综述:从炎症到精准医疗:对哮喘、慢性阻塞性肺疾病(COPD)和特发性肺纤维化(IPF)的机制洞察 Najla Ghrairi, Youssef Zied Elhechmi, Soumaya Ben Saad

《Biomedicines》:From Inflammation to Precision Medicine: Mechanistic Insights into Asthma, COPD, and IPF Najla Ghrairi, Youssef Zied Elhechmi and Soumaya Ben Saad

【字体: 时间:2026年05月09日 来源:Biomedicines 3.9

编辑推荐:

  摘要 哮喘、慢性阻塞性肺疾病(COPD)和特发性肺纤维化(IPF)是主要的非传染性呼吸系统疾病(NCD-RDs),具有高发病率和死亡率。尽管这些疾病在临床表现上有所不同,但它们存在共同的机制,包括氧化应激、上皮细胞损伤和免疫失调。哮喘主要由2型炎症驱动,I

  摘要 哮喘、慢性阻塞性肺疾病(COPD)和特发性肺纤维化(IPF)是主要的非传染性呼吸系统疾病(NCD-RDs),具有高发病率和死亡率。尽管这些疾病在临床表现上有所不同,但它们存在共同的机制,包括氧化应激、上皮细胞损伤和免疫失调。哮喘主要由2型炎症驱动,IL-4、IL-5和IL-13会引发嗜酸性粒细胞增多、IgE产生、黏液过度分泌以及气道重塑。针对IgE、IL-5和IL-4Rα的生物制剂改变了治疗方法,而针对TSLP和IL-33的制剂进一步扩展了靶向干预的范围。相比之下,COPD涉及慢性炎症,涉及巨噬细胞、中性粒细胞和CD8+ T细胞,且这种炎症在戒烟后仍会持续存在。进展包括用于嗜酸性粒细胞增多型COPD的生物制剂如dupilumab和benralizumab,以及新型吸入疗法如ensifentrine,这是首个通过吸入给药的双PDE3/4抑制剂。另一方面,IPF是由于上皮修复缺陷和成纤维细胞激活引起的进行性纤维化。已批准的抗纤维化药物(nintedanib、pirfenidone)可以减缓肺功能下降,而新的策略则针对TGF-β、CTGF和成纤维细胞相关通路。在这些疾病中,生物标志物和可治疗特征框架正在重塑精准医疗。结合生物标志物、组学和靶向治疗的个性化方法代表了改善预后的最有希望的途径。

1. 引言
慢性呼吸系统疾病(CRDs),如哮喘、慢性阻塞性肺疾病(COPD)和特发性肺纤维化(IPF),是全球最常见的非传染性疾病之一。它们共同导致了大量的发病率和死亡率,其中哮喘影响超过3亿人[1],COPD预计将成为第三大死亡原因[2],而IPF患者的诊断后中位生存期仅为3-5年[3]。除了临床影响外,这些疾病还带来了沉重的社会经济负担,突显了改进治疗策略的迫切需求。尽管哮喘、COPD和IPF在病因和临床表现上存在差异,但它们共享一些关键的病理机制。持续的炎症、氧化应激、上皮细胞损伤和免疫失调共同导致了气道或肺实质的重塑以及肺功能的逐渐丧失[4]。遗传倾向(如IPF中的MUC5B多态性)、环境暴露(烟草烟雾、空气污染、过敏原)和衰老过程进一步增加了疾病的异质性[5]。
近年来,精准医学重塑了慢性呼吸系统疾病的治疗格局。在哮喘中,针对IgE、IL-5和IL-4/IL-13通路的生物制剂彻底改变了重度2型炎症的管理。在COPD中,血液中的嗜酸性粒细胞计数现在被认可为指导吸入性皮质类固醇使用的生物标志物,最近的进展包括用于嗜酸性粒细胞增多型COPD的靶向生物制剂如dupilumab。在IPF中,抗纤维化药物pirfenidone和nintedanib仍然是治疗的基石,有效减缓了肺功能下降[3,6]。然而,关于促纤维化信号通路(如TGF-β和CTGF通路)的新见解,以及LPA1拮抗剂和整合素抑制剂等新兴方法,突显了持续的创新和未满足的需求[6]。本综述旨在提供哮喘、COPD和IPF中共享的炎症通路、新兴生物标志物和治疗创新的最新综合概述。我们进一步讨论了“可治疗特征”框架,作为将机制洞察与临床转化相结合的统一模型,以改善这些致残性疾病的治疗效果。

