摘要
吸入短效β2‐受体激动剂对肥大细胞刺激物腺苷5’单磷酸(AMP)的气道反应性(AR)提供了比组胺(一种直接的痉挛源)更大的保护。特布他林和沙丁胺醇都以剂量依赖的方式表现出这种肥大细胞稳定特性。单剂量长效β2‐激动剂福莫特罗也被报道有稳定肥大细胞的作用,而沙美特罗则没有。探讨长效β的剂量相关作用2作者比较了三种剂量的福莫特罗和特布他林对AR的急性影响,AMP和组胺。
在一项双盲、随机、安慰剂对照、交叉研究中,25名轻度、未使用类固醇的哮喘受试者参加了10次试验。每次来访时,受试者吸入单剂量特布他林(500µg)、福莫特罗(6、12或24µg)或匹配的安慰剂通过Turbuhaler®,注射AMP和组胺前30分钟。
每一剂β2‐激动剂将AR降低为AMP和组胺。福莫特罗(6µg)和特布他林(500µg)的支气管保护作用与组胺(3.6±0.3和3.1±0.3倍剂量)和AMP(3.5±0.5和3.3±0.4倍剂量)的支气管保护作用相似。总的来说,福莫特罗以剂量依赖的方式降低了两种痉挛发作的AR。此外,福莫特罗(12和24µg)对AMP的保护作用明显大于对组胺的保护作用。与AMP相比,AR分别降低5.7±0.6和6.3±0.7 DD;与组胺相比,AR分别降低4.3±0.4和4.8±0.43 DD。
这项研究的结果间接地证明了在活的有机体内福莫特罗除了对气道平滑肌的功能性拮抗外,还具有剂量依赖性的肥大细胞稳定作用。β的这种性质2‐激动剂在哮喘治疗中可能有临床益处。
的长效β2‐激动剂福莫特罗和沙美特罗是有效的支气管扩张剂,作用时间比短效的β长得多2‐激动剂沙丁胺醇和特布他林1.在低剂量吸入性糖皮质激素(GCS)的基础上,现在推荐作为高剂量吸入性糖皮质激素治疗的替代用药,特别是在有夜间哮喘或运动诱发症状的患者2.以类似的方式短效β2单剂量福莫特罗可能对间接痉挛素,腺苷5′-单磷酸(AMP)比直接作用的痉挛素,组胺有更大的支气管保护作用3.–5.在体外和在活的有机体内肥大细胞介质释放的证据和AMP的支气管收缩效应的衰减由低激素和抗组胺表明,AMP主要作为一个肥大细胞刺激6–8.这意味着一个在活的有机体内福莫特罗除了对气道平滑肌有功能性拮抗作用外,还具有稳定肥大细胞的作用,这一观察结果迄今尚未在沙美特罗中得到证实9,10.
进一步评估在活的有机体内研究了福莫特罗的作用机制,单剂量福莫特罗(6、12和24 μ g)、特布他林500 μ g(对照)和安慰剂对AMP和组胺激发的影响。作者的目的是证明福莫特罗能降低气道反应性(AR)。假设福莫特罗对肥大细胞刺激AMP比对直接组胺刺激提供更大的剂量依赖性支气管保护。
方法
主题
25名23-42岁非吸烟受试者(12男13女)参与本研究。所有受试者均有轻度哮喘(1秒用力呼气量(FEV)1(>70%预测),常见空气传播过敏原皮肤点刺试验阳性(Dermatophagoides pteronyssinus对组胺的敏感性(几何刺激浓度导致FEV下降20%)1(电脑20.) < 2 mg·毫升−1)和AMP(几何PC20.< 25 mg·毫升−1)。在前6周,没有受试者哮喘或呼吸道感染加重。每个受试者都有不常见的症状,偶尔吸入短效β控制2独自受体激动剂。在入组前至少3个月,没有受试者接受任何常规的抗哮喘治疗,也没有人吸入糖皮质激素。每位受试者均获得书面知情同意,并经国王学院医院伦理委员会批准。
研究设计
