Wyszukiwanie i selekcja literatury
Przeprowadzono ukierunkowany przegląd literatury narracyjnej z wykorzystaniem baz danych PubMed/MEDLINE, Embase oraz Web of Science od momentu ich powstania do maja 2026 roku. Terminy wyszukiwania obejmowały „SA”, „biologic therapy”, „biomarker”, „blood eosinophils”, „FeNO”, „IgE”, „T2-high”, „T2-low” oraz nazwy poszczególnych leków biologicznych. Priorytetowo potraktowano anglojęzyczne wytyczne, przeglądy systematyczne, kluczowe badania kliniczne oraz istotne klinicznie oryginalne badania dotyczące mechanizmów choroby, biomarkerów, terapii biologicznych i leczenia precyzyjnego. Odpowiednie publikacje wybrano po ocenie tytułów, abstraktów i pełnych tekstów, a proces ten uzupełniono ręcznym przeglądem list referencyjnych kluczowych artykułów. Ponieważ był to przegląd narracyjny, nie przeprowadzono formalnej oceny ryzyka błędu ani syntezy ilościowej.
Immunopatologiczne mechanizmy SA
Główne endotypy zapalne:
Astmę ciężką (SA) można szeroko podzielić na dwa główne endotypy zapalne: chorobę T2-high oraz T2-low. W astmie T2-high dominuje aktywność immunologiczna napędzana przez komórki T pomocnicze 2 (Th2) i wrodzone komórki limfoidalne typu 2 (ILC2s), wraz ze zwiększoną produkcją cytokin, takich jak interleukina-4 (IL-4), IL-5 i interleukina-13 (IL-13)22. Mediatory te promują eozynofilowy stan zapalny dróg oddechowych, stymulują syntezę IgE i zwiększają produkcję śluzu, kształtując tym samym klasyczny profil zapalny T223. Sygnalizacja IL-4 i IL-13 może również indukować produkcję tlenku azotu w komórkach nabłonka dróg oddechowych, co skutkuje podwyższonym poziomem FeNO. W związku z tym FeNO należy interpretować jako nieinwazyjny marker stanu zapalnego dróg oddechowych typu 2, a nie jako bezpośrednią miarę zapalenia eozynofilowego. Ze względu na te cechy biologiczne astma T2-high stała się głównym endotypem dla obecnie dostępnych terapii biologicznych23.
Z kolei astma T2-low jest heterogennym zbiorem, który obejmuje neutrofilowe i paucigranulocytowe wzorce zapalne i może angażować szlaki oraz mediatory związane z limfocytami T pomocniczymi 1 (Th1) i 17 (Th17), takie jak interleukina-17 (IL-17), interferon-gamma (IFN-γ), interleukina-1 beta (IL-1β) oraz interleukina-8 (IL-8). Stratyfikacja pozostaje trudna z powodu braku zwalidowanych, stabilnych i łatwo dostępnych biomarkerów; fenotypowanie indukowanej plwociny wymaga specjalistycznej wiedzy, a wzorce zapalne mogą być zmienione przez ekspozycję na kortykosteroidy, infekcje dróg oddechowych, palenie tytoniu, otyłość oraz czynniki środowiskowe. Obecne postępowanie kładzie zatem nacisk na potwierdzenie diagnozy, korekcję czynników modyfikowalnych oraz leczenie chorób współistniejących w oparciu o fenotyp. Blokada alarmid przeciwzapalnych w górnym biegu kaskady, w tym podejścia skierowane przeciwko TSLP oraz interleukinie-33 (IL-33)/ST2, może zapewnić szerszy zakres mechanistyczny, podczas gdy sygnalizacja IL-17/interleukina-23 (IL-23), rekrutacja neutrofili oparta na receptorze chemokin motywu C-X-C 2 (CXCR2) oraz aktywacja inflamasomu białka 3 zawierającego domeny NOD, LRR i pyrin (NLRP3)/IL-1β pozostają celami badawczymi z ograniczonymi lub niespójnymi dowodami klinicznymi24. Co ważne, astmy T2-high i T2-low nie należy traktować jako kategorii stałych lub wzajemnie wykluczających się, ponieważ w praktyce klinicznej mogą wystąpić mieszane profile zapalne, a biomarkery takie jak eozynofile we krwi, FeNO i liczba granulocytów w plwocinie mogą zmieniać się w czasie w zależności od aktywności choroby, ekspozycji na kortykosteroidy, infekcji dróg oddechowych i czynników wyzwalających ze środowiska21,24.
Kluczowe komórki odpornościowe:
Odpowiedź zapalna w astmie oskrzelowej (SA) obejmuje szeroki zakres komórek strukturalnych i odpornościowych, które przyczyniają się zarówno do inicjacji choroby, jak i do jej przewlekłego przebiegu. Komórki nabłonka dróg oddechowych należą do pierwszych komórek reagujących na czynniki środowiskowe, w tym alergeny, infekcje wirusowe i zanieczyszczenia powietrza. Po aktywacji komórki te uwalniają pochodzące z nabłonka cytokiny, takie jak TSLP, IL-33 oraz interleukina-25 (IL-25)25, które pełnią funkcję wczesnych sygnałów alarmowych w zapaleniu dróg oddechowych. Mediatory te aktywują populacje efektorowe, w szczególności komórki Th2 i ILC2, które z kolei produkują IL-4, IL-5 i IL-13. IL-5 jest niezbędna do dojrzewania, rekrutacji i przeżycia eozynofilów, natomiast IL-4 i IL-13 wspomagają przełączanie klas przeciwciał na IgE w komórkach B oraz nasilają zapalenie dróg oddechowych typu 226. Ponadto mastocyty i bazofile przyczyniają się do pogorszenia stanu choroby poprzez uwalnianie histaminy, leukotrienów i innych mediatorów zapalnych. Prostaglandyna D2 (PGD2), lipidowy mediator pochodzący głównie z mastocytów, dodatkowo promuje skurcz oskrzeli i aktywację komórek zapalnych typu 2, intensyfikując tym samym zapalenie dróg oddechowych27.
