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背景:Roflumilast目标口服每日一次管理的磷酸二酯酶4 (PDE4)抑制剂与临床疗效在慢性阻塞性肺疾病(COPD)。使用roflumilast体外研究的结果表明,抗炎作用,可能适用于治疗慢性阻塞性肺病。
方法:在一个交叉研究中,38 COPD患者(平均年龄(SD) 63.1(7.0)年,post-bronchodilator用力呼气量在1 s (FEV1)61.0(12.6)%预测)收到500μg roflumilast或安慰剂为4周每天一次。诱导痰液样本收集前后2和4周的治疗。微分和绝对细胞计数测定在整个痰液样本。炎症标志物痰上层清液和血液中决定。肺量测定法进行每周。
结果:Roflumilast显著降低中性粒细胞和嗜酸性粒细胞的绝对数量/ g痰与安慰剂比较35.5% (95% CI 15.6%至50.7%;p = 0.002)和50.0%(95%可信区间26.8%到65.8%;分别为p < 0.001)。痰中性粒细胞和嗜酸性粒细胞的相对比例并不影响治疗(p > 0.05)。水平的可溶性interleukin-8,中性粒细胞弹性蛋白酶、嗜酸性粒细胞阳离子蛋白和α2巨球蛋白在痰和释放肿瘤坏死因子α细胞从血液被roflumilast与安慰剂相比显著降低(p < 0.05)。Post-bronchodilator FEV1明显改善在治疗与安慰剂相比roflumilast治疗之间的平均差为68.7毫升(95%可信区间12.9到124.5;p = 0.018)。
结论:由roflumilast PDE4抑制治疗4周减少中性粒细胞和嗜酸性粒细胞的数量,以及可溶性中性粒细胞和嗜酸性炎症活动的标志在COPD患者诱导痰液样本。这种抗炎作用可能部分解释post-bronchodilator FEV随之而来的改善1。
来自Altmetric.com的统计
慢性阻塞性肺疾病(COPD)的特点是进步不完全可逆的气流限制1并与航空公司的异常炎症反应有关。2在COPD气道腔内的炎性浸润主要由中性粒细胞。3气道嗜中性反映在痰液嗜中性,也表明系统性炎症。45此外,在COPD患者中,相关的促炎细胞因子水平升高在痰中性粒细胞活动明显和体循环,包括白介素8 (IL)6(与增强中性粒细胞趋化性),中性粒细胞弹性蛋白酶7(参与结缔组织退化)、肿瘤坏死因子(TNF)α8(参与炎性细胞激活)和循环粘附分子E-selectin9(重要的是白细胞滚动的内皮)。
目前,慢性阻塞性肺病治疗的选择是有限的,包括支气管扩张剂单独或结合吸入糖皮质激素。1吸入类固醇治疗仅略有改善加速用力呼气量下降1 s (FEV1这些患者的)10但是,结合长效支气管扩张剂,减少炎症细胞在支气管壁和痰。11
在慢性阻塞性肺病治疗的新方法是通过抑制磷酸二酯酶4 (PDE4)活动。PDE4的降解是一种胞内酶参与第二信使环腺苷酸(营)。1213提高水平的第二信使气管平滑肌放松,调节炎症细胞的活动。14PDE4表达在炎症细胞和气管平滑肌,虽然嗜碱粒细胞,肥大细胞,单核细胞/巨噬细胞、T淋巴细胞和平滑肌细胞也表达PDE3。14Roflumilast是目标PDE4抑制剂在调查中用于治疗慢性阻塞性肺病、支气管哮喘。它改善了各种炎性细胞在体外的活动15和减少肺部炎症在复杂的体内动物模型。1617此外,roflumilast在COPD患者的临床效果。治疗24周改善肺功能,减少的数量轻度发作。18然而,目前还不知道roflumilast在COPD患者抗炎作用。
因此研究进行检查口腔roflumilast治疗的疗效(500μg一旦每天4周)与安慰剂比较的减少慢性阻塞性肺病患者的痰中性粒细胞的百分比。次要终点检查在FEV roflumilast与安慰剂的效果1在痰中性粒细胞绝对数字,其他炎性细胞数量和百分比痰,标记的激活炎症细胞(中性粒细胞弹性蛋白酶,引发乳铁蛋白和嗜酸性粒细胞阳离子蛋白(ECP)和标记微血管渗漏(α2巨球蛋白)痰上层清液。此外,口头roflumilast系统性炎症标志物的影响研究了测量全血TNFα生产的文化后脂多糖(LPS)刺激和血清中可溶性E-selectin水平。