这是一项双盲、安慰剂对照、交叉研究,包括10次治疗来访,间隔3-7天。每名受试者每次接受特布他林(500µg)、福莫特罗(6µg)、福莫特罗(1次吸入12µg)、福莫特罗(24µg,两次吸入12µg)或安慰剂治疗,随后接受组胺或AMP治疗。采用拉丁方设计进行随机处理。挑战的顺序也是随机的,受试者对痉挛素的发放是盲目的。每组受试者接受两次治疗,一次在组胺治疗前,另一次在AMP治疗前。在基线FEV1(由独立观察员执行),受试者吸入三个单独的Turbuhalers®(Astra Draco AB, Lund, Sweden)中的每一个驱动器。在每次来访时,由一位经验丰富的哮喘护理专家指导受试者正确使用Turbuhaler®,以确保他们有正确的吸入技术、流速和吸气保持时间。两个吸入器外观相同,分别含有6µg福莫特罗、12µg福莫特罗或匹配的安慰剂,另一个吸入器含有500µg特布他林或匹配的安慰剂。30分钟后,另一名操作者在不知道初始FEV的情况下,再次进行肺活量测定1在每次来访前,受试者不使用抢救药物和含咖啡因饮料≥8小时,每天上午同一时间到实验室。
支气管激发和肺功能测量
组胺(英国哈罗的Northwick Park和St Marks Hospitals)和AMP(英国普尔的Sigma)的新鲜溶液由0.0625-32 mg·mL的0.9%盐水组成−1组胺0.39-800 mg·mL−1每一种溶液都是通过与呼吸激活剂量计(Mefar, Brescia,意大利)相连的喷雾器给予的。喷雾器输送的颗粒气动质量中值直径为3.5-4µM,平均输出量为9µL·breath−1.
通过测定肺活量评估肺功能1使用干楔肺活量计(Vitalograph, Buckingham, UK)。所有激发试验都使用了标准的质疑协议。休息15分钟后,受试者进行三次FEV测量1,间隔1分钟,以其中最好的为基线。对照组吸入生理盐水5次,吸入时间为1 s,屏气时间为6 s。提供FEV1保持在基线的10%以内,受试者继续以3分钟间隔吸入5次浓度加倍的痉挛素。FEV1在每次挑战后的1.5和2.5分钟间隔内测量,并记录最高值进行分析。当FEV下降≥20%时,挑战终止1从生理盐水后记录或给予最大浓度。建立了浓度/响应的对数曲线20.线性插值计算。如果FEV下降20%1吸入终浓度的痉挛素后,PC20.通过应用FEV的实际下降来估计1到筛选时得到的浓度/响应曲线的对数斜率和线性外推得到的值。假设该剂量/反应曲线在β存在时没有变化2应承担的兴奋剂。
统计方法
除非另有说明,结果以平均值±sem表示。组内连续测量(基线FEV1通过重复测量方差分析(ANOVA)进行分析,并用配对t检验和Bonferroni校正分析平均值之间的差异。个人电脑20.在每个研究日吸入积极治疗和安慰剂治疗后的值进行对数转换以进行分析,并使用以下公式计算每个挑战的保护作用: 结果用加倍剂量(DD)、平均值±sem表示。
保护作用(log10活动−日志10安慰剂)的不同β2使用重复测量的双向因子分析分析‐激动剂剂量。使用未配对t测试和Bonferroni校正分析平均值之间的差异。
FEV1每次治疗吸入最后四种浓度的痉挛素(其中PC20.,以生理盐水后值的百分比计算(表示为平均值±sem),构建浓度/反应曲线,并使用单因素重复方差分析进行比较。
使用个体受试者数据,对每个β的log active-log安慰剂进行线性回归分析2‐激动剂剂量用于确定支气管保护反应的剂量依赖性。p‐值<0.05被认为具有统计学意义。
结果
筛选后,所有25名随机受试者(平均年龄26.6±0.7岁)完成了研究。平均筛选PC20.痉挛素为0.3±1.1 mg·mL−1和3.55±1.2 mg·毫升−1组胺和AMP。
Bronchodilation
意思是基线FEV1为91±2% pred,两组间无显著差异。基线FEV显著增加1单剂量福莫特罗(6、12和24µg)和特布他林(500µg)相对于安慰剂吸入后30分钟(p<0.0002),在每个研究日组胺和AMP激活前。虽然FEV有剂量依赖性增加的趋势1在福莫特罗之后,这一点没有达到显著性(表1)⇓).
对组胺和腺苷5 '‐单磷酸的支气管保护
采用福莫特罗(24µg)后,11例受试者未能实现PC20.吸入最终浓度的AMP (800 mg·mL)−1).12µg福莫特罗治疗后,9例患者未能实现PC20.,而有1、2名受试者未能实现PC20.6 - g福莫特罗和500- g特布他林之后。用最高浓度组胺(32 mg·mL−1),只有一门科目未能达到PC20.这是在吸入12µg福莫特罗之后。
日志的电脑20.服用组胺和AMP后服用安慰剂和β2‐激动剂见表2⇓.福莫特罗诱导了对AMP (p=0.001)和组胺(p=0.033)的剂量依赖性支气管保护。
对log active - log安慰剂数据的分析显示β2‐激动剂对痉挛原有显著的支气管保护作用(F(3,72)=34.9, p<0.01)。然而,β提供的支气管保护2‐激动剂依赖于所使用的刺激,这反映在显著的相互作用(F(3,72)=4.53, p≤0.01)。12 μ g福莫特罗对AMP的支气管保护作用(5.7±0.6 DD)明显高于组胺(4.3±0.4 DD) (p<0.01)。24µg福莫特罗对AMP(6.3±0.7 DD)的支气管保护作用也显著高于组胺(4.8±0.43 DD) (p<0.01)。相比之下,吸入福莫特罗6µg对AMP(3.5±0.5 DD)和组胺(3.6±0.3 DD)的支气管保护作用与吸入特布他林500µg对AMP(3.3±0.4 DD)和组胺(3.1±0.3 DD)的支气管保护作用无显著差异(图1)⇓).
讨论
本研究的结果表明,急性给药的短效β具有支气管扩张剂和支气管保护作用2‐激动剂特布他林和长效β2受体激动剂formoterol。FEV有显著改善1在每次积极治疗后30分钟,观察到AMP和组胺在福莫特罗治疗后AR的剂量依赖性降低。与组胺相比,两种高剂量福莫特罗对AMP产生了更大的支气管保护作用,而6 μ g福莫特罗和500 μ g特布他林对两种痉挛源的AR降低程度相似。
AMP和组胺剂量/反应曲线在安慰剂和每种积极治疗后的相似之处,可以直接比较每种痉挛素对支气管的保护作用。因此,为了解释这些发现,β可能还有其他的机制2‐激动剂介导的对诱导的气道平滑肌收缩的功能性拮抗。与组胺相比,福莫特罗对AMP具有更大程度的支气管保护作用,这与先前关于短效β的不同作用的研究一致2‐受体激动剂对这些痉挛源起作用3..此前有报道称,单剂福莫特罗(12µg) 30分钟后出现这种效应。5而不是在单剂沙美特罗(50µg)后2或14小时9,10.
短期和长期作用的β2‐激动剂抑制肥大介质释放在体外11–13.AMP的主要支气管收缩作用来自肥大细胞脱颗粒和介质释放6–8在美国,高剂量福莫特罗对支气管的额外保护可能是由于其肥大细胞稳定特性。两者之间的区别在活的有机体内福莫特罗和沙美特罗的效果令人惊讶,因为它们对肥大细胞有类似的作用在体外11–13.沙美特罗和福莫特罗在药理特性上的差异可能解释了为什么在以前的研究中,单剂量沙美特罗(50µg)与AMP相比没有额外的作用9,10.沙美特罗是一种部分激动剂,在这个剂量下,可能无法在肥大细胞上达到足够的受体占用水平。事实上,沙美特罗在放松人体平滑肌方面的作用是福莫特罗的两倍在体外在抑制肥大细胞脱颗粒方面的活性比福莫特罗低20倍以上11.
必须考虑福莫特罗附加支气管保护作用的另一种解释。腺苷是AMP的活性代谢物,除了对肥大细胞脱颗粒和介质释放有影响外,腺苷还可能直接影响黏膜血流量、微血管渗漏和感觉神经末梢收缩神经肽释放通过A2b受体14–16.福莫特罗抑制毛细血管后小静脉细胞的血浆渗出和感觉神经的神经肽释放17通过β2‐受体,它的一些非平滑肌效应可能涉及独立于其肥大细胞稳定特性的通路。
在之前的两项研究中,研究人员发现500 μ g特布他林对AMP有额外的支气管保护作用3.,18令人惊讶的是,在本研究中,相同剂量特布他林对组胺的支气管保护作用与AMP之间没有显著差异。考虑到特布他林的支气管保护作用在AMP攻击完成时已经消失的可能性。吸入治疗和完成每次攻毒之间的最大可能时间组胺为63分钟,AMP为69分钟(攻毒开始前30分钟,给药所有剂量的痉挛素≤39分钟)。完成组胺和AMP挑战的平均时间(95%置信区间)分别为53.6 min(50.3-54.9)和58.9 min(56.1-61.7)。短效β2‐激动剂对组胺的保护作用≤4小时,峰值在1-2小时之间19,20.500 μ g特布他林对运动诱发哮喘的保护作用≤2小时21.因此,挑战发生的时间不太可能解释这些结果。
3.1 DD对组胺的支气管保护大于作者先前报道的2.1和2.7,以及相同剂量特布他林对methacholine的DD保护3.,18.几何平均PC20.组胺含量为0.28 mg·mL−1相比之前的研究,服用安慰剂后的剂量分别为1.04 mg·mL和0.91 mg·mL−1.特布他林对组胺的急性作用可能在急性鼻炎更严重的受试者中更大。受试者特征没有其他差异,每项研究均使用相同的吸入器。
高剂量的短效部分激动剂沙丁胺醇(400µg)通过Diskhaler)9沙丁胺醇(2.5毫克雾化)4对AMP的支气管保护作用大于组胺,这一结果在较低剂量的沙丁胺醇(200µg)中未见通过Turbuhaler®5.作者先前也证明特布他林对AMP的额外支气管保护作用相对于methacholine是剂量依赖的3..因此,在本研究中,6 - g福莫特罗或500- g特布他林后缺乏额外的支气管保护提供了进一步的证据,推测β的乳腺细胞稳定作用2受体激动剂是剂量依赖性。
一些科目的失败实现了PC20.福莫特罗治疗后对AMP的支气管保护作用可能被低估。可吸入AMP的最高剂量为800 mg·mL−1,和个人电脑20.在25名受试者中,有11名受试者在24µg福莫特罗后未达到,9名受试者在12µg福莫特罗后未达到,1名受试者在6µg福莫特罗后未达到。克服这一点,并获得一个估计的真正的PC20.对于这些受试者,使用筛选AMP浓度/反应曲线的斜率。通过拟合FEV的最大百分比1在800毫克·毫升后达到的下降−1AMP的斜率,log PC20.通过线性外推确定。这假设β2‐激动剂治疗没有改变AMP剂量/反应曲线的斜率。受试者在每次治疗后获得PC的剂量/反应曲线的平行位移20.表明作者的假设是正确的(图2)⇑).因此,一些课题未能实现PC20.在最高浓度的AMP下,福莫特罗(12和24 μ g)的真正支气管保护作用不太可能受到显著影响。
与组胺相比,单剂量福莫特罗对AMP额外的支气管保护作用的临床相关性仍不确定。长效β2‐激动剂不能作为单药治疗,只能与吸入GCS联合使用2.因此,任何肥大细胞效应的长效β2‐激动剂除了吸入糖皮质激素的已知能力外,还会消耗气道肥大细胞数量22,23.然而,吸入糖皮质激素并不能完全预防过敏原或运动诱发的支气管痉挛,这两者都被认为是肥大细胞介导的事件23,24.这表明,即使在吸入糖皮质激素存在的情况下,气道中也存在潜在活跃的肥大细胞,并且β2‐激动剂将带来额外的好处。在吸入布地奈德中加入福莫特罗可在12个月内改善症状和肺功能,并减少哮喘加重25.此外,塔特斯菲尔德最近的证据et al。26提示,在需要中度缓解药物的患者中,尽管接受吸入GCS治疗,福莫特罗按需治疗比特布他林提供了更好的哮喘控制。虽然福莫特罗的这种额外益处需要进一步解释,但它可能是由于非支气管扩张剂作用,可能涉及调节炎症过程。
这项研究清楚地显示了福莫特罗的非平滑肌作用,作者认为这是由于对肥大细胞的影响。这种剂量依赖的肥大细胞稳定作用发生在单剂量福莫特罗30分钟后。快速起效的支气管扩张剂和治疗剂量福莫特罗的支气管保护作用,除了对支气管平滑肌的功能性拮抗外,可能对肥大细胞刺激(如过敏原吸入和运动)有有益的作用。这些益处可能说明了长效β联合治疗在哮喘控制方面的改善2‐激动剂和吸入糖皮质激素。福莫特罗及其相关分子的作用机制有待进一步研究。
- 收到了2001年3月14日。
- 接受2001年的11月9日。
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