Kluczowe cytokiny i szlaki sygnalizacyjne:
Astma ciężka (SA) jest napędzana przez złożone środowisko cytokin i powiązane ze sobą wewnątrzkomórkowe szlaki sygnalizacyjne. Do najważniejszych mediatorów należą IL-4, IL-5, IL-13 oraz IFN-γ, z których wszystkie uczestniczą w kształtowaniu odmiennych odpowiedzi zapalnych28. IL-4 promuje zarówno różnicowanie komórek Th2, jak i produkcję IgE przez komórki B29. IL-5 odpowiada przede wszystkim za ekspansję i przetrwanie eozynofili30. IFN-γ jest ściślej powiązany z zapaleniem nietypem T2, w którym nasila polaryzację makrofagów do fenotypu M1, wzmacnia aktywność prozapalną i sprzyja odpowiedziom immunologicznym ukierunkowanym na Th1, jednocześnie przeciwdziałając różnicowaniu Th231. IL-13 przyczynia się do kilku charakterystycznych cech astmy, w tym do hipersekrecji śluzu, nadreaktywności dróg oddechowych oraz strukturalnego przebudowania dróg oddechowych32.
Oprócz tych cytokin efektorowych, pochodzące z nabłonka alarminy, takie jak TSLP, IL-33 i IL-25, działają na wcześniejszym etapie kaskady zapalnej i mogą inicjować lub wzmacniać odpowiedzi T2 poprzez aktywację ILC2 oraz komórek Th233. Efekty biologiczne tych mediatorów są przekazywane za pomocą kilku głównych szlaków sygnalizacyjnych, w tym szlaków kinazy Janus/przekaźnika sygnału i aktywatora transkrypcji (JAK/STAT), jądrowego czynnika kappa B (NF-κB) oraz kinazy aktywowanej mitogenami (MAPK). Rosnąca wiedza na temat tych mechanizmów wsparła opracowanie leków biologicznych skierowanych przeciwko kluczowym celom zapalnym. Główne cechy immunopatologiczne SA przedstawiono na Rysunku 1.

Rysunek 1. Sieci komórkowe i cytokinowe napędzające zapalenie i przebudowę dróg oddechowych typu 2 w ciężkiej astmie. Wyzwalacze środowiskowe, w tym alergeny, infekcje wirusowe, zanieczyszczenia powietrza i stres mechaniczny, stymulują barierę nabłonkową dróg oddechowych i promują uwalnianie alarmonów nabłonkowych, w tym limfopoetyny stromalnej grasicy (TSLP), interleukiny-33 (IL-33) oraz IL-25. Alarmony te aktywują wrodzone komórki limfoidalne typu 2 (ILC2) oraz, bezpośrednio lub poprzez aktywację komórek dendrytycznych, komórki T pomocnicze typu 2 (Th2), co sprzyja produkcji cytokin typu 2: IL-4, IL-5 i IL-13. IL-4 promuje przełączanie klas przeciwciał w komórkach B oraz aktywację mastocytów i bazofili zależną od immunoglobulin E (IgE); IL-5 promuje rekrutację i przeżycie eozynofili; natomiast IL-13 przyczynia się do hiperplazji komórek kubkowych, hipersekrecji śluzu, wzrostu mięśni gładkich i odkładania kolagenu. Wspólnie procesy te prowadzą do zapalenia dróg oddechowych, ich przebudowy oraz ograniczenia przepływu powietrza. Skróty: IgE, immunoglobulina E; IL, interleukina; ILC2, wrodzona komórka limfoidalna typu 2; Th2, komórka T pomocnicza typu 2; TSLP, limfopoetyna stromalna grasicy. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.
Biomarkery w leczeniu precyzyjnym
W ostatnich latach leczenie kierowane biomarkerami stało się centralnym elementem precyzyjnego zarządzania w SA. Kilka biomarkerów zostało już włączonych do rutynowej praktyki klinicznej, podczas gdy coraz większa liczba potencjalnych markerów jest badana w celu bardziej precyzyjnej klasyfikacji choroby i podejmowania decyzji terapeutycznych.
