大环内酯类药物治疗慢性鼻窦炎鼻息肉的临床运用和机制探讨

廖伟 综述 陈新野 审校

慢性鼻窦炎和鼻息肉是是耳鼻喉科常见病、多发病。据统计,鼻窦炎全球发病率为 15%,其中鼻息肉发病率占总人口的1%～4%[1]。慢性鼻窦炎、鼻息肉是鼻-鼻窦黏膜的慢性炎性变,临床上针对黏膜炎症,采用鼻内类固醇激素治疗,取得良好疗效,已得到广泛的认同[2,3]。由于鼻腔是呼吸道门户,易受环境因素影响,鼻黏膜炎症迁延难愈,黏膜“最轻炎症持续状态”,成为鼻病的病理特点,持续抗炎治疗是提高临床疗效的关键,即便是鼻用类固醇激素使用也不能回避长期治疗带来的副作用问题[4]。长期小剂量使用大环内酯类药物(macrolides,MIs)治疗慢性鼻窦炎和鼻息肉,可改善患者临床症状,使鼻息肉缩小,取得和糖皮质激素同样好的疗效,引起医学界的广泛关注,在此我们对大环内酯类药物治疗慢性鼻窦炎和治疗机制及临床疗效进行初步的探讨和分析。

1 大环内酯类抗生素运用历史及临床疗效

大环内酯类药物(macrolides,MIs)治疗慢性鼻窦炎和鼻息肉是临床偶得,1984年日本学者Kudoh[5]应用小剂量红霉素治疗弥漫性细支气管肺炎的长期治疗中,意外发现病人的慢性鼻窦炎症状得以改善,之后Kikuchi等[6]对26例接受柯-陆式手术后,临床症状无缓解者给予红霉素400～600mg/日,疗程平均7.9个月后,其症状获得以改善,且发现患者鼻分泌物培养出流感嗜血杆菌,即使对红霉素耐药,也可取得同样的疗效。Ichimura 等[7]对一组鼻息肉患者应用罗红霉素治疗,每天口服150mg,8 周后52 %的患者息肉减小。Cervin 等[8]对17 例手术后鼻窦炎患者每日应用红霉素250mg 治疗,3 个月后12 例症状改善,占70.6 %,12 例患者继续服药至12 个月后症状显著改善,因此,大环内酯类抗生素在治疗慢性鼻-鼻窦炎鼻息肉中逐渐得以运用。

欧洲慢性鼻-鼻窦炎诊治指南(European Position Paper on Rhino- sinusitis and Nasal Polyposis 2007,EPOS 2007)[2]及中国慢性鼻-鼻窦炎诊断和治疗指南(2008年,南昌)[3]中明确提出了该治疗方法,并需遵循两个原则,即小剂量和长期使用原则。MIs治疗慢性鼻窦炎可能与该药的抗菌作用无关,而与抗炎作用和免疫调节作用联系密切,其抗炎活性限于十四元环MIs,如红霉素、罗红霉素、克拉霉素和十五元环的MIs如阿奇霉素,而十六元环的MIs 如交沙霉素、罗他霉素等则无此作用[9]。

MIs同样用于慢性鼻窦炎围手术期的治疗,鼻窦炎术后黏膜炎症,造成术腔黏膜水肿,囊泡形成,术腔粘连、窦口闭锁等病理改变,成为影响预后的不利因素。郑涛、邓明朝[10]用小剂量克拉霉素治疗内窥镜鼻窦手术术后鼻窦炎持续症状的疗效及其治疗时限进行研究,分别在治疗开始前、治疗结束后根据症状体征及影像学检查分值进行统计学分析,发现治疗3个月、6个月后疗效有统计学差异,12月后治疗组间差异无显著性,认为应用小剂量克拉霉素是治疗FESS 术后持续鼻窦炎症状的有效方法,服药时限以6个月为宜。冯羽[11]等对经鼻内镜术后仍然存在明显流涕、窦腔黏膜水肿和反复生长囊泡的患者,在常规鼻腔冲洗(每日1 次)、局部类固醇激素(雷诺考特喷鼻256μg/ d)、黏膜促排剂、术腔定期清理的同时,给予红霉素125 mg,3 次/ d,连续服用2个月,随访6 个月,结果发现对流涕症状有较好的改善,有利于窦腔黏膜水肿的消退,但对嗅觉障碍改善不明显。阎玉彦[12]研究发现罗红霉素可以抑制术腔ICAM-1的表达,减轻术腔黏膜炎症反应,抑制肉芽生长,促进上皮修复,提高手术疗效。

