[Advances on diagnosis and treatment of anemia of inflammation].

慢性病性贫血（anemia of chronic disease, ACD）也称炎症性贫血（anemia of inflammation, AI），是感染、自身免疫性疾病、恶性肿瘤、慢性肾脏疾病和其他炎性疾病的常见并发症，为仅次于缺铁性贫血（iron deficiency anemia, IDA）的贫血类型，居住院患者最常见贫血类型首位[1]。AI的病理生理机制虽未完全阐明，但已经明确炎症细胞因子释放致使铁调素（hepcidin）合成分泌增多，机体铁稳态异常，进而呈现铁限制性红细胞生成，是其发生最重要原因。其典型铁代谢特征为血清hepcidin水平升高、血清铁浓度和转铁蛋白饱和度下降、胃肠道铁吸收减少和单核巨噬细胞系统铁滞留。与IDA机体贮存铁缺如不同，AI患者其体内总铁并未减少，而是被滞留在巨噬细胞中导致铁限制性红细胞生成[2]。随着近年对铁稳态认识的进步，AI治疗策略和治疗方法也不断更新，本文我们就该领域治疗新趋势综述如下。

一、AI现行治疗策略

由于贫血发展缓慢或原发病表现严重，AI经常未得到重视。然而，研究表明AI不仅使潜在的基础慢性疾病复杂化，而且明显影响患者生存质量和疾病预后，延长住院时间，加速认知功能减退、心力衰竭、病死率明显增加[3]。特别是对老年患者，有研究表明，即使贫血程度轻微，AI仍是重要的独立不良预后因素。

AI最主要的治疗是原发基础疾病的治疗。然而，由于许多慢性疾病，如癌症、结缔组织病等，本身难以根除，在基础疾病治疗的同时，早期合理治疗并发的AI可明显提高患者生活质量，减少治疗费用[4]。

现行的AI治疗策略包括输血、口服或静脉补铁以及采用注射促红细胞生成素刺激剂（erythropoiesis stimulating agents，ESA）以增加HGB水平。通常认为，与急性期反应的低铁血症相似，AI是机体为了免于感染加重而试图降低感染性致病微生物铁供应的病理生理学结果[5]。因此，补充铁剂可能提供病原增殖条件或导致潜在炎症和肿瘤的发生[2],[6]；而过多的ESA和RBC输注支持可能产生不利的免疫调节效应[7]–[8]。更为重要的是，迄今尚未在前瞻性试验研究中确定AI治疗的HGB目标水平，使得AI治疗缺乏充足依据；并且，现行疗法并非针对导致AI的高hepcidin病理生理机制而实施，其合理性和疗效的持久性均存在明显缺陷。

自2000年发现hepcidin在机体铁稳态调节中起着核心作用以来，对于AI发生的病理生理机制研究也得以快速进展。已经明确铁调素-跨膜铁转运蛋白轴（hepcidin-ferroportin axis）是调节全身铁稳态的关键信号通路，其稳态破坏导致胃肠道铁吸收减少和内源铁单核巨噬细胞滞留循环再利用障碍在AI发生中起着最重要作用。靶向hepcidin-ferroportin轴，抑制BMP6-HJV-SMAD和IL-6-STAT3途径降低hepcidin产生、拮抗hepcidin活性或促进跨膜铁转运蛋白功能治疗，可能改善胃肠道铁吸收、加快内源性铁循环再利用，且无补铁过量和ESA治疗不良反应，是近年AI新药研发和治疗的新趋势，许多新制剂已经进入临床和临床前期的评估中。

二、抑制hepcidin功能

1．抗铁调素抗体：美国Amgen公司采用杂交瘤技术获得与重组人hepcidin的高亲合力（Kd=110 pmol/L）的抗人hepcidin IgG1单克隆抗体（mAb2.7），在体内和体外实验中都显示出中和hepcidin的作用。小鼠注射人hepcidin后血清铁明显下降，在注射后2 h达到最低，用mAb2.7预处理小鼠则可防止注射人hepcidin引起的血清铁的减少。mAb2.7抑制hepcidin作用呈剂量依赖性并与作用持续时间相关。单剂量抗体注射对小鼠血清铁无明显影响，连续给药可显著改善血清铁水平。然而，单独使用mAb2.7抗体虽可改善AI铁限制性红细胞特征，但并不能阻止小鼠AI模型中的贫血进展，当采用mAb2.7与ESA的联合治疗，不仅逆转AI小鼠模型中铁限制性红细胞（red bloodcell, RBC）生成，也可防止贫血进展，使AI小鼠模型HGB相对稳定[9]。Cooke等[10]用另一种抗hepcidin单克隆抗体（Ab12B9m）在AI模型小鼠和食蟹猴中进行了研究，与对照相比单独使用Ab12B9m可以增加人hepcidin基因嵌入小鼠体内血清可利用铁，从而提高HGB水平，与ESA联合可明显改善ESA难治性贫血治疗效果。虽然Ab12B9m与hepcidin有高亲和力（Kd=1 pmol/L），且半衰期长达16.5 d，但由于肝脏hepcidin产率很高，达每小时7.6 nmol/kg，因而要实现显著的hepcidin阻断效应必需大量的抗体。Xiao等[11]在食蟹猴中进行的代谢动力学研究推算每周需要300 mg/kg的Ab12B9m方可有效降低游离hepcidin水平。