Ustanowione biomarkery:
Wśród biomarkerów obecnie stosowanych w SA najczęściej wykorzystuje się liczbę eozynofili we krwi, FeNO, IgE oraz liczbę eozynofili w plwocinach21. Liczba eozynofili we krwi jest szeroko stosowana w warunkach klinicznych, ponieważ jest łatwa do uzyskania i prosta w interpretacji21. Wyższe poziomy eozynofili obwodowych zazwyczaj odzwierciedlają trwający stan zapalny typu T2 i są powiązane z ryzykiem zaostrzeń, ciężkością choroby oraz eozynofilową aktywnością dróg oddechowych34,35. Narastające dowody kliniczne sugerują ponadto, że pacjenci z podwyższoną liczbą eozynofili we krwi mają większą szansę na odniesienie korzyści z leczenia biologicznego skierowanego przeciwko IL-5 lub IL-5Rα36. W praktyce, wartości liczby eozynofili we krwi ≥150 cells/µL i ≥300 cells/µL są powszechnie stosowane jako progi kwalifikacji lub wzbogacania odpowiedzi, przy czym wyższe wartości są zazwyczaj powiązane z większym prawdopodobieństwem korzyści z terapii celowanej w eozynofile4,36. Jednak progi te nie są zamienne i różnią się w zależności od badań klinicznych, wytycznych, kryteriów płatników oraz poszczególnych charakterystyk produktów biologicznych. Niemniej jednak marker ten nie jest całkowicie stabilny, ponieważ niedawna infekcja, ekspozycja na systemowe kortykosteroidy oraz zmienność dobowa mogą wpływać na zmierzoną wartość37.
FeNO jest innym powszechnie stosowanym markerem, który zapewnia nieinwazyjny pomiar stanu zapalnego dróg oddechowych typu T238. Jego podwyższony poziom jest w dużej mierze związany z indukcją produkcji tlenku azotu w komórkach nabłonka dróg oddechowych, zapośredniczoną przez IL-4 i IL-1339. W praktyce klinicznej zwiększone stężenie FeNO odzwierciedla aktywny stan zapalny dróg oddechowych typu 2, w szczególności aktywność szlaku IL-4/IL-13, a nie bezpośrednio mierzy zapalenie eozynofilowe, dlatego jest ono wykorzystywane do wspierania przewidywania ryzyka zaostrzeń oraz odpowiedzi na terapie celowane w IL-4Rα40,41. Wartości FeNO wynoszące około ≥20–25 parts per billion (ppb) są powszechnie stosowane w celu potwierdzenia obecności stanu zapalnego typu 2 lub w celu wyłonienia pacjentów z odpowiedzią na leczenie; jednak stosowana wartość odcięcia różni się w zależności od wytycznych, badań klinicznych i charakterystyk poszczególnych leków biologicznych. Niemniej jednak na poziomy FeNO mogą wpływać również status palenia tytoniu, schorzenia współistniejące górnych dróg oddechowych, takie jak zapalenie błony śluzowej nosa lub zapalenie zatok, a także przestrzeganie zaleceń dotyczących stosowania ICS42. Z tego powodu FeNO jest zazwyczaj bardziej informacyjny, gdy jest interpretowany wspólnie z innymi biomarkerami, a nie w izolacji.
IgE bierze czynny udział w alergicznym zapaleniu dróg oddechowych. Poprzez oddziaływanie z receptorami o wysokim powinowactwie na mastocytach i bazofilach, stymuluje uwalnianie mediatorów zapalnych i przyczynia się do kaskady odpowiedzi zapalnych w drogach oddechowych43. Jednak sam poziom całkowitego IgE nie powinien być traktowany jako biomarker służący do wyboru metody leczenia. Przy rozważaniu terapii anty-IgE, poziom całkowitego IgE należy interpretować w połączeniu z istotnym klinicznie wywiadem alergicznym oraz dowodami na sensybilizację, wykazanymi w badaniach IgE swoistego dla konkretnych alergenów i/lub w testach skórnych (skin-prick tests). W przypadku omalizumabu całkowity poziom IgE oraz masa ciała są wykorzystywane przede wszystkim do określenia kwalifikacji do leczenia oraz dawkowania zgodnie z aktualną lokalną charakterystyką produktu leczniczego, a nie do przewidywania wielkości odpowiedzi na leczenie13. Z kolei liczba eozynofili w plwocinach pozwala na bardziej bezpośrednią ocenę zapalenia eozynofilowego w obrębie dróg oddechowych44. Chociaż liczba eozynofili we krwi i odsetek eozynofili w plwocinach są często skorelowane na poziomie populacyjnym, nie są one zamienne na poziomie indywidualnego pacjenta. Mogą wystąpić wzorce rozbieżne, w tym podwyższona liczba eozynofili we krwi przy niskim odsetku eozynofili w plwocinach lub odwrotnie – niska liczba eozynofili we krwi przy podwyższonym odsetku eozynofili w plwocinach. Zwiększona proporcja eozynofili w plwocinach została powiązana z większym prawdopodobieństwem zaostrzenia astmy i może również pomóc w dostosowaniu leczenia, w tym w miareczkowaniu ICS oraz ocenie odpowiedzi na leki biologiczne45. Pomimo tej zalety, indukcja plwocin jest wymagająca technicznie, nie wszyscy pacjenci są w stanie dostarczyć odpowiednią próbkę, a obróbka próbek wymaga przeszkolonego personelu, zestandaryzowanych procedur i specjalistycznych zapleczy laboratoryjnych. Te wymagania techniczne i logistyczne ograniczają możliwość oceny liczby eozynofili w plwocinach w rutynowej praktyce klinicznej.