2 大环内酯类抗生素治疗的理论基础

2.1细胞内的蓄积效应

MIs的药代动力学特点之一是对组织的高吸收度和细胞内的蓄积效应。MIs在炎症细胞内的蓄积浓度可高达细胞外液的数百倍,阿奇霉素在大多数组织内的药物浓度可达血浆中浓度的10～100倍,其细胞内的浓度则更高,这些细胞包括:中性粒细胞,巨噬细胞和成纤维细胞等[13]。Bermudez等[14]在体外实验中发现,细胞因子导致了MIs在体内的蓄积,提示MA药物浓度在炎症组织中,比在正常生理条件下细胞蓄积量更大。细胞内蓄积效应,也是MIs发挥抗细胞内病原体及对细胞功能产生影响的有利因素。

2.2抑菌作用

MIs的抑菌活性在临床抗感染治疗中得的运用。抗菌作用来源于该药对细菌核糖体50S亚基的结合,从而抑制抑制了细菌的蛋白合成。主要作用于G+球菌(包括厌氧菌),抑制部分G-菌活性及降低病原微生物的毒力,Cerin A[15]认为:MIs可降低细菌毒力,而不是直接杀死细菌,因为在治疗弥漫性泛细支气管炎及慢性鼻窦炎鼻息肉,使用的剂量是常规抗菌的半量,其血清中的药物含量低于抑菌最小浓度,其临床疗效可能和传统抗菌作用无关。MIs对假单泡绿脓杆菌没有直接的抑菌作用,Hirakata[16]发现罗红霉素可以抑制其弹性蛋白酶磷脂酶C、嗜酸性粒细胞阳离子蛋白A的产生。

细菌生物膜(bacterial biofilms,BBF)对抗生素有极强的抵抗性性,是慢性感染性疾病难以控制和治愈的原因之一[17],有资料表明,30%～82%的慢性鼻窦炎的患者有BBF形成[18][19],在慢性鼻窦炎的发病机制中起到重要作用[20]。MIs能抑制BBF的形成,但不能彻底清除已形成的BBF,低剂量的十四元环大环内酯类药物能显著抑制铜绿假单胞菌BBF的形成,并增强环丙沙星对BBF的渗透性,从而提高环丙沙星对BBF内铜绿假单胞菌的清除作用[21],还有研究表明[22],MIs可以改变BBF的成分和结构,从而影响细菌的抗药性和对上皮粘附力。

2.3对细胞因子的作用

细胞因子是介导免疫和炎症反应的细胞间相互交流的信息物质。Suzuki等[23]观察到MIs对离体鼻息肉及黏膜上皮IL-8分泌水平的影响,采用ELISA法对细胞培养上清液中的目标物进行检测,4种MIs及激素组中,IL-8水平均有显著下降,在未经MIs预处理的病例中,IL-8水平变化不明显,提示药物需要在细胞胞内达到一定的蓄积量才能发挥效用。而采用16元环MA进行干预处理组,IL-8水平未见明显下降,可能是16元环MA临床疗效不如14元环MIs的原因。

红霉素可以降低外周血中性粒细胞IL-8的表达[24],慢性鼻窦炎患者鼻分泌物中中性粒细胞IL-8的高表达,接近外周血的2倍,反映出炎性细胞在鼻黏膜局部浸润并被激活,红霉素在10-5 和10-6药物浓度下对渗出中性粒细胞表达IL-8能力产长54%和34%的抑制作用[25]。其临床作用可能与MIs抑制IL-8的生物合成,减少中性粒细胞在鼻部的浸润有关。一项克拉霉素与泼尼松龙对慢性鼻窦炎鼻黏膜组织的炎症因子表达影响的研究表明,克拉霉素可以降低IL-8、IL-5以及GM-GSF的水平,且呈剂量依赖性,与泼尼松龙作用相当[26]。克拉霉素还可显著降低慢性鼻窦炎患者体外培养鼻黏膜组织块中TGF-β水平[27],但也有资料并不支持上述观点,采用低剂量持续治疗3个月 的患者体内TGF-β水平却未见下降[28]。