2．铁调素结合蛋白：脂笼蛋白（anticalins）是一种结构简单分泌蛋白，能够识别和结合各种疏水性小分子配体和特殊细胞表面受体，这使得它们适合工程化，用于特异性阻断为目的的治疗。其中，一种人中性粒细胞明胶酶相关的脂钙蛋白（lipocalin）衍生物PRS-080对人hepcidin具有高度亲和力，在体外和AI小鼠模型体内有效中和了hepcidin活性。在食蟹猴体内单次注射PRS-080可引起剂量依赖性的hepcidin抑制并增加铁动员。通过提前静脉注射95 mg/kg的PRS-080预处理，可以中和通过在小鼠腹膜内注射1 mg/kg人类hepcidin诱导的短期低铁血症，通过干扰hepcidin和跨膜铁转运蛋白之间的相互作用发挥作用。重复注射PRS-080则可持续抑制hepcidin，改善铁动员，近来更是在PRS-080分子上加载PEG（PRS-080-PEG30），使其半衰期长达43 h。因而生物学作用也更为持久[12]。

3．铁调素结合镜像异构体：Lexaptepid Pegal（Lexaptepid，NOX-H94）是一糖基化的镜像结构寡核苷酸（L-RNA），可高亲和力与人hepcidin结合并阻断其生物功能。在鼠巨噬细胞中抑制hepcidin诱导的跨膜铁转运蛋白（ferroportin, FPN）降解[13]，并且在IL-6诱导的非人类灵长类AI动物模型中阻止了血清铁降低。Van Eijk等[14]在1期临床试验中发现，NOX-H94阻止了健康受试者脂多糖（Lipopolysaccharides，LPS）注射诱发的血清铁降低。Boyce等[15]报告了在64例健康受试者中进行的NOX-H94随机、安慰剂对照的双盲实验，结果显示NOX-H94安全，能很好耐受。与安慰剂组相比，受试者体内的网织红细胞血红蛋白含量（Reticulocyte Hb content, RET-Hb）没有发生变化，在给药后的任何时间点上变化均未超过30%。NOX-H94单次剂量≥1.2 mg/kg组和重复剂量0.6 mg/kg组患者血清铁、转铁蛋白饱和度和铁蛋白均呈剂量依赖性增加，转铁蛋白饱和度最高升高83.3%。在由血液恶性肿瘤导致的贫血患者中进行了2a期研究显示，12例患者中有5例（43%）NOX-H94治疗后血红蛋白升高≥1 g/dl[16]。

三、减少铁调素生成

考虑到hepcidin产率高[11]，靶向hepcidin的正调节物以减少其表达可能比直接阻断hepcidin作用更有效。Sasu等[9]使用针对hepcidin的短发夹RNA（shRNA）的方法，成功地减少hepcidin在AI小鼠模型中的表达，可有效动员小鼠内源铁再循环，但并未能提高小鼠HGB，当shRNA与ESA联用时不仅血清铁增加还可以校正贫血。然而，靶向hepcidin转录或翻译的干扰RNA（RNAi）和反义寡核苷酸基因沉默治疗AI面临许多挑战，包括其在体内的稳定性，合理的生物相容性的递送系统的研发，以及非特异性靶向递送至器官/细胞[17]，减少hepcidin生成的研究更多地集中在靶向其生成的信号传导途径即：BMP6-HJV-SMAD途径抑制剂和IL-6-STAT3途径抑制剂。

1．BMP6-HJV-SMAD通路抑制剂：BMP配体家族是TGFβ超家族的最大亚群。BMP6在调节hepcidin和铁代谢中至关重要[18]–[19]。靶向肝BMP途径，尤其是通过靶向BMP6阻断hepcidin转录是治疗AI的有效策略。

肝素是能够直接结合BMP的糖胺聚糖。体外研究证明肝素能抑制肝细胞癌细胞中hepcidin的生成。此外，肝素可有效地降低小鼠AI模型中的肝hepcidin和人类血清hepcidin 15%~20%[20]。但是肝素固有的抗凝血生物学作用使其用于缓解AI hepcidin增高复杂化。肝素经化学修饰可以降低抗凝血能力，而保留其降低hepcidin生成的能力，可改善由LPS和热灭活的流产布鲁菌（Brucella abortus, BA）引起的炎症性贫血小鼠模型的贫血症状[21]。