2. 哮喘、COPD和特发性肺纤维化中的共同和不同炎症通路
2.1. 哮喘:2型炎症和免疫异质性
哮喘是一种异质性的慢性炎症性气道疾病,其特征是可逆的气流阻塞、气道高反应性和多样的临床表型。最突出的模式是2型炎症,由Th2细胞和第2组先天淋巴细胞(ILC2s)介导,它们分泌IL-4、IL-5和IL-13。这些细胞因子共同驱动嗜酸性粒细胞募集、IgE类别转换、黏液过度分泌和上皮下纤维化,所有这些都对气道重塑和持续症状有显著贡献[7,8,9]。IL-5促进嗜酸性粒细胞存活,IL-13诱导杯状细胞增生,IL-4对IgE类别转换至关重要。上游的趋化因子(IL-33、TSLP、IL-25)通过激活ILC2s和树突状细胞增强这些反应[10,11,12]。上皮屏障功能障碍加剧了这一过程:环境过敏原和污染物触发上皮损伤、趋化因子释放,并使幼稚T细胞向Th2方向极化,从而维持慢性炎症和结构重塑[13]。在遗传易感个体中,失调的上皮-免疫相互作用维持了这一循环。这些机制在图1中进行了示意图总结。
除了2型炎症为主的疾病外,非2型表型(中性粒细胞或少粒细胞型)涉及Th1/Th17通路,通常对皮质类固醇具有抗性,并导致严重的哮喘形式。对这些表型的认识使得开发了如omalizumab(抗IgE)、mepolizumab/benralizumab(抗IL-5)和dupilumab(抗IL-4Rα)等生物制剂成为可能,这些制剂基于免疫谱型提供定制化的控制[14,15]。

2.2. 慢性阻塞性肺疾病(COPD):持续且异质性的炎症
与哮喘不同,COPD主要由慢性巨噬细胞、中性粒细胞和CD8+ T细胞炎症主导,这种炎症主要由吸烟或生物量暴露引起,并且在停止暴露后仍然持续。肺泡巨噬细胞的数量是健康肺的5-10倍,它们产生TNF-α、IL-1β、IL-6和基质金属蛋白酶(MMP-9、MMP-12),导致细胞外基质降解和肺气肿[16]。中性粒细胞在CXCL8/IL-8等趋化因子的作用下被招募,释放弹性蛋白酶和活性氧物质(NETs),从而加重氧化应激和上皮损伤[17]。CD8+ T细胞加速肺气肿的进展,而B细胞滤泡表明存在自身免疫成分[18,19]。COPD的细胞和分子机制在图1中有所说明。
值得注意的是,30-40%的COPD患者表现出嗜酸性粒细胞炎症,这与哮喘中经典的2型通路有重叠。这些患者通常对皮质类固醇反应更好,可能受益于针对IL-5或IL-4Rα的生物制剂[20]。这突显了共同的通路(IL-4、IL-5、IL-13的参与)以及COPD中中性粒细胞/巨噬细胞炎症的显著优势,支持分层治疗策略。

2.3. 特发性肺纤维化(IPF):失调的炎症和异常的伤口修复
与哮喘和COPD不同,IPF主要是由上皮修复缺陷和失控的成纤维细胞激活引起的。与环境因素、衰老、氧化应激或MUC5B多态性相关的反复上皮微损伤会引发IL-33、TSLP和HMGB1等趋化因子的释放[21,22]。这些信号刺激成纤维细胞和肌成纤维细胞产生胶原蛋白I和纤维连接蛋白,形成纤维化灶。虽然炎症是次要的,但替代激活的巨噬细胞和Th2/Th17亚群通过分泌促纤维化介质(如TGF-β1、PDGF、CCL18)来放大成纤维细胞的增殖和细胞外基质沉积[21]。图1展示了这些过程的示意图。
持续的低度炎症可能部分解释了疾病的异质性病程和偶尔对皮质类固醇的反应性。与衰老相关机制(端粒缩短、衰老)的相互作用进一步加速了疾病进展[23]。已批准的抗纤维化药物(pirfenidone、nintedanib)可以减缓疾病进展,而新的疗法旨在调节成纤维细胞-免疫细胞之间的相互作用[24,25]。这些疾病特异性的机制在图1中进行了示意图总结,并在图2中进行了比较。