2.4促细胞凋亡

程序性细胞死亡是炎症反应中炎症细胞功能自限的一个重要机制。当细胞凋亡受到抑制,导致炎症反应扩大化,殃及正常组织。促进炎症组织炎性细胞的凋亡,是控制炎症的一项有效手段,红霉素、罗红霉素和阿奇霉素可以加速人体外分离培养的中性粒细胞的凋亡进程[29]。鼻息肉的主要病理特点是以嗜酸性粒细胞(eosinophi,EOS)为主的炎性细胞的浸润,MIs可以促进嗜酸性粒细胞凋亡并抑制其活性。红霉素与离体鼻息肉组织共同培养,行原位细胞凋亡检测,发现红霉素对鼻息肉的嗜酸性粒细胞凋亡有促进作用[30]。杨雷等[31]通过红霉素对离题鼻息肉组织的干预实验,5天后嗜酸性粒细胞的凋亡指数,处理组与非处理组间差异有显著性,并表现出作用的缓慢过程。

细胞增殖和凋亡动态平衡决定了组织器官的正常生长或病理改变。有资料表明,鼻息肉上皮细胞有较强的增殖活性[32],当其细胞凋亡受到抑制时,细胞上皮增殖特性更为明显[33]。徐赛、男杨雷[34]在研究红霉素干预对体外培养人鼻息肉上皮细胞相关基因Bax 和Bcl-2 表达的影响中发现红霉素能显著提高Bax 蛋白的表达,有显著的促鼻息肉上皮细胞凋亡的作用。

2.5恢复Th细胞亚群功能平衡

平衡辅助性T细胞(Th)是免疫调节的关键。辅助性T细胞分为Th1 和Th2 两个亚群,两者处于平衡状态,如果发生偏移,导致疾病发生[35]。鼻息肉的发生可能与Th1/Th2失衡,细胞因子分泌的紊乱有关[36,37],慢性鼻窦炎伴鼻息肉患者体内Th2类细胞及细胞因子呈优式表达。Tamaoki 等[38]认为MIs 能抑制弥漫性细支气管肺炎患者外周血Th 活性,使T 细胞亚群比例平衡。Noma 等[39]报道罗红霉素抑制被抗原刺激后病人的T淋巴细胞增殖,且抑制IL-4、IL-5的生成,提高IFN-γ 的含量。Asano 等[40]研究罗红霉素对变应性鼻炎外向血T 细胞产生Th1 、Th2 细胞因子的影响,发现RXM对T细胞分泌IL-2 及IFN-γ无影响,却显著抑制IL-4、IL-5 的分泌。上述体外实验提示罗红霉素可抑制T细胞分泌的Th2 型细胞因子,RXM可能纠正抗原诱导所致的细胞因子偏斜。孙立锋等[41],观察不同浓度罗红霉素对哮喘儿童外周血单个核细胞(PBMC)中两个功能性亚群(TH1/ TH2)功能状态的影响。过敏因素是引起鼻窦炎及鼻息肉重要病因之一,尽管对慢性鼻窦炎及鼻息肉在该领域研究不是很多,但它是值得深入探讨的课题。

2.6其它作用

吞噬细胞通过产生活性氧及其中间产物,杀伤被其吞噬的病原微生物,但活性氧物质的产生失控,将会损伤正常组织,有报道称,MIs可以减少中性粒细胞中活性氧物质的产生,且有明显的量效关系[42]。Braga等[43]在体外试验中,发现罗他霉素可以抑制中性粒细胞的氧呼吸爆发过程,并将药物从细胞微环境中“洗去”,使该作用消失。

炎症细胞与血管内皮细胞的粘附是炎症细胞在炎症灶内募集,浸润的前提条件。Matsuoka等[44]报道克拉霉素可以显著抑制成纤维样细胞(SYNORIAL)细胞间粘附分子-1和血管内皮粘附分子-1的表达。结果提示,对细胞粘附分子表达的抑制效应可能是MIs的治疗机制之一。