方法
病人
慢性阻塞性肺病患者的历史1至少1年被邀请参与这项研究,必须满足以下条件:45 - 75岁,吸烟者或烟(稳定⩾6个月),吸烟史⩾十久,pre-bronchodilator FEV1post-bronchodilator FEV / FVC⩽70%135 - 75%预测,FEV的可逆性1< 12%或< 200毫升pre-bronchodilator价值,痰液嗜中性(⩾45% non-squamous细胞)和没有恶化或上呼吸道感染在研究开始的前4周。短效支气管扩张剂被允许在研究而长效支气管扩张剂,茶碱(2周),吸入或口服糖皮质激素(4周)包含之前停止。这项研究是医学伦理委员会批准的莱顿大学医学中心和执行《赫尔辛基宣言》。2所有患者给予书面知情同意。
设计
这个随机,双盲,安慰剂对照,交叉研究由两个治疗周期4周的洗脱期4 - 6周的治疗(图1)。加入后,患者进入试车阶段2周期间,安慰剂药片。病人的研究药物使用的平板电脑(> 70%)和肺功能和痰内包含的标准随机接受roflumilast 500μg或安慰剂曾经为4周每日通过隐藏电脑随机列表。
每个治疗期间,患者参观了实验室每周时间间隔测量肺功能,合规检查和取样测定血液E-selectin和全血与LPS刺激试验测量TNFα。血液样本被吸引在周0和8管理药物(总量49毫升),但是在所有其他访问抽血液后大约1 h研究药物的摄入(总量34.5毫升)。痰液样本收集在包含在这项研究中,在每个治疗周期的开始,经过2和4周的治疗。所有患者提供舒喘宁计量剂量吸入器(100μg /粉扑)按需症状缓解。病人保留舒喘灵、吸烟和含咖啡因的饮料6 h和抗胆碱能药物8 h后肺功能测量。心电图、生命体征和临床实验室在包含参数进行研究和在每个治疗周期的开始和结束。不良事件监测整个研究。
测量
FEV1记录从最大呼气煤层瓦斯曲线校准pneumotachograph根据标准。1920.FEV的可逆性1确定后30分钟吸入400μg舒喘灵。
痰诱导是由吸入4.5%食盐水气溶胶。21整个痰样本处理。22微分单元数量表示为non-squamous细胞的百分比。绝对细胞数量计算总细胞计数细胞×(%)/痰重量。引发、乳铁蛋白、α2巨球蛋白23和中性粒细胞弹性蛋白酶以酶联免疫吸附试验(ELISA)和ECP被fluoroimmunoassay测量。E-selectin浓度血清ELISA测定。TNFα释放评估在整个血培养heparinised血液与LPS刺激,本质上所描述的。24
安全
这个试验涉及广泛的安全性和耐受性评估包括生命体征、临床、实验室和不良事件监测。
统计分析
人口统计数据给出的意思(SD)或中值(最小值,最大值)。非正态分布数据进行对数转换之前的分析。这项研究的主要终点是减少痰中性粒细胞的百分比。进一步的分析包括FEV1,绝对的痰中性粒细胞数量,其他炎症细胞数量和百分比痰,激活炎症细胞的标志(引发,中性粒细胞弹性蛋白酶,乳铁蛋白和ECP),标记微血管渗漏(α2巨球蛋白)痰上层清液,系统性炎症标记包括TNFα生产LPS刺激后全血培养和血清中可溶性E-selectin水平。样本大小计算使用双面α5%和80%的力量,加上一个保守的估计成对观测(0.5)之间的相关性。样本大小的估计,32(可评价的)病人,我们能够发现治疗效果的标准偏差平均差的1.9倍。通过重复测量分析纵向数据分析与校正时间影响(ANCOVA)。治疗之间的效应估计从线性混合模型和计算点估计和95%置信区间。置信区间的估计不包括1为对数转换数据和不包括0被解释为正态分布数据的统计学意义。p值< 0.05为后者分析被认为是显著的。
结果
参与者
44例COPD患者纳入研究2001年1月至2002年3月,41人随机。在两个病人FEV1未达到可逆性标准,和一个病人嗜中性条件不满足。这些患者被排除在分析之外。总共有38例的数据因此用于疗效分析。六个患者退出研究治疗期间有以下原因:撤回同意(n = 1),慢性阻塞性肺病的恶化需要额外的治疗(n = 2),和研究药物不良事件(n = 3,见下文)。患者的基线特征导致了有效性分析所示表1和2。