3. 炎症生物标志物:分型和治疗精准化
生物标志物在区分疾病表型和指导靶向治疗方面变得越来越重要。
- 哮喘:2型炎症为主的表型通过血液和痰液中的嗜酸性粒细胞、FeNO、血清periostin和总IgE来定义——这些都是预测皮质类固醇和生物制剂反应的指标[26]。共识指南建议结合FeNO和嗜酸性粒细胞评估以提高预测准确性[27]。
- COPD:血液中的嗜酸性粒细胞(≥300细胞/μL)可以预测皮质类固醇反应并降低急性加重的死亡率[2,28]。其他候选标志物(CRP、纤维蛋白原、可溶性TNF受体、中性粒细胞弹性蛋白酶、MPO、MMPs、SP-D)正在研究中,但特异性仍有限[29]。
- IPF:KL-6、SP-D和MMP-7是经过验证的预后标志物,与疾病进展和死亡率相关[30,31,32]。结合KL-6和MMP-7可以提高预测准确性。新兴标志物如CA19-9、periostin和CCL18在治疗监测中显示出潜力,特别是在抗纤维化治疗期间[32,33]。
这些比较特征在表1中进行了总结。

4. 靶向治疗:哮喘、COPD和IPF中的精准医学
靶向治疗的进步使临床医生能够根据慢性呼吸系统疾病的潜在免疫表型来定制治疗方案。图3概述了哮喘、COPD和IPF中的治疗靶点。
4.1. 哮喘中的靶向治疗
免疫病理学和分子谱型的进步彻底改变了重度哮喘的管理,从统一的方法转向精准医学。现在认识到重度哮喘是一种具有不同表型和亚型的异质性疾病,特别是2型炎症为主的(嗜酸性粒细胞增多型、过敏性)和2型炎症较低的(中性粒细胞型、少粒细胞型),每种类型都由独特的免疫通路驱动[34,35,36]。生物制剂已成为2型炎症为主哮喘个性化管理的核心组成部分。这些药物针对参与嗜酸性粒细胞炎症、IgE介导的反应和上皮趋化因子的关键细胞因子和通路。
- **抗IgE治疗(omalizumab):作为血清IgE升高的过敏性哮喘的金标准,omalizumab减少了急性加重,改善了生活质量,并降低了敏感患者的吸入性皮质类固醇(ICS)需求,其有效性已在随机试验和真实世界研究中得到证实[37]。
- **抗IL-5/IL-5R治疗(mepolizumab、reslizumab、benralizumab):最初在基线血液嗜酸性粒细胞计数≥150-300细胞/μL的患者中进行了评估,这些药物显示出一致的急性加重减少、肺功能改善和皮质类固醇节省效果。重要的是,后续分析和关键试验——包括mepolizumab的DREAM和MENSA [38,39,40,41]、benralizumab的SIROCCO和CALIMA [40]以及reslizumab的BREATH项目 [41]——表明其在更广泛的嗜酸性粒细胞阈值范围内也有效,强调了其稳健性。
- **抗IL-4Rα治疗(dupilumab):通过阻断IL-4和IL-13信号通路,dupilumab在嗜酸性粒细胞增多型和依赖皮质类固醇的哮喘中显示出有效性,改善了肺功能并减少了急性加重[42,43]。
- **抗趋化因子治疗:这些代表了最新的治疗前沿,尽管它们的定位不同。Tezepelumab(抗TSLP)是首个在广泛哮喘表型中显示出疗效的生物制剂,包括低嗜酸性粒细胞亚组。PATHWAY和NAVIGATOR试验的数据证实了急性加重的减少和广泛的适用性[44,45,46]。相比之下,itepekimab(抗IL-33)仍处于早期开发阶段;II期结果很有希望,但其在临床实践中的作用尚未确定[47]。
除了随机对照试验外,真实世界证据进一步支持了生物制剂的安全性和有效性。大型观察性队列证实了omalizumab [48]、mepolizumab [49]、benralizumab [50]和dupilumab [51]在比试验中研究的更异质性人群中的益处。这些发现强调了整合试验和真实世界数据以优化患者选择和优化治疗的必要性。
尽管取得了这些进展,但在非2型哮喘中仍存在挑战,可靠的生物标志物尚未确定。未来的进展将依赖于整合多组学、痰液分析和临床表型分析,以开发下一代精准策略[7,52,53]。表2总结了重度哮喘中主要生物制剂的治疗效果,包括其作用机制、关键适用生物标志物和关键临床试验的当前状态。