Miganohara等[45]用克拉霉素作用于体外培养的人鼻息肉上皮细胞和成纤维细胞,结果发现IL-1βmRNA表达明显下降。同时观察到细胞内NF-КB与DNA的结合活性下降。提示,克拉霉素可以通过抑制NF-КB活性,从而降低IL-1β的表达。另有研究发现红霉素可以抑制人支气管上皮细胞内NF-КB和AP-1转录因子的活性[46]。但也有不同的报道,认为长期、低剂量克拉霉素治疗并没有降低慢性鼻窦炎鼻黏膜标本中NF-КB的表达[47]。

MIs对黏膜分泌功能和纤毛清除率也产生积极的作用,Nakano等[48]研究发现罗红霉素治疗可以加快兔气道上皮纤毛的传道速率;还有研究发现克拉霉素可以降低LPS所诱导的豚鼠气道杯壮细胞的高分泌状态[49]。克拉霉素治疗后可以明显改善慢性鼻窦炎患者鼻分泌物的粘-弹性,有利改善鼻黏膜纤毛清除率[50]。

组织重塑(tissue remodeling)[51,52]是慢性鼻窦炎的病理改变,成纤维细胞增生与肉芽生长,术腔粘连有关。Nonaka[53]等实验证明,罗红霉素可以直接抑制纤维母细胞的增殖的作用,能抑制组织重塑阻止鼻窦炎及鼻息肉进步发展。

综上所述,大环内酯类抗生素对慢性鼻窦炎鼻息肉的良好疗效,特别对激素治疗不敏感的患者,更是一种有效的治疗手段,是慢性鼻窦炎鼻息肉综合治疗方案中的一项有益补充。但其中也存在着一些问题,如有一些体内、体外试验所观察到的现象并不相符(见前文),临床研究中大样本、随机、对照、双盲的证据尚较缺乏。大环内酯类抗生素对慢性鼻窦炎鼻息肉患者体内辅助性体细胞亚群极化的影响,以及鼻内镜术后术腔上皮化进程的影响等方面还需进一步深入地研究。

[1] Bateman N D,Fahy C,Woolford T J.Nasal polyp s:still more questions than answers[J].LaryngolOtol,2003,117(1):1-9.

[2] Fokkens W,Lund V,mullol J,etal.European position paper on rhinosinusitis and nasal polyps 2007.Rhinol Suppl,2007(20):1-136.

[3] 中华耳鼻咽喉头颈外科杂志编委会,中华医学会耳鼻咽喉头颈外科学分鼻科学组[J].慢性鼻-鼻窦炎诊断和治疗指南(2008年,南昌).中华耳鼻咽喉头颈外科杂志,2009,44(1):6-7.

[4] 张罗,顾之燕.鼻用皮质类固醇安全性相关问题的研究进展[J].中华耳鼻咽喉头颈外科杂志,2005,40(7):552-555.

[5] Kudoh S.Cur Opin Pulm Med,1998,4:116-12.

[6] Kikuchi S,etal.Pract Otol(Kyoto),1991,84:41-47.

[7] Cervin A,Kalm O,Lindberg S.One2year low-dose eryt hromycin t reatment of persistent chronic sinusitis after sinus surgery :clinlical outcome and effect s on mucociliary parameters and nasal nit ricoxide.Otolaryngol Head Neck Surg,2002,126(5):481.

[8] Ichimura K,Shimazaki Y,Ishibashi T,etal.Effect of new ma2crolide roxit- hromycin upon nasal polyps associated wit h chronic sinusitis[J].Auris Nasus Larynx,1996,23:48-56.

[9] Cervin A,Wallwork B.Anti-inflammatory effects of macrolide antibiotics in the treatment of chronic rhinosinusitis.Otolaryngol Clin North Am,2005,38 :1339-1350.

[10] 郑涛.邓明朝.小剂量克拉霉素治疗内窥镜鼻窦手术后持续鼻窦炎症状.实用医学杂志[J].2006,2(13):1560-1561.

[11] 冯羽.陈建福.徐赛男.张瑜,小剂量红霉素治疗顽固性慢性鼻窦炎的临床观察[J].临床耳鼻咽喉头颈外科杂志.2007,21(8):377-378.