肺功能
预处理和post-bronchodilator FEV1明显改善roflumilast治疗期间(图2)。预处理和post-bronchodilator FEV的变化1roflumilast和安慰剂治疗之间明显不同(图2分别,p < 0.0001, p = 0.018)。不同治疗的点估计值为79.5毫升(95%可信区间(CI) 54.0到105.1)pre-bronchodilator FEV1(95% CI 12.9 - 124.5)和68.7毫升post-bronchodilator FEV1。
炎症细胞在痰
在基线的总组成主要是中性粒细胞炎症细胞计数(74%)。气道的炎性细胞负荷,反映non-squamous细胞总数的痰样本,在roflumilast治疗有所下降,但增加在安慰剂治疗(治疗p = 0.002,差异图3)。总的来说,总细胞计数显著降低34%在roflumilast治疗与安慰剂比较(表3)。特别是,roflumilast治疗与痰中性粒细胞数明显下降(p = 0.002,图3,表3)。此外,roflumilast治疗痰嗜酸性粒细胞减少(p < 0.001,图3,表3)、巨噬细胞(p = 0.067,表3)和淋巴细胞数(p = 0.022,表3)。痰液重量没有受到roflumilast或安慰剂治疗(p = 0.68,表3)。
绝对细胞数量相比,微分细胞计数中性粒细胞,巨噬细胞和淋巴细胞,表示为一个百分比的总non-squamous细胞,不影响治疗(表3)。嗜酸性粒细胞的百分比往往减少roflumilast治疗与安慰剂比较(p = 0.052,表3)。
标记的炎症和微血管渗漏痰上层清液
中性粒细胞化学引诱物的水平引发和嗜中性粒细胞脱颗粒产品中性粒细胞弹性蛋白酶在roflumilast治疗与安慰剂相比显著降低(p < 0.05,图4,表3)。与中性粒细胞弹性蛋白酶相比,乳铁蛋白水平(中性粒细胞活性的一个标志,但也由黏膜下腺体)治疗期间没有影响(p = 0.18,图4,表3)。嗜酸性粒细胞的活动,所反映的ECP水平痰,被roflumilast治疗与安慰剂相比显著降低(p = 0.015,图4,表3)。Roflumilast显著降低微血管渗漏,以α2巨球蛋白,与之相比,安慰剂组(p < 0.001,图4,表3)。
炎症标记物的流通
TNFα分泌通过体外刺激后全血文化有限合伙人在roflumilast治疗与安慰剂相比显著降低(p = 0.047,表3)。相比之下,E-selectin水平之间的循环没有不同的两个治疗(p = 0.23,表3)。
没有遗留效应从第一到第二个治疗期在任何统计分析。
不良事件
33例(87%)至少一个不良事件报道roflumilast治疗期间与26例(67%)在安慰剂治疗(表4)。这些不良事件的轻度或中等强度和瞬态。没有严重不良事件报告。最常见的不良事件与roflumilast腹泻和头痛,这是已知的一部分,这种药物的副作用。三个病人停止这项研究由于不良事件,这都是在roflumilast治疗。他们在退出研究的药物不良事件解决。关于实验室没有相关结果,心电图和生命体征。
讨论
交叉对照研究是第一次检查的抗炎和肺影响口腔PDE4抑制剂roflumilast在慢性阻塞性肺病患者。我们的结果表明,在诱导痰roflumilast治疗减少了炎症活动,气道炎症的代理。痰炎症细胞的绝对数量(包括中性粒细胞、嗜酸性粒细胞和淋巴细胞)是减少35 - 50%在四周roflumilast治疗与安慰剂相比,拥有相似的倾向于巨噬细胞的数量。因此,细胞总数明显下降了34%。此外,这是伴随着减少化学引诱物的水平刺激中性粒细胞,嗜酸性粒细胞,中性粒细胞在痰细胞活动,以及微血管渗漏。伴随这些变化在痰炎症TNFα释放减少,在血液和肺功能的改善FEV的评估1。我们得出这样的结论:roflumilast慢性阻塞性肺病患者的抗炎作用,伴随着肺功能的改善。