Nowe biomarkery:
Postępy w biologii molekularnej i technologiach omicznych rozszerzyły zakres potencjalnych biomarkerów astmy ciężkiej (SA) i mogą poprawić precyzję fenotypowania zapalnego. Kandydaci ci mogą być rozważani w ramach kontinuum dojrzałości klinicznej. Periostyna oraz wybrane sygnatury ekspresji genów T2 posiadają pewne dowody translacyjne, ale nie zostały jeszcze szeroko wprowadzone do rutynowej praktyki, natomiast bezpośrednie pomiary alarmonów nabłonkowych, mikroRNA (miRNA) oraz sygnatury pochodzące z analiz multiomicznych pozostają głównie w fazie badań. Periostyna jest jednym z najczęściej badanych nowych markerów. To białko macierzy zewnątrzkomórkowej jest produkowane przez komórki nabłonka dróg oddechowych oraz fibroblasty, a jego ekspresja zależy od sygnalizacji IL-4 i IL-1346. Podwyższony poziom periostyny w surowicy wiązano z zapaleniem eozynofilowym i przebudową dróg oddechowych, co sugeruje potencjalną wartość w identyfikacji pacjentów z aktywną postacią choroby T2 oraz w ocenie odpowiedzi na terapie związane z osią IL-1347. Mimo to jej szersze zastosowanie kliniczne jest ograniczone przez takie czynniki jak zmienność związana z wiekiem oraz interferencje wynikające z metabolizmu kostnego, co podkreśla potrzebę dalszej standaryzacji.
Znaczne zainteresowanie wzbudziły również inne mediatory znajdujące się powyżej w kaskadzie sygnałowej, w szczególności cytokiny pochodzenia nabłonkowego, takie jak TSLP, IL-33 i IL-2548. Chociaż alarminy te stanowią istotne biologicznie cele terapeutyczne, ich bezpośredni pomiar jako biomarkerów klinicznych pozostaje w fazie badań ze względu na brak standaryzowanych testów i zwalidowanych progów interpretacyjnych. Ponieważ cząsteczki te uczestniczą we wczesnej fazie stanu zapalnego dróg oddechowych poprzez aktywację komórek ILC2 i Th2, mogą one służyć nie tylko jako wskaźniki aktywności choroby, ale także jako biologicznie istotne cele terapeutyczne.
Profilowanie ekspresji genów dostarczyło również nowych informacji na temat heterogeniczności astmy. Analizy transkryptomiczne próbek nabłonka dróg oddechowych i krwi obwodowej wykazały zwiększoną ekspresję genów takich jak POSTN, CLCA1 i SERPINB2 w związku z zapaleniem eozynofilowym i aktywacją immunologiczną typu T249. Te sygnatury ekspresji genów wykazały potencjał translacyjny w zakresie fenotypowania molekularnego, jednak nie są one jeszcze wystarczająco wystandaryzowane do rutynowego zastosowania klinicznego. Ponadto złożone sygnatury ekspresji genów T2 mogą umożliwić bardziej precyzyjne rozróżnienie endotypów zapalnych i mogą poprawić ocenę odpowiedzi na leczenie, zwłaszcza w przypadku terapii skierowanych przeciwko szlakowi IL-4/IL-1350,51,52.
miRNA wyłoniły się jako kolejna obiecująca klasa biomarkerów ze względu na ich rolę regulacyjną w szlakach immunologicznych i zapalnych, choć ich zastosowanie ma obecnie charakter głównie badawczy. Cząsteczki takie jak miR-21, miR-155, miR-146a oraz miR-223 są powiązane z zapaleniem typu T2 i funkcją komórek odpornościowych w SA53. Na przykład miR-21 wydaje się sprzyjać polaryzacji Th2 i nasilać zapalenie związane z T2, podczas gdy miR-155 uczestniczy w szerszym zakresie w aktywacji immunologicznej i regulacji sygnałów zapalnych54,55. Jednak zmienność między typami próbek oraz brak zstandaryzowanych metod analitycznych wciąż utrudniają translację kliniczną biomarkerów opartych na miRNA.
Rozwój sekwencjonowania wysokoprzepustowego dodatkowo przyspieszył badania multiomiczne w astmie. Badania genomiczne zidentyfikowały warianty związane z podatnością w genach takich jak IL33, IL1RL1, TSLP i ORMDL3, z których wszystkie są powiązane z regulacją stanu zapalnego dróg oddechowych56,57. Jednocześnie badania transkryptomiczne i proteomiczne ujawniły szersze sieci molekularne związane z aktywnością zapalną i heterogennością choroby52. W ostateczności integracja informacji genomicznych, transkryptomicznych, proteomicznych i metabolomicznych może umożliwić opracowanie złożonych paneli biomarkerów o większej odporności niż w przypadku pojedynczego markera. Takie zintegrowane modele mogłyby wesprzeć bardziej kompleksową charakterystykę SA i ułatwić dokładniejszą stratyfikację pacjentów w leczeniu precyzyjnym. Obecnie jednak panele biomarkerów pochodzące z analiz multiomicznych pozostają narzędziami badawczymi i wymagają prospektywnej walidacji klinicznej, standaryzacji analitycznej oraz oceny wykonalności w rzeczywistych warunkach przed wdrożeniem do rutynowej praktyki.