[12] 阎玉彦.罗红霉素对鼻内镜术后术腔恢复影响的临床研究[D].河北医科大学硕士论文.2007.3.

[13] Stem GE,Havhchek DH.The new macrolide antibiotics azithromycin and clarithromycin.Postgrad Med 1992,92:269-272,277-282.

[14] Bermudez LE,Inderlied C,Young LS.Stimulation with cytokines enhances penetration of azithromycin into human macrophages .antimicrob agnts chemother.1991,35(2):626-629.

[15] Cervin A.the anti-inflammatoery effect of erythromycin and its derivatives with specal reference to nasal polyposisi and chronic sinusitis.Acta Otolaryngol.2001,121:83-89.

[16] Hirata Y,Kaku M,Mizukane R,etal.Potential effects of erythromycin on host defense systems and virulence of pseudomonas aeruginosa .Antimicrob Agents Chemother.1992,36:1922-1927.

[17] Costerton W,Veeh R,ShirtliffM,etal.The app lication of bio2film science to the study and control of chronic bacterial infections[J].J Clin Invest,2003,112(10):1466-1477.

[18] Psaltis AJ,ha K,Beule AG,etal.Confocal seanning laser microscoy evidence of biofilms in patients with chronic rhinosinusitis.laryngoscop- e.2007,117:1302-1306.

[19] Healy DY,Leid JG,Sanderson AR,etal.bBiofils with fungi In chronicrhinosinusi- tis.Otolaryol Head Neck Sury.2008,138:641-647.

[20] Palmer J.Bacterial biofilms in chronic rhinosinusitis[J].AnnOtol Rhinol Laryngol Supp l,2006,196:35-39.

[21] 张文元,杨亚冬,唐靓.十四元环大环内脂类对细菌生物被膜形成的影响及对环丙沙星的增效作用[J].中国卫生检验杂志,2005,15(11):1288-1291.

[22] Wozmak DJ,Keyser R.Effects of subinhibitory concentrations of macrolide antibiotics on pseudomonas aeruginosa.Chest 2004,125:62-69.

[23] Suzuki h,shimomura a,ikeda k,etal.inhibitory eflect of macrolides on interleu- kin-8 secretion from cutured human nasal epithelial cells .laryngoscop- e.1997,107:1661-1666.

[24] Oishi K,Sonada F,Kobayashi S,etal.Role of interleukin-8 and an inhibitory effect of erythromycin on il-8 release in the airways of patients with chronic airway diseases .infect immune.1994,62:4145-4152.

[25] Suzuki h,asada y,lkeda k,etal.inhibitory eflect of erythromycin on iterleukin-8 secretion from exudative cells in the nasal discharge of parients with chronic sinusitis .larngoscopi.1999,109:407-410.

[26] Inamura K,Ohta N,Fukase S,etal.The effectsof erythromycin on human peripheral neutrophil apoptosis.rhinogy.2000,38:124-129.

[27] Wallwrk B,Coman W,Feron F,etal.Clarithromycin and prednisolone inhibit cytokine roduction in chronic rhinosinusetis.laryngoscope.2002,112:1827-1830.

[28] Wallwrk B,Coman W,Mackay-sim A,Cervin A.Effect of clarithromycin on nuclear factor-kappa B and transforming grorth factor-in chronic rhinosinusitis.Laryngoscope.2004,11-4:2-8-6-290.

[29] Aoshia K,ohta N,Fukase S,etal.Erythromycin shortens neutrophil surival by accelerating apoptosis .Antimicrob Afents Chemother.1995,39:124-129.

[30] 唐隽,李源,许庚,等.红霉素对离体人鼻息肉组织中嗜酸粒细胞凋亡的影响[J].中华耳鼻咽喉科杂志,2002,37(3):127-129.

[31] 杨雷.徐赛男.金永国.红霉素对体外培养人鼻息肉上皮细胞凋亡的影响[J].临床耳鼻咽喉头颈外科杂志,2007,21(2):84-85.

[32] Tos M,Mogensen C.Pathogenesis of nasal polyps[J].Rhinology,1977,15(2):87- 95.

[33] 董震,关桂梅,常万龙.鼻息肉组织中细胞增殖与凋亡相关基因蛋白的表达及意义[J].中华耳鼻咽喉科杂志,2000,35(6):429-431.