4.2. COPD中的靶向治疗
免疫病理学的最新进展重新塑造了我们对COPD作为具有多种炎症谱型的异质性疾病的理解。特别是,嗜酸性粒细胞炎症已被认为是可治疗的一个特征,在相当一部分患者中起作用。根据GOLD 2023策略,现在建议将血液中的嗜酸性粒细胞计数作为指导频繁急性加重患者使用吸入性皮质类固醇(ICS)的生物标志物,≥300细胞/μL的阈值强烈预示益处,≥100细胞/μL提供中等程度的指导[2]。这种基于生物标志物的方法改进了治疗策略,并为COPD的精准医学奠定了基础。
4.2.1. 靶向2型通路的生物制剂
使用生物制剂的概念——以前仅限于哮喘——已扩展到COPD:
- **Dupilumab(抗IL-4Rα):具有里程碑意义的NOTUS试验显示,在嗜酸性粒细胞增多型COPD患者中,急性加重减少了30-34%,同时改善了肺功能和生活质量。这些结果促使FDA在2023年批准了该药物,使dupilumab成为首个用于慢性阻塞性肺疾病(COPD)的生物制剂[54]。- **Benralizumab(抗IL-5Rα):ABRA试验是一项二期研究,显示在急性嗜酸性粒细胞急性加重期间单次皮下注射100毫克剂量后,治疗失败率降低且症状得到改善[55]。然而,更大规模的三期试验(GALATHEA、TERRANOVA)未能达到其主要终点,尽管事后分析表明在高度选择的嗜酸性粒细胞亚组中可能有益[56]。- **Mepolizumab(抗IL-5):METREX试验显示在嗜酸性粒细胞COPD患者中急性加重有所减少,而METREO试验未能证实一致性的益处[57]。这些混合结果突显了将哮喘生物标志物外推到COPD的复杂性,并强调了精细分层的必要性。总体而言,这些发现表明抗IL-5/IL-5R疗法可能仅对精心选择的嗜酸性粒细胞表型有益,而dupilumab显示出更广泛的有效性,证实IL-4/13通路是COPD中更稳健的治疗靶点。

4.2.2. 超出2型炎症
虽然2型炎症在30-40%的患者中相关,但在许多COPD表型中非2型炎症占主导地位。中性粒细胞炎症、氧化应激以及NLRP3等炎症小体的激活导致持续的气道损伤、肺气肿和皮质类固醇耐药性[58]。这些机制通常对吸入性皮质类固醇(ICS)不敏感,可能解释了治疗的异质性,并支持开发新的抗炎靶点。

- **Ensifentrine(双重PDE3/4抑制剂):通过雾化器给药,ensifentrine在ENHANCE-1和ENHANCE-2试验中使急性加重减少了约40%,并改善了肺功能,标志着二十年来最显著的吸入疗法创新[59]。

- **新兴的上游靶点:新策略包括阻断IL-33(itepekimab)、ST2(astegolimab)和IL-17A。尽管仍处于早期阶段,但这些药物有望解决对类固醇无反应和频繁加重的表型[52]。

