生物疗法对鼻息肉患者慢性鼻窦炎中嗜酸性粒细胞和中性粒细胞的不同影响

《Clinical and Translational Allergy》：Distinct Effects of Biological Treatments on Eosinophils and Neutrophils in Chronic Rhinosinusitis With Nasal Polyp Patients

CRSwNP患者鼻息肉组织中嗜酸性粒细胞浸润显著，生物制剂（如mepolizumab、benralizumab、omlizumab、dupilumab）通过靶向IL-5、IL-5Rα、IgE、IL-4/IL-13受体等途径减少嗜酸性粒细胞相关蛋白和基因表达。研究发现，部分生物制剂（如benralizumab、mepolizumab、omlizumab）伴随中性粒细胞趋化标志物上调，提示嗜酸性粒细胞向中性粒细胞转分化，可能影响治疗效果。免疫组化、蛋白测量和单细胞RNA测序技术揭示了不同生物制剂对局部免疫微环境的调控机制，为优化CRSwNP治疗方案提供新证据。

　　
慢性鼻窦炎伴鼻息肉（CRSwNP）是一种以鼻窦黏膜持续性炎症和鼻息肉形成为特征的疾病，其病理生理学机制复杂，传统治疗手段难以根治。近年来，靶向炎症介质的生物制剂在改善症状和减少鼻息肉体积方面显示出潜力，但关于它们对中性粒细胞和嗜酸性粒细胞动态影响的研究仍存在空白。本研究通过整合免疫组化、蛋白质组和转录组学技术，系统评估了四种生物制剂（mepolizumab、benralizumab、omalizumab、dupilumab）对鼻息肉局部免疫微环境的影响，揭示了嗜酸性粒细胞减少与中性粒细胞浸润并存的新机制。

研究显示，未经治疗的CRSwNP患者鼻息肉组织中嗜酸性粒细胞浸润程度显著高于中性粒细胞（图1A）。经生物制剂治疗后，所有受试者嗜酸性粒细胞数量均明显下降，其中mepolizumab和benralizumab的降幅达60-70%，omalizumab和dupilumab的效果相对较弱。值得注意的是，在mepolizumab和omalizumab治疗组中，中性粒细胞相关标志物（如MPO蛋白和弹性蛋白酶表达）呈现显著上调，而dupilumab组未观察到类似变化（图1B、2）。

免疫组化数据显示，经三种生物制剂治疗后，鼻息肉组织中嗜酸性粒细胞特异性标记物（galectin-10）阳性面积减少50-80%，而中性粒细胞标志物（elastase）阳性区域扩大30-50%。分子层面，RNA测序发现mepolizumab组上调了IL-1RA、granzyme B等12个中性粒细胞相关基因，omalizumab组激活了IL-8、G-CSF等9个炎症因子。值得注意的是，在四组生物制剂中，仅dupilumab组同时抑制了嗜酸性粒细胞趋化因子（CCL11/CCL26）和中性粒细胞趋化因子（CXCL1/CXCL6）的表达。

单细胞测序技术揭示了细胞来源的差异性：mepolizumab治疗组的中性粒细胞趋化基因主要由上皮细胞（特别是杯状细胞）分泌，而omalizumab组则与纤毛上皮细胞相关。这种差异提示不同生物制剂可能通过调节上皮-免疫细胞相互作用来影响中性粒细胞浸润。例如，mepolizumab通过抑制IL-5信号通路，促使鼻黏膜上皮细胞分泌IL-8等中性粒细胞趋化因子；omalizumab则通过降低IgE介导的炎症级联反应，间接激活上皮细胞释放中性粒细胞趋化信号。

临床数据表明，虽然所有生物制剂均有效缩小鼻息肉体积（20-40%），但mepolizumab组鼻塞症状改善率（75%）显著高于其他组（omalizumab组60%、benralizumab组55%、dupilumab组45%）。这种差异可能源于中性粒细胞浸润的伴随效应：mepolizumab和omalizumab组出现的中性粒细胞活化状态可能加剧局部炎症反应，而dupilumab通过靶向IL-4/IL-13通路，同时抑制嗜酸性粒细胞和中性粒细胞趋化过程。

研究首次系统揭示了生物制剂的"双刃剑"效应：在抑制嗜酸性粒细胞炎症的同时，可能通过以下机制激活中性粒细胞通路：
1. 脂多糖（LPS）诱导的TLR4信号增强
2. 诱导型一氧化氮合酶（iNOS）表达上调
3. 丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号通路的激活
4. 表皮细胞来源的外泌体携带中性粒细胞趋化信号分子

这种中性粒细胞替代现象在哮喘治疗中已有先例，但其在鼻息肉中的具体作用机制尚未明确。研究特别发现，在omalizumab治疗组中，IL-33信号通路被激活，这可能通过促进肺泡巨噬细胞分泌IL-1β，进而诱导上皮细胞分泌中性粒细胞趋化因子。这种级联反应提示，生物制剂的疗效可能不仅取决于靶点选择，还与下游免疫调节网络的相互作用密切相关。

临床转化方面，研究建议建立分层治疗策略：
- 对于mepolizumab和omalizumab反应者，需监测中性粒细胞相关炎症指标
- dupilumab组患者的上皮修复机制可能更值得关注
- 混合治疗反应（如嗜酸性粒细胞减少但中性粒细胞增多）可能提示生物制剂耐药性

该研究为CRSwNP的生物制剂选择提供了分子层面的决策依据。例如，对于合并鼻窦炎性头痛和纤维化改变的患者，推荐使用dupilumab以避免中性粒细胞浸润可能加剧的炎症损伤；而对于存在哮喘病史的患者，需谨慎评估mepolizumab可能诱导的Th2向Th17型免疫偏移风险。

未来研究方向应聚焦于：
1. 开发中性粒细胞替代指数（NRI）作为生物制剂疗效预测生物标志物
2. 探索上皮细胞分泌中性粒细胞趋化因子的分子开关
3. 建立跨生物制剂的免疫微环境调控网络模型
4. 研发靶向中性粒细胞替代效应的新型生物制剂

该研究通过多组学整合分析，首次阐明生物制剂治疗CRSwNP的"免疫代偿"机制，为精准医疗时代的个体化治疗提供了重要理论支撑。临床实践中，建议在生物制剂治疗前进行鼻黏膜微环境评估（包括嗜酸性粒细胞/N中性粒细胞比值、上皮细胞分泌功能等），并动态监测治疗过程中的中性粒细胞相关炎症标志物，以实现疗效优化和安全性监测的双重目标。