[34] 徐赛男,杨雷.红霉素干预对体外培养人鼻息肉上皮细胞凋亡基因表达的影响[J].实用医学杂志.2007,23(10)：1447-1449.

[35] 魏海明.刘杰.田志刚.检测Th1，Th2亚群的临床意义[J].中华医学检验杂志,1998,21(1):56-59.

[36] 程万民,郑春春,田洁.鼻息肉组织TH细胞亚群于嗜酸性粒细胞的浸润[J].中国微生物学和免疫学杂志,2007,27(3):284.

[37] Bernstein jm .et.Lymphacyte subpopulations and cytokies in nasal polyps:isthere a local immune system in the nasal polyp.Otolaryngol head neck sury.2004,5,130(5):526-535.

[38] Tamaoki J .The effect s of macrolides on inflammatory cells.Chest,2004,125 :41-50.

[39] Noma T,Aoki K,Hayashi M,etal.Effect of roxithromycin on T lymphocyteprolifer and cytokine production elicited by mite antigen.Int Immunopharma2col,2001,1 :201-210.

[40] Asano K,Kamakazu K,Hisamitsu T,etal.Modulation of Th2 type cytodinproduction from human peripheral blood leukocytes by a macrolide antibioltisroxithromycin,in vitro.Int Immunopharmacol,2001,1 :1913-1921.

[41] 孙立锋,鞠云飞,杨锡强,等.罗红霉素对哮喘儿童外周血单个核细胞Th1/ Th2 平衡的影响[J].实用儿科临床杂志,2006,21(4):239-240.

[42] Hand WL,Hand DL,Kingthompson NL.Antibiotic inhibition of the respiratory burst response in human polymorphonuclear leukocytes.Antimicrob Agents Chemother.1990,34:863-870.

[43] Braga PC,Macis DAL.Sasso M.etal.Eflects of rokitamycin on phagocytosis and release of oxidant radicals of human polymorphonuclear leukocytes.Chemotherapy.1997,43:190-197.

[44] Matsuoka N,Eguchi K,Kawakam A,etal.Inhibitory effect of clarithromycin on costimulatory molecule expression and cytokine production by synovial fibroblast-like cells.clin exp immunol.1996,104:501-508.

[45] Miyanohara T,Ushikai M,Matsune S,etal.Effects of clarithromycin on cultured human nasal epithelial cells and fibroblasts.Laryngoscope.2000,110:126-131.

[46] Desaki M,Takiza H,Htoshi T,etal.Ervthromycin suppresses nuclear factor-kap- paB and activator protein-1 activation in human bronchial epithelial cells .Biochem biophys res commun.2000,267:124-128.

[47] Wallwork B,Coman W,Mackaysim A,etal.Effects of clarithromycin on nuclear factor-kappa B and transforming growth factor-beta in chronic rhinosinusitis.Laryngoscope.2004,114:286-289.

[48] Akano T,Ohashi Y,Tanaka A,etal.Roxythromycin reinforces epithelial defence function in rabbit trachea .Acta otolaryngol suppl.1998,538:233-238.

[49] Tamaoki J,Takeyama K,Yamawaki L,etal.Lipopolysaccharide-induced goblet cell hyper-secretion in the guinea pig trachea inhibition by macrolides.an j Physiol.1997,272:115-19.

[50] Thee CS,Majuna Y,Arima S,etal.Effects of clarithromycin on rheological properties of nasal mucus in patients with chronic sinusitis.Ann otolrhinol laryngol.200;109:484-487.

[51] Ponikau JU,Sherris DA,Kephart GM,etal.Features of airway remodeling and eosinophilic inflammation in chronic rhinosinusitis:Is the histopathology similar to asthma?J Allergy Clin Immunol.2003,112:877-882.

[52] Watelet JB,Gevaert P,Bechert C,etal.Secretion of TGF-betal,TGF-beta 2,EGF and PDGF into nasal fluid after sinus surgery[J].Eur Arch Otorhinolaryngol,2002,259(5):234-238.

[53] Nonaka M,Pawankar R,Tomiyama S,etal.A macrolide antibiotic,roxithromycin,inhibits the growth of nasal polyp fibroblasts.Am J Rhinol.1999,13:267-272.