Rola kliniczna i interpretacja biomarkerów:
Z perspektywy klinicznej biomarkery w SA służą trzem komplementarnym, lecz odrębnym celom. Po pierwsze, biomarkery fenotypowe pozwalają zidentyfikować podstawowe wzorce zapalne. Liczba eozynofili we krwi i plwocinie, FeNO oraz całkowite IgE, interpretowane wraz z dowodami na sensytyzację alergiczną, mogą pomóc w charakterystyce fenotypów eozynofilowego, typu 2 oraz alergicznego. Po drugie, biomarkery predykcyjne pozwalają oszacować prawdopodobieństwo odpowiedzi na konkretny lek biologiczny. Na przykład wyższa liczba eozynofili we krwi wiąże się z większą oczekiwaną korzyścią z terapii anty-IL-5 lub anty-IL-5Rα, podczas gdy podwyższone FeNO może przewidywać silniejszą odpowiedź na blokadę IL-4Rα. Po trzecie, biomarkery monitorujące są oceniane podłużnie podczas obserwacji. Seryjne oznaczanie liczby eozynofili we krwi i pomiary FeNO mogą dostarczać pomocniczych informacji na temat aktywności zapalnej, lecz powinny być interpretowane wraz z częstotliwością zaostrzeń, kontrolą objawów, funkcją płuc oraz stosowaniem OCS. Funkcje te mogą się zazębiać, a na wartości biomarkerów mogą wpływać kortykosteroidy, infekcje dróg oddechowych, palenie tytoniu, choroby współistniejące oraz przestrzeganie zaleceń terapeutycznych. W związku z tym żadnego pojedynczego biomarkera nie należy interpretować w izolacji21,36,40,41. Tabela 1 podsumowuje materiał biologiczny lub metody detekcji, znaczenie kliniczne oraz aktualny status wdrożenia klinicznego uznanych i nowych biomarkerów w SA, dostarczając tym samym praktycznych ram dla oceny klinicznej i doboru leczenia w oparciu o biomarkery.
| Biomarker | Próbka / metoda detekcji | Znaczenie kliniczne w ciężkiej astmie | Obecny status wdrożenia klinicznego |
| Eozynofile we krwi | Morfologia krwi obwodowej | Marker stanu zapalnego o wysokim typie T2/eosinofilowego; przydatny do szacowania ryzyka zaostrzeń, stratyfikacji pacjentów oraz doboru leków biologicznych celowanych w eosinofile. | Rutynowa praktyka kliniczna. |
| FeNO | Pomiar tlenku azotu w powietrzu wydychanym przy użyciu analizatora FeNO | Nieinwazyjny marker stanu zapalnego dróg oddechowych indukowanego przez IL-4/IL-13; wspomaga identyfikację postaci choroby o wysokim poziomie T2 oraz może pomagać w monitorowaniu leczenia i ocenie odpowiedzi na terapię. | Rutynowa praktyka kliniczna, zależnie od lokalnej dostępności. |
| Całkowite IgE | Rozpoznanie immunoenzymatyczne surowicy | Stosowane w ocenie fenotypu alergicznego w połączeniu z dowodami na sensytyzację; pomagają w ocenie kwalifikowalności do leczenia oraz w wyborze leku biologicznego. | Rutynowa praktyka kliniczna interpretowana łącznie z uczuleniem. |
| Eozynofile w plwocinie | Cytologia indukowanej plwociny | Zapewnia bezpośredni pomiar eozynofilowego zapalenia dróg oddechowych; jest przydatne do potwierdzenia fenotypu oraz podłużnej oceny kontroli stanu zapalnego. | Ograniczone wdrożenie kliniczne; dostępne głównie w wyspecjalizowanych ośrodkach. |
| Periostyna | Test ELISA (enzymatic linked immunosorbent assay) z surowicy; obecnie ograniczony w rutynowej praktyce | Kandydat na marker aktywności T2 związanej z IL-13 oraz przebudowy dróg oddechowych; stosowany głównie w warunkach badawczych. | Badawcze; nie stosowane rutynowo. |
| Alarminy pochodzenia nabłonkowego (TSLP/IL-33/IL-25) | Analizy badawcze z wykorzystaniem próbek z dróg oddechowych, surowicy lub plwociny | Odzwierciedlają aktywację odpornościową nabłonka w górnych drogach oddechowych i mogą wspierać endotypowanie zapalne; obecnie stosowane głównie do celów badawczych. | Do użytku badawczego lub eksploracyjnego. |
| sygnatury ekspresji genów T2 (np. POSTN, CLCA1, SERPINB2) | Profilowanie transkrypcyjne, w tym sekwencjonowanie RNA (RNA-seq) lub mikromacierze | Może wspierać klasyfikację molekularną schorzeń o wysokim poziomie T2 oraz dostarczać pomocniczych informacji do stratyfikacji pacjentów w warunkach badawczych. | Do użytku badawczego lub eksploracyjnego. |
| MikroRNA (np. miR-21, miR-155) | Ilościowa reakcja łańcuchowa polimerazy (qPCR) lub sekwencjonowanie; głównie do celów badawczych | Wiąże się z regulacją odporności i może mieć w przyszłości wartość w diagnostyce, fenotypowaniu oraz przewidywaniu odpowiedzi na leczenie. | Do celów badawczych lub eksploracyjnych. |
Tabela 1: Ustanowione i pojawiające się biomarkery ciężkiej astmy: metody detekcji, znaczenie kliniczne i obecny status wdrożenia klinicznego. W tabeli podsumowano rodzaj materiału lub metodę detekcji, znaczenie kliniczne oraz obecny status wdrożenia klinicznego ustanowionych i pojawiających się biomarkerów ciężkiej astmy. Biomarkery te mogą wspierać fenotypowanie zapalne, dobór leków biologicznych, ocenę ryzyka zaostrzeń oraz monitorowanie leczenia. Większość pojawiających się biomarkerów pozostaje w fazie badań i powinna być interpretowana wraz z cechami klinicznymi i historią leczenia. Skróty: ELISA, test immunoenzymatyczny; FeNO, frakcyjna wydalana tlenkiem azotu; IgE, immunoglobulina E; IL, interleukina; miRNA, mikroRNA; qPCR, ilościowa reakcja łańcuchowa polimerazy; RNA-seq, sekwencjonowanie RNA; T2, typ 2; TSLP, limfopoetyna stroma ty muskowa.