可溶性hemojuvelin-Fc融合蛋白（sHJV.Fc）是BMP共受体HJV的细胞外结构域和人免疫球蛋白G的Fc部分的融合物，可直接结合BMP，抑制BMP信号传导。在大鼠原代肝细胞中，加入sHJV.Fc可以阻断由加入BMP6所引起的hepcidin-mRNA表达升高，在AI大鼠模型，sHJV.Fc可显著降低Smad1/5/8的磷酸化和hepcidin mRNA的表达，而对信号转导和转录激活因子3（signal transducer and activator of transcription 3，Stat3）的磷酸化没有明显的影响，AI大鼠的缺铁状态得到改善HGB开始上升，并与脾脏细胞跨膜转铁蛋白升高以及细胞内铁蛋白降低的程度一致[22]。

Dorsomorphin（又称化合物C）是在斑马鱼胚胎中鉴定的BMP受体Ⅰ型激酶的小分子抑制剂[23]。体外实验显示可抑制大鼠肝细胞中BMP、HJV和IL-6诱发的hepcidin表达，并阻断铁诱导的斑马鱼和小鼠hepcidin mRNA表达，LDN-193189是效力和选择性都得以改善Dorsomorphin的衍生物[24]，能够抑制体内过量的BMP信号传导[25]，除可以短暂的升高Stat3的磷酸化外，其在体内外实验中的生物学效能与sHJV.Fc非常接近[22]。此外，也有研究表明Dorsomorphin和LDN-193189的脱靶效应可能会影响其作用[25]。

抗BMP6单克隆抗体可特异性阻断BMP6介导的hepcidin合成。在健康小鼠中施用抗BMP mAb降低肝脏hepcidin表达并增加血清铁水平[18]。在存在过量hepcidin和IDA的HFE转基因小鼠模型中，施用抗BMP6通过降低hepcidin水平来改善贫血[26]。

Gerjevic等[27]在酗酒小鼠模型中发现hepcidin mRNA减少，铁在肠道的吸收增加，机制涉及BMP-SMAD途径的抑制。人长期饮酒与肝脏中过量的铁积累相关，hepcidin可能是酒精性肝病进展的一个促进因素。使用酒精治疗AI是一个有趣的策略，但是这个方案需要充分考虑使用过量饮酒所带来的副作用。此外，Zhang等[28]也发现天然物质淫羊藿和黄连素可以在转录水平通过影响Stat3和Smad1/5/8信号途径调节hepcidin水平从而达到治疗作用。

围绕BMP6的靶向治疗同样面临诸多挑战：如是否BMP6是人类hepcidin生理调节中最佳选择？BMP家族的配体之间的高氨基酸序列相似性，如何特异性识别BMP6而免除其他BMP显著交叉反应？更为重要和令人担心的是长时间降低人类BMP6的安全性是未知的。

2．IL-6途径抑制剂：IL-6信号通过JAK2-STAT3刺激hepcidin的产生，在炎症期间更为明显。靶向IL-6的疗法已显示有效降低hepcidin水平和改善贫血。Siltuximab是针对IL-6的鼠-人嵌合单克隆抗体，经FDA批准用于多发性Castleman病（multicentric Castleman's disease, MCD）的治疗。在1期临床试验中，多发性骨髓瘤或MCD患者经Siltuximab治疗血清hepcidin减少97.0%，并且55%患者HGB至少升高1.5 g/dl[29]。19例肾细胞癌患者经Siltuximab治疗血清hepcidin降低61.1%，并与血红蛋白升高≥1 g/dl中度相关（r=−0.56）[30]。这些均支持Siltuximab可作为慢性炎症性贫血治疗药物使用。

Tocilizumab是FDA批准用于类风湿和幼年特发性关节炎的人源化抗IL-6受体抗体。当用抗Tocilizumab治疗6~12个月时，6例MCD患者中5例血清hepcidin水平降低、HGB恢复正常、发烧缓解、疲劳减轻和体重增加[31]。在70例类风湿关节炎患者中进行的3B期临床试验进一步证实了Tocilizumab单抗可以降低hepcidin和增加HGB，并且疗效的获得均首先是hepcidin快速减少，随后HGB逐渐增加[32]。

除了IL-6配体/受体阻断，抑制JAK1/2-STAT3信号级联也可以降低hepcidin表达。靶向酪氨酸蛋白激酶2（Janus kinases2，JAKs2）和STAT3的两种合成抑制剂AG490和PpYLKTK分别在体外降低了hepcidin的表达[33]，姜黄素是天然存在的防止STAT3活化的抗炎化合物，可有效降低原代鼠肝细胞[33]和人肝细胞癌细胞[34]中hepcidin的表达，表明抑制JAK2-STAT3通路是治疗异常hepcidin表达的潜在治疗方法。Xin等[35]研究发现H2S通过减少血清IL-6和JAK2/STAT3活化，抑制LPS诱导的hepcidin生成和调节小鼠铁稳态。尽管能够显著降低hepcidin的表达，但这些抑制剂尚未发展到临床阶段。目前，有几种JAK-STAT抑制剂正在开发用于临床应用[36]–[38]。虽然JAK-STAT抑制剂是治疗性还原hepcidin的有希望的靶标，但脱靶效应可能会限制这些药物的功效。

四、跨膜铁转运蛋白激动剂/稳定剂

Hepcidin通过与FPN结合，内化降解FPN发挥抑制胃肠道铁吸收和滞留内源性循环再利用铁的作用。因而稳定细胞表面上FPN可用于校正AI中的功能性铁缺乏。抗FPN抗体LY2928057，可阻断hepcidin结合FPN而不影响FPN的功能。在体外试验中，该抗体能够显著抑制天然表达铁转运蛋白的人类肠上皮细胞系Caco-2细胞hepcidin诱导的细胞内铁蛋白水平的增加，非人灵长类动物中的数据显示LY2928057以剂量依赖性方式增加血清铁[39]。

合成的硫胺衍生物呋喃硫胺化学骨架中具有二硫键，可像LY2928057一样干扰hepcidin-FPN的相互作用。Fung等[40]发现呋喃硫胺通过阻断了FPN上的C326残基阻止与hepcidin的结合，并且抑制hepcidin诱导的FPN泛素化，这是控制FPN内吞的早期信号。体外实验中用hepcidin和呋喃硫胺共处理细胞，结果在细胞膜上FPN保留并仍能行使持续细胞铁输出作用，证明其抑制hepcidin介导的FPN降解。但在体内实验中的结果与体外实验并不一致，可能是由于其快速（1 h内）代谢成硫胺素。对于进一步考虑作为hepcidin靶向治疗剂，则需要对呋喃硫胺的修饰以改善其在体内有效性。

五、其他治疗IA新方向

1．ERFE：2014年Kautz等[41]发现了一种新的激素——ERFE，该激素是由骨髓中的有核红细胞分泌的，通过调节hepcidin的水平，以调节铁元素的供应量，使其满足红细胞的生长需求。由灭活的BA导致的AI模型中，EEFE缺陷小鼠内源性储存铁的动员减少出现更为严重和更长时间的血清铁降低。尽管，到炎性刺激后第28天，与对照小鼠类似，ERFE缺陷型小鼠的贫血状况也得到部分补偿和恢复，提示红细胞生成的长期刺激可以挽救ERFE的缺失，但是，ERFE缺陷小鼠的血清铁降低更明显，网织红细胞体积比对照小鼠更小，呈更严重铁限制性红细胞生成的特征[42]，这一发现表明ERFE的施用可能有益于缓解一些具有升高的hepcidin的贫血。未来有可能会研发出模拟ERFE的阻滞剂的新药。

2．维生素D：维生素D的体外治疗下调由血液透析患者分离的单核细胞hepcidin转录，健康志愿者口服维生素D可使hepcidin的血清水平降低50%，并持续长达72 h[43]。补充维生素D有益于增加红细胞生成和减少炎症反应。目前尚未有随机对照研究以确定维生素D是否可以改善AI的贫血。

3．脯氨酰羟脯酰酶2（hypoxia mediated inhibition of prolylhydroxylases-2，PDH-2）：PDH-2抑制剂可以稳定缺氧诱导因子（hypoxia-inducible factors，HIF），促进内源性红细胞生成素（EPO）的生成，增加铁吸收并同时抑制hepcidin的产生，促使红细胞的生成[44]–[45]。血小板衍生生长因子BB（platelet-derived growth factor BB）在体内和体外均可通过与内质网应激诱导的信号传导途径的干扰进一步降低hepcidin表达，从而增加促进红细胞生成的铁可用性[46]。

六、小结

AI是炎症性疾病患者的常见临床病症，现行的大剂量EPO及长时间静脉补铁治疗AI方式合理性饱受质疑。随着我们对于AI的病理生理学知识研究的不断深入，新兴治疗方法也不断涌现，主要集中在hepcidin生成、hepcidin功能抑制、稳定FPN等多个方面。新型药物研发近年得以快速发展，并且部分制剂正在逐步进入临床。治疗策略可能会因引起AI的疾病而不同，个体化治疗值得关注。在未来，信息技术可能为我们提供基于复杂算法的软件，用于更准确地评估铁状态，指导更为合理的治疗。