我们的数据扩展赌博的结果等与PDE4抑制剂cilomilast表明,治疗12周显著降低炎性细胞在慢性阻塞性肺病患者支气管活检标本。25在目前的研究中,在研究赌博等、治疗与PDE4抑制剂改变不了微分细胞计数在痰液样本。这可能意味着绝对细胞数量,而不是相对细胞计数应该评估监测抗炎治疗慢性阻塞性肺病患者的影响,正如前面已经提出。26此外,我们表明,roflumilast明显变弱在COPD患者的气道细胞活性,减少引发的水平反映,中性粒细胞弹性蛋白酶和ECP,降低微血管渗漏。这样的抗炎效应在COPD患者曾被证明PDE4抑制剂湾19 - 8004,尽管这种化合物治疗并不影响细胞炎症相关。27由roflumilast乳铁蛋白水平没有显著改变。然而,影响大小的顺序为其他炎症参数研究,这可能表明,乳铁蛋白的信号噪声比太大在我们的研究中样本量相对较小。
除了抗炎活动,我们已经表明,roflumilast改善前和post-bronchodilator FEV1在相同的COPD患者。这一发现证实了最近在FEV roflumilast提供改善报告数据1一起约100毫升的人数减少了34%发作患者的肺功能,是不可逆的支气管扩张剂。18这个改善FEV1可能部分解释为并行数量减少和激活状态的中性粒细胞和嗜酸性粒细胞的COPD患者诱导痰液样本。
大部分患者不良事件在roflumilast和安慰剂治疗,这是与以往的研究一致。18最常见的不良事件在roflumilast治疗腹泻和头痛,通常PDE4-related和已知的roflumilast副作用的一部分。所有不良事件都是短暂的,没有一个病人经历了严重不良事件。虽然三个患者停止了研究,因为不良事件roflumilast治疗期间,这些事件决定退出这项研究的药物。roflumilast是否可以容忍这些患者使用逐渐增加剂量并没有调查在这个研究。
本研究有潜在的局限性。首先,患者痰中性粒细胞⩾45%是包括在这项研究中,以确保会有改进的余地在痰中性粒细胞治疗。百分之九十五的人与慢性阻塞性肺病痰嗜中性的大小和只有两个患者被排除在参与这项研究,因为较低的中性粒细胞百分比。因此,我们的研究结果可以普遍大多数慢性阻塞性肺病患者。第二,它最近建议,一个窗口应该考虑至少6个月的评估慢性阻塞性肺病治疗的效果。28值得注意的是,即使我们都只有4周治疗的患者,目前的结果显示在这短时间内明显的治疗效果,为roflumilast之前已经证明。18治疗效果是纠正变异在安慰剂治疗。在安慰剂治疗,观察相对炎症的恶化,而不是相对衰减roflumilast治疗期间,导致平均整体roflumilast和安慰剂之间的区别是重要的各种炎症细胞和可溶性标记。此外,统计分析表明,没有遗留效应从第一期第二期的治疗。最后,可能的影响confounders-such吸烟状态和以前的吸入类固醇使用量roflumilast治疗无法评估,因为有限的样本大小。为了调查这些影响和检查roflumilast的抗炎效果是否有因果联系的改善肺功能,前瞻性试验与一个更大的样本容量应该执行。
目前的结果该如何解释呢?Roflumilast是一种新的口服每日一次管理针对PDE4抑制剂。在COPD患者,可用系统治疗可能与肺以及系统性炎症,两者都是在慢性阻塞性肺病。14系统性的影响roflumilast与炎症的起始因此可以预期。TNFα单核白细胞的主要产品在流通监管的阵营15和粘附分子的参与upregulation E-selectin血管内皮。29日Selectin-mediated白细胞的粘附血管内皮是一个关键的早期事件引发的炎症反应。29日有趣的是,水平的提高E-selectin在COPD患者血清被发现。9在目前的研究中,由roflumilast PDE4抑制与轻微减少TNFα体外全血的刺激细胞后释放。然而,在roflumilast治疗血清中E-selectin水平持平。这可能表明要么减少TNFα太小施加影响粘附分子的表达,或者由全血TNFα细胞的体外释放不预测E-selectin释放。