Zatwierdzone terapie biologiczne i ich mechanizmy działania
W porównaniu z konwencjonalnymi terapiami przeciwzapalnymi, leki biologiczne działają bardziej selektywnie, przerywając działanie konkretnych cytokin lub szlaków immunologicznych napędzających stan zapalny dróg oddechowych. Obecne strategie biologiczne w SA koncentrują się głównie na IgE, osi IL-5/receptor IL-5, szlaku IL-4/IL-13 oraz pochodzących z nabłonka mediatorach upstream. Poprzez celowanie w różne komponenty kaskady zapalnej, środki te zapewniają bardziej indywidualne opcje leczenia dla pacjentów o odmiennych profilach zapalnych.
Terapia anty-IgE:
Omalizumab był pierwszym lekiem biologicznym zatwierdzonym w leczeniu astmy i jest stosowany przede wszystkim u pacjentów z umiarkowaną do ciężkiej astmą alergiczną58. IgE odgrywa centralną rolę w alergicznym zapaleniu dróg oddechowych, ponieważ wiąże się z wysokopowinowactwowym receptorem IgE (FcεRI) ekspresjonowanym na komórkach tucznych i bazofilach, co promuje uwalnianie mediatorów oraz następcze reakcje skurczowe oskrzeli i zapalne. Omalizumab jest rekombinowanym humanizowanym przeciwciałem monoklonalnym, które wiąże krążące wolne IgE i ogranicza jego oddziaływanie z FcεRI, co prowadzi do zmniejszenia aktywacji komórek efektorowych i łagodzenia zapalenia alergicznego59. Pod względem klinicznym omalizumab jest najbardziej odpowiedni dla pacjentów z całkowitym poziomem IgE mieszczącym się w odpowiednim zakresie terapeutycznym i dawkowania, przy jednoczesnym stwierdzeniu sensybilizacji alergicznej; wykazano, że obniża on częstotliwość zaostrzeń, poprawiając jednocześnie funkcję płuc i jakość życia związaną ze zdrowiem60.
Terapia skierowana przeciwko szlakowi IL-5/IL-5R:
Szlak IL-5 jest kluczowym regulatorem zapalenia eozynofilowego, ponieważ IL-5 wspiera dojrzewanie, mobilizację, rekrutację i przeżywalność eozynofili. Sprawia to, że oś IL-5 stanowi istotny cel terapeutyczny w eozynofilowym SA. Mepolizumab, reslizumab i benralizumab redukują zapalenie napędzane przez eozynofile, choć robią to poprzez różne mechanizmy61,62,63. Mepolizumab i reslizumab bezpośrednio wiążą IL-5 i zapobiegają aktywacji receptora IL-5, ograniczając tym samym produkcję i aktywność eozynofili61. Benralizumab natomiast wiąże IL-5Rα i promuje niemal całkowite usunięcie eozynofili poprzez cytotoksyczność komórkową zależną od przeciwciał (ADCC)62,63. Terapie te redukują liczbę zaostrzeń i mogą poprawić kontrolę objawów oraz funkcję płuc; w odniesieniu do mepolizumabu i benralizumabu istnieją również dowody na działanie oszczędzające OCS u wybranych pacjentów64. Reslizumab wymaga dożylnej infuzji zależnej od masy ciała co 4 tygodnie, co może ograniczać wygodę i stosowanie u niektórych pacjentów65. W przeciwieństwie do tego, wydłużony okres półtrwania depemokimabu pozwala na podawanie leku co 6 miesięcy14.
Terapia przeciwko szlakowi IL-4Rα:
IL-4 i IL-13 są kluczowymi mediatorami stanu zapalnego typu T2 i przyczyniają się do syntezy IgE, zapalenia dróg oddechowych, produkcji śluzu oraz przebudowy strukturalnej. Dupilumab jest skierowany przeciwko IL-4Rα, który jest wspólny dla szlaków sygnalizacyjnych IL-4 i IL-13. W rezultacie hamowanie IL-4Rα tłumi sygnalizację obu cytokin66. Dowody kliniczne wskazują, że dupilumab może szybko poprawić kontrolę astmy i zmniejszyć obciążenie zaostrzeniami, jednocześnie poprawiając funkcję płuc67. Może być on szczególnie użyteczny u pacjentów z uporczywym stanem zapalnym T2 lub współistniejącymi schorzeniami związanymi z T2, w tym z przewlekłym zapaleniem zatok z polipami nosa oraz z atopowym zapaleniem skóry68,69. Dupilumab podaje się podskórnie co 2 tygodnie; ten stosunkowo częsty harmonogram może obniżać wygodę stosowania lub przestrzeganie zaleceń przez niektórych pacjentów66.