4.2.3. 比较视角
总体而言,COPD中的生物制剂疗法的效果比哮喘更为多变,反映了疾病的更大异质性。Dupilumab表现出一致的好处,而IL-5/IL-5R导向的疗法结果不一,新型抗炎方法仍处于研究阶段。

表3提供了在COPD中评估的生物制剂和靶向疗法的概述,详细介绍了它们的机制、关键临床试验、主要结果和当前的监管状态。

4.3. 特发性肺纤维化(IPF)中的靶向疗法
特发性肺纤维化(IPF)仍然是一种毁灭性疾病,目前的标准治疗是抗纤维化药物nintedanib和pirfenidone。这两种药物可以减缓用力肺活量(FVC)的下降速度,但不能阻止或逆转已形成的纤维化。从机制上讲,nintedanib是一种酪氨酸激酶抑制剂,靶向VEGFR、FGFR和PDGFR通路,从而抑制成纤维细胞增殖和细胞外基质(ECM)沉积。Pirfenidone通过抑制TGF-β信号传导、减少成纤维细胞激活和降低促炎细胞因子的产生发挥抗纤维化和抗炎作用[60,61]。

尽管取得了这些进展,治疗进展仍然具有挑战性。例如,针对结缔组织生长因子(CTGF)的单克隆抗体pamrevlumab在三期ZEPHYRUS-1试验中未能达到其主要终点,相应的ZEPHYRUS-2试验也被终止[62]。同样,ziritaxestat是一种自噬素抑制剂,旨在减少溶血磷脂酸介导的成纤维细胞激活,但在ISABELA 1/2试验中显示出无效性和安全性问题后被终止[63]。这些失败突显了纤维化信号传导的复杂性和冗余性,仅阻断单一通路可能不足以改变疾病进程。

相比之下,新的分子策略正在积极评估中。Admilparant(BMS-986278)是一种首创的溶血磷脂酸受体-1(LPA1)拮抗剂,在临床研究中显示出良好的安全性特征和显著的生物标志物调节作用,早期证据表明它可以减缓特发性肺纤维化(IPF)和进行性肺纤维化(PPF)的进展。目前正在进行三期试验以确认这些发现[64]。除了单一靶点外,其他新兴方法还包括磷酸二酯酶-4抑制剂、其他酪氨酸激酶抑制剂、整合素拮抗剂(αvβ6、αvβ1)以及吸入型前列腺素类似物(如treprostinil),这些都在TETON三期项目中进行研究[65]。

除了传统靶点外,免疫调节策略代表了新兴的前沿。基于脂质纳米颗粒-信使RNA(LNP-mRNA)在体内生成的FAP靶向CAR-T疗法的临床前数据显示,通过选择性清除激活的成纤维细胞、恢复ECM平衡和促进肺泡再生,具有强大的抗纤维化效果[66]。同时,rentosertib(ISM001-055)是一种基于人工智能设计的TNIK抑制剂,已进入IPF的二期a临床测试。初步结果表明其耐受性良好,并显示出与安慰剂相比FVC下降速度减缓的早期信号[67]。这些治疗策略反映了向精准医学的转变,超越了传统的抗纤维化方法,采用多方面的方法来针对上皮损伤、免疫失调和ECM重塑。成功抗纤维化药物与失败靶向药物之间的对比突显了纤维化途径的复杂性,以及需要组合或序贯策略来有效改变疾病结果。

表4总结了特发性肺纤维化(IPF)中的新兴和靶向疗法,强调了它们的作用机制、关键临床试验、主要发现和当前的发展阶段。

5. 可治疗特征:哮喘、COPD和IPF的精准医疗框架
“可治疗特征”(Treatable Traits,TTs)范式已成为慢性呼吸系统疾病的精准医疗基石,旨在识别与疾病相关、可测量和可改变的特征,涵盖肺部、肺外和行为领域。与基于指南的护理不同,基于TT的策略强调多维度评估,包括临床病史、生理学、影像学、生物标志物、合并症和生活方式因素,然后通过多学科团队提供针对性干预。这种方法与仅基于指南的护理相比,与更好的健康相关生活质量及改善的症状控制相关[68,69]。

5.1. 肺部特征和生物标志物指导的疗法
在哮喘中,最明确的特征是2型高炎症,通常通过血液中的嗜酸性粒细胞、呼出的一氧化氮分数(FeNO)以及可用的痰液嗜酸性粒细胞来识别。这些生物标志物不仅指导ICS和生物制剂的处方,还预测未来的急性加重风险。重要的是,它们的解释需要临床背景,因为口服皮质类固醇的使用、最近的急性加重或合并症可能会扭曲数值。因此,GINA 2024强调生物标志物的梯度而不是固定的临界值,以避免过度简化[1]。

在COPD中,GOLD 2023框架将血液嗜酸性粒细胞计数作为ICS反应性的关键指标。而不是定义严格的临界值,嗜酸性粒细胞计数被视为受益范围:≥300细胞/μL预测最高益处,而100–300细胞/μL表示中等反应性。这种细微差别有助于临床医生在减少急性加重的益处与肺炎等风险之间取得平衡[2]。

在IPF和纤维化ILD中,TT方法仍在发展中。目前的肺部特征关注功能下降(FVC损失、扩散受损)和细小气道受累。虽然没有单一生物标志物直接指导治疗,但基于特征的分层正在探索中,以优化抗纤维化治疗的时间,并触发支持性措施,如氧气补充、肺康复或移植转诊[2]。

5.2. 肺外特征:对疾病的影响
超出肺部中心的特征对结果有深远影响。在哮喘和COPD中,肥胖、焦虑/抑郁、睡眠呼吸障碍、体能下降和全身炎症是控制不良、急性加重和更高医疗利用的常见因素。例如,针对肥胖哮喘的结构化减肥和锻炼计划已被证明可以改善症状控制并减少炎症[70,71]。在COPD-OSA重叠的情况下,CPAP治疗可以改善症状并减少急性加重,支持常规筛查和治疗这一特征[72]。在ILD中,肺动脉高压、胃食管反流病(GERD)、虚弱和营养不良等肺外特征越来越多地被纳入TT框架中,因为它们是可改变的,并直接影响生存和生活质量[73](见图4)。

5.3. 行为和生活方式特征
行为特征非常普遍,但经常被忽视。错误的吸入器技术、不良依从性、持续吸烟和缺乏运动显著降低了治疗效果。大规模评估显示,在COPD和哮喘中,吸入器误用非常普遍,尤其是在住院期间。因此,TT计划强调吸入器教育、依从性监测、戒烟和锻炼训练作为护理的核心组成部分[74]。

5.4. 实施和未来方向
TT护理的实施依赖于结构化的工作流程:标准化信息收集(症状评分、急性加重史、生物标志物、肺功能测试、合并症筛查)、特征映射以及特定特征的干预措施。最近的共识声明提出了适用于初级和专科护理的算法,强调了数字工具和多学科诊所的作用,以确保长期监测[68,69]。

展望未来,整合TT框架需要:
- 在不同疾病中标准化特征定义和临界值;
- 验证整合临床、生理和生物标志物数据的综合指数;
- 整合基于组学的表型和人工智能支持的决策工具;
- 在哮喘、COPD和ILD人群中开展前瞻性TT指导的试验。

这些步骤将有助于将Treatable Traits模型纳入常规实践,通过系统地将特定特征与针对性干预联系起来,最终改善慢性呼吸系统疾病的结局[73]。

6. 挑战和未来展望
尽管在理解和治疗哮喘、COPD和IPF方面取得了显著进展,但将精准医疗转化为常规临床实践仍面临重大障碍。这些挑战涉及多个层面——生物学、方法学和组织层面——必须解决这些问题,以确保新的见解能够转化为实际的患者益处。

6.1. 疾病异质性
最持久的障碍之一是这些疾病的显著异质性。传统的诊断标签如“哮喘”、“COPD”或“IPF”往往掩盖了疾病内部的巨大差异。例如,COPD包括嗜酸性粒细胞型、中性粒细胞型和混合炎症型,每种类型的治疗反应性不同,而IPF则表现出受遗传倾向、免疫失调和环境触发因素影响的多样化轨迹。这种复杂性强调了需要像Treatable Traits或endotype驱动的分类这样的框架,这些框架超越了“一刀切”的范式,能够根据机制特征对患者进行分层[73]。

6.2. 生物标志物验证
另一个主要挑战是生物标志物的验证。尽管一些有前景的候选物(如KL-6、SP-D、CXCL4和抗MDA5自身抗体)显示出诊断或预后潜力,但大多数仍处于研究阶段。不同检测方法之间的变异性、缺乏标准化的阈值以及不足的纵向验证阻碍了它们在临床实践中的采用。在实现稳健的协调之前,生物标志物在常规护理中的使用将仍然有限且不均衡[73]。

6.3. 桥接转化差距
临床前模型,如精准切割肺切片(PCLS)和肺类器官,提供了在类人系统中研究疾病机制和测试候选疗法的独特机会。然而,通过这些平台识别的很少有分子能够进入成功的临床试验。这种转化差距反映了疾病生物学的复杂性和传统试验设计的局限性。迫切需要创新的方法,包括适应性试验方法和富含生物标志物的招募,以加速从临床前发现到临床应用的过渡[61]。

6.4. 人工智能和多组学的整合
多组学技术(基因组学、转录组学、蛋白质组学)与人工智能的结合创造了前所未有的患者分层和预测建模机会。然而,实际挑战仍然存在。数据异质性、可重复性问题以及许多算法的“黑箱”性质限制了临床接受度。此外,围绕隐私和偏见的伦理问题也必须解决。因此,将复杂的多组学特征转化为临床可操作的决策是精准医疗下一阶段的中心挑战[73]。

6.5. 监管和物流障碍
即使确定了有效的靶点,监管和物流挑战也会减缓实施。针对IL-33、ST2和TGF-β等介质的新疗法需要长期的安全数据、经济合理性以及往往漫长的审批流程。同时,精准医疗的实施需要生物标志物检测、多学科基础设施和强大的患者登记系统——这些资源在全球范围内分布不均[73]。

6.6. 未来展望
未来,构建一个精准医疗生态系统至关重要。这样的系统将整合TT框架、经过验证的生物标志物、基于组学的表型和基于人工智能的决策支持,纳入常规护理[61]。

以患者为中心的模型必须得到重视,因为它们已经在哮喘和COPD中显示出改善的结果,并开始影响IPF和纤维化ILD的护理[73]。创新的成像模式(如αvβ6整合素PET)、定量CT指标和表观遗传生物标志物有望进一步细化诊断和预后[61]。

总之,将精准医疗转化为日常呼吸系统护理需要克服科学、监管和基础设施障碍。通过整合生物标志物验证、整合数字和组学技术以及促进以患者为中心的框架,该领域可以从碎片化的进展转向哮喘、COPD和IPF的可持续和公平的精准医疗模型。

7. 结论
哮喘、COPD和IPF虽然不同,但通过共同的慢性炎症、免疫失调和组织重塑机制相互关联。这种比较综合强调了呼吸系统疾病存在于一个机制连续体上的概念,而不是在严格的诊断边界内[4]。向精准医疗的演变,由生物标志物、分子特征和可治疗特征引导,标志着呼吸系统护理的范式转变[75]。生物制剂在严重哮喘和嗜酸性粒细胞性慢性阻塞性肺疾病(COPD)中的成功应用,以及抗纤维化药物在特发性肺纤维化(IPF)中的疗效,都体现了将病理生理学研究成果转化为针对性治疗的典范。此外,诸如整合素抑制剂、针对细胞衰老的化合物和免疫调节剂等新型干预措施为这些疾病的进一步突破带来了希望[35,76]。本综述的独创之处在于其综合性视角,它将共同的生物学通路与疾病特定的治疗策略联系起来。从临床角度来看,该综述强调了需要建立一个多维度、以患者为中心的框架,结合临床表型分析、多组学数据评估以及基于人工智能的工具,以实现护理的实时个性化。最终,这种方法可能会重新定义慢性呼吸系统疾病的预防、诊断和治疗方式,为真正实现个体化的呼吸医学铺平道路。
相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 搜索
  • 国际
  • 国内
  • 人物
  • 产业
  • 热点
  • 科普

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号