微血管渗漏是监管通过细胞间差距的形成和关闭内皮细胞,促进液体外渗,大分子和细胞。30.营水平的提高能够抑制细胞间隙形成和渗透率,从而恢复肺内皮屏障的完整性。30.在肺内皮体外单层培养,诱导研究可以减少PDE3 PDE4抑制剂。31日的发现α2巨球蛋白水平痰上层清液,标记微血管渗漏,32是减少roflumilast表明体内抑制PDE4也会导致内皮屏障的修复。显然,这导致non-differential衰减的细胞外渗的循环,如图所示为中性粒细胞绝对细胞数目的减少,痰中嗜酸性粒细胞、巨噬细胞和淋巴细胞对细胞没有影响微分项。观察到的不仅仅是这些影响在痰液样本,而且在支气管活检标本。25多项研究表明,在气道炎症水平与COPD患者肺功能有关。3334很可能衰减roflumilast是气道炎症的机制观察到肺功能的改善。尽管PDE4的直接效应抑制平滑肌放松不能排除,12这似乎不可能的解释观察到的改善肺功能,因为它已被证明,单一剂量的PDE4抑制剂不提供bronchodilation。2735
广泛的体外和动物体内研究表明,抑制PDE4增加细胞内营的浓度,导致广泛的抗炎和免疫调节作用。1516事实上,在我们的研究中,几种类型的炎症细胞的活性是抑制roflumilast后,如图所示,大减少引发的水平,中性粒细胞弹性蛋白酶和项目。虽然没有显著减少roflumilast乳铁蛋白水平,影响大小的顺序是其他可溶性标记。或者,它可以推测PDE4选择性地抑制影响的脱粒azurophilic颗粒包含中性粒细胞弹性蛋白酶的中性粒细胞中而不是在特定的颗粒中含有乳铁蛋白。36由于黏膜下腺体,以及中性粒细胞,乳铁蛋白生产的主要细胞来源,由中性粒细胞治疗乳铁蛋白释放的抑制作用可能被掩盖。
我们的数据具有重要的临床意义。目前推荐的治疗慢性阻塞性肺病包括支气管扩张药缓解症状的吸入糖皮质激素对更严重的疾病。137吸入类固醇仅有有限的气道炎症和肺功能的影响(下降)在慢性阻塞性肺病患者。103839不仅Roflumilast治疗慢性阻塞性肺病改善肺功能和健康状况,18但也降低了轻度发作率从增加使用支气管扩张剂和症状。18这可能与减少气道炎症有关,在我们的研究中观测到的。
总之,我们的结果支持假设roflumilast治疗COPD患者的抗炎作用。这种治疗是否也会降低气道重构,FEV逐步下降1和相关的慢性阻塞性肺病患者的死亡风险还有待长期随访研究中检查。
确认
作者感谢凯西·B·托马斯和安吉拉先令博士(医学写作,ALTANA制药公司,康斯坦茨,德国)的有用的建议在准备这篇文章。
引用
脚注
本研究在经济上支持ALTANA制药公司德国康斯坦茨。这项研究是由常规心电图,睡衣,DB, TDB、PSH KFR。数据收集是由常规心电图、凹陷和RMV。Altana监控所有收集的数据。统计分析是由常规心电图、睡衣、PSH KFR和证实了一个独立的统计学家(G它博士Omnicare临床研究,生物识别技术国际)。常规心电图、睡衣、PSH KFR解释数据和写的手稿,后来讨论与ALTANA核准。所有调查员和ALTANA约定提交的手稿胸腔。
利益冲突:常规心电图,凹陷和RMV没有利益冲突声明。肺学部门,从而睡衣(工作人员)、PSH(工作人员)和KFR(部门负责人),收到ALTANA制药公司资助,诺华公司,拜耳,阿斯利康,辉瑞、默沙东、呼气疗法,勃林格殷格翰的发言,罗氏,葛兰素史克公司2001 - 6。PSH作为一个演讲者参与各种会议在由各种制药公司。KFR顾问,参与咨询委员会会议和演讲费收到阿斯利康,ALTANA制药,默沙东公司和葛兰素史克。KFR不持有股票或其他制药公司的股票。JJH, DB和TDB ALTANA制药公司的员工。
- 缩写:
- 慢性阻塞性肺病
- 慢性阻塞性肺疾病
- ECP
- 嗜酸性粒细胞阳离子蛋白
- FEV1
- 用力呼气量在1 s
- FVC
- 用力肺活量
- 伊尔
- 白介素
- 有限合伙人
- 脂多糖
- PDE
- 磷酸二酯酶
- TNFα
- 肿瘤坏死因子α
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