Cytokiny antynabłonkowe:
Mediatory nabłonkowe działające w górę kaskady sygnałowej stały się ważnymi celami terapeutycznymi w astmie. Wśród nich TSLP jest uznawane za główny inicjator stanu zapalnego dróg oddechowych48,70. W odpowiedzi na alergeny, infekcje wirusowe lub czynniki środowiskowe, komórki nabłonka dróg oddechowych uwalniają TSLP, co z kolei aktywuje komórki dendrytyczne, ILC2 oraz komórki Th2 i stymuluje późniejszą produkcję IL-4, IL-5 oraz IL-13. Tezepelumab blokuje sygnalizację TSLP, zapobiegając jego oddziaływaniu z kompleksem receptorowym, co prowadzi do zmniejszenia liczby zaostrzeń71,72,73. Korzyść kliniczna może wystąpić u pacjentów z niskim poziomem konwencjonalnych biomarkerów T2, jednak skala tej korzyści jest zazwyczaj większa u pacjentów z wyższym wyjściowym poziomem eozynofili we krwi i/lub FeNO74,75,76. Dodatkowe cele w górnym odcinku kaskady, w tym oś IL-33/ST2 oraz IL-25, pozostają przedmiotem badań48,70.
Kluczowe dowody z III fazy badań oraz zastosowania kliniczne:
Liczne kluczowe randomizowane badania fazy III potwierdziły rolę kliniczną terapii biologicznej w SA. W badaniu INNOVATE omalizumab zmniejszył skorygowaną częstość klinicznie istotnych zaostrzeń o 26% oraz częstość ciężkich zaostrzeń o 50% w porównaniu z placebo77. W badaniu MENSA podawany podskórnie mepolizumab zredukował liczbę klinicznie istotnych zaostrzeń o 53% i poprawił natężoną objętość wydechową pierwszosekundową przed podaniem leku rozszerzającego oskrzela (FEV1) o 98 mL w stosunku do placebo78. W badaniu SIROCCO benralizumab podawany co 8 tygodni zmniejszył roczną częstość zaostrzeń o 51% i poprawił przedbronchodilatacyjną FEV1 o 159 mL w porównaniu z placebo u pacjentów z liczbą eozynofili we krwi ≥300 cells/µL79. W badaniu LIBERTY ASTHMA QUEST dupilumab zredukował zannualizowaną częstość ciężkich zaostrzeń o 47,7% i zwiększył FEV₁ o 0,14 L w porównaniu z placebo w 12. tygodniu80. Podobnie w badaniu NAVIGATOR tezepelumab zmniejszył zannualizowaną częstość zaostrzeń o 56% i poprawił przedbronchodilatacyjną FEV1 o 0,13 L względem placebo w 52. tygodniu81. W badaniach SWIFT-1 i SWIFT-2 depemokimab podawany dwa razy w roku zredukował zannualizowaną częstość zaostrzeń o 54% w porównaniu z placebo14. Dodatkowe badania kluczowe i rozszerzone — w tym DREAM82, SIRIUS83, COMET84, badania fazy III nad reslizumabem85, CALIMA86, ZONDA87, BORA88, VENTURE89 oraz DESTINATION90 — dostarczają uzupełniających dowodów na temat kwalifikowalności definiowanej przez biomarkery, efektów oszczędzających OCS oraz długoterminowego bezpieczeństwa i skuteczności. Kryteria specyficzne dla poszczególnych badań podsumowano w Tabeli 2.
| Lek | Cel terapeutyczny / szlak | Typowy profil kandydata w ciężkiej astmie | Typowe wskaźniki biomarkerów | Reprezentatywne badania fazy III i badania rozszerzone | Kluczowe cechy kliniczne / uwagi | Droga podania i zwykła częstotliwość |
| Omalizumab | IgE | Alergiczna ciężka astma z klinicznie istotną sensybilizacją oraz całkowitym poziomem IgE/masą ciała mieszczącymi się w odpowiedniej lokalnej tabeli dawkowania | Dodatni test z nakłuciem skóry i/lub swoiste przeciwciała IgE przeciwko alergenom; całkowite IgE i masa ciała przed leczeniem | INNOVATE77: całkowite IgE 30–700 IU/mL oraz masa ciała zgodna z tabelą dawkowania | Poza lokalnymi limitami IgE/masy ciała może nie być dostępnej zalecanej dawki | SC co 2 lub 4 tygodnie |
| Mepolizumab | IL-5 | Eozynofilowa ciężka astma | Eozynofile we krwi ≥150 cells/μL podczas badania przesiewowego lub ≥300 cells/μL w ciągu poprzedniego roku | DREAM82; MENSA78; SIRIUS83; MUSCA17; COMET84 | Redukuje zapalenie eozynofilowe poprzez neutralizację IL-5 i jest ugruntowany w leczeniu chorób napędzanych przez eozynofile | SC co 4 tygodnie |
| Reslizumab | IL-5 | Eozynofilowa ciężka astma u dorosłych | Eozynofile we krwi ≥400 cells/μL w kluczowych badaniach nad zaostrzeniami | Badania fazy III nad reslizumabem65˒85 | Wymaga infuzji IV co 4 tygodnie, co może ograniczać wygodę i stosowanie u niektórych pacjentów | IV co 4 tygodnie |
| Benralizumab | IL-5Rα | Eozynofilowa ciężka astma | Eozynofile we krwi ≥300 cells/μL w podstawowej populacji SIROCCO/CALIMA | SIROCCO79; CALIMA86; ZONDA87; BORA88 | Powoduje głęboką deplecję eozynofili poprzez cytotoksyczność komórkową zależną od przeciwciał (ADCC) | SC co 4 tygodnie przez 3 dawki, następnie co 8 tygodni |
| Depemokimab | IL-5 | Ciężka astma z fenotypem eozynofilowym/typu 2 | Eozynofile we krwi ≥150 cells/μL podczas badania przesiewowego lub ≥300 cells/μL w ciągu poprzedniego roku | SWIFT-1 oraz SWIFT-214 | Ultra-długo działający lek biologiczny anty-IL-5 z dawkowaniem dwa razy w roku | SC co 6 miesięcy |
| Dupilumab | IL-4Rα, hamując tym samym sygnalizację IL-4/IL-13 | Ciężka astma T2-high lub zależna od OCS, szczególnie z polipami nosa lub atopowym zapaleniem skóry | Brak minimalnego progu biomarkerów w QUEST/VENTURE; większa korzyść przy wyższym poziomie eozynofili lub FeNO | LIBERTY ASTHMA QUEST80; VENTURE89 | Dawkowanie SC co 2 tygodnie może ograniczać wygodę lub przestrzeganie zaleceń u niektórych pacjentów | SC co 2 tygodnie |
| Tezepelumab | TSLP (upstream epithelial alarmin) | Ciężka astma w wielu fenotypach zapalnych | Brak minimalnego progu eozynofili we krwi lub FeNO; wyższe poziomy przewidują większą korzyść | NAVIGATOR81; DESTINATION90 | Może pomóc niektórym pacjentom z niskimi biomarkerami T2, ale skuteczność jest zazwyczaj większa w chorobie T2-high | SC co 4 tygodnie |
Tabela 2: Zatwierdzone leki biologiczne w ciężkiej astmie: cele terapeutyczne, profile kandydatów, związane biomarkery oraz kluczowe badania kliniczne fazy III. Tabela ta podsumowuje główne leki biologiczne zatwierdzone w leczeniu astmy w Stanach Zjednoczonych i/lub Unii Europejskiej, w tym ich cele terapeutyczne, grupy pacjentów kwalifikujących się do leczenia, związane biomarkery, reprezentatywne badania fazy III i badania rozszerzone, kluczowe cechy kliniczne oraz zwyczajowe drogi i częstotliwość podawania. Wyniki analizy biomarkerów należy zintegrować z fenotypem klinicznym podczas wyboru metody leczenia.
Z porównawczej perspektywy klinicznej omalizumab posiada najdłuższe doświadczenie kliniczne i jest najlepiej dostosowany do pacjentów z wyraźnie zdefiniowanym fenotypem alergicznym i udokumentowaną uczuleniem na alergeny. Leki anty-IL-5 i anty-IL-5Rα zapewniają najbardziej bezpośrednie podejście celowane w eozynofile i mogą być szczególnie atrakcyjne dla pacjentów z nawracającymi zaostrzeniami eozynofilowymi lub zależnością od OCS. Dupilumab zapewnia jednoczesne hamowanie sygnalizacji IL-4 i IL-13 i może być preferowany w przypadku podwyższonego poziomu FeNO, przewlekłego zapalenia zatok z polipami nosa lub atopowego zapalenia skóry. Tezepelumab działa wyżej w kaskadzie sygnałowej i może obejmować szerszy zakres fenotypów zdefiniowanych przez biomarkery. Może wystąpić znaczna zbieżność kryteriów kwalifikacji, ponieważ uczulenie alergiczne, eozynofilia we krwi i podwyższony poziom FeNO często współistnieją. Ponieważ bezpośrednie dowody z badań porównawczych (head-to-head) pozostają ograniczone, wybór leczenia powinien priorytetyzować dominujące cechy podlegające leczeniu, istotne choroby współistniejące, kwestie dawkowania, bezpieczeństwo, preferencje pacjenta, koszt oraz dostępność77,78,79,80,81.
Strategie leczenia kierowane biomarkerami
Stosowanie biomarkerów stało się kluczowym elementem precyzyjnego leczenia SA. Poprzez identyfikację podstawowych wzorców zapalnych, biomarkery mogą wspierać dobór leków biologicznych, poprawiać dopasowanie terapii oraz pomagać w unikaniu niepotrzebnej ekspozycji na nieskuteczne metody leczenia. Jednocześnie wyników biomarkerów nie należy interpretować w izolacji. Ich wartość kliniczna jest największa, gdy są one rozpatrywane łącznie z fenotypem choroby, częstotliwością poprzednich zaostrzeń, chorobami współistniejącymi oraz czynnikami związanymi z leczeniem, takimi jak stosowanie ICS lub OCS. Takie zintegrowane podejście może ułatwić rozpoznanie cech poddających się leczeniu i pozwolić na bardziej elastyczne, zindywidualizowane zarządzanie chorobą.
Stratyfikacja pacjentów w oparciu o biomarkery:
Wśród obecnie rozpoznanych fenotypów zapalnych, astma SA z wysokim poziomem T2 (T2-high) jest najlepiej scharakteryzowana. W niniejszym przeglądzie astma alergiczna odnosi się do choroby z klinicznie istotną nadwrażliwością wykazaną w testach skórnych i/lub za pomocą swoistych dla alergenów przeciwciał IgE. W celach opisowych profil T2-high uznaje się za obecny, gdy zidentyfikowany zostanie jeden lub więcej z następujących parametrów: eosinofile we krwi ≥150 cells/µL, FeNO ≥20 ppb, eosinofile w plwocