有效。

同时研究人员也在努力寻找能够破坏TSLP/TSLPR复合体的fragments。目前已鉴定出四个不同化学类别的fragments，以毫摩尔浓度将TSLP/TSLPR复合物的形成降低到75%以下。所有片段都带正电荷，符合天然配体TSLP的阳离子性质。Fragments与TSLP位点结合发生构象变化。

最近，黄芩素被鉴定为人类TSLP信号通路的第一个小分子抑制剂。体外研究表明，该化合物以剂量依赖性的方式阻断了人TSLP与人TSLPR的相互作用。此外，在卵清蛋白诱导的动物模型中，黄芩素的单一治疗有效地减少了富含嗜酸性粒细胞的肺部炎症。结构-活性关系研究确定化合物11a是一种联苯黄烷酮类似物，是一种新的人类TSLP抑制剂，用于发现和开发新的抗过敏药物。

在另一项研究中，一种新化合物PA通过阻断肥大细胞中的半胱氨酸蛋白酶-1来抑制TSLP mRNA的表达和产生。众所周知，caspase-1被促炎刺激物激活，因为它们增加细胞内钙水平，增加细胞内钙导致caspase-1激活。

薰衣草的主要成分之一乙酸芳樟酯通过阻断caspase-1/NF-κB途径抑制TSLP的产生和mRNA的表达。此外，它还降低了细胞内钙水平。

儿茶素是绿茶中的主要有效成分，剂量为75、150、300mg/kg，可减轻变应性鼻炎小鼠的过敏症状，降低IL-5、IL-13的水平，通过影响NF-κB/TSLP通路，抑制上皮细胞TSLP的表达，恢复T辅助型2/T辅助型1细胞的平衡。

相反，16D10，查尔酮衍生物，除了直接抑制NF-κB和激活Kelch样ECH相关蛋白1（Keap1）-核因子-红细胞系-2相关因子2（Nrf2）系统外，还通过未知机制选择性抑制小鼠和人类角质形成细胞系中TSLP的表达及其产生。重要的是，16D10在体内抑制TSLP和卵清蛋白特异性IgG1和IgE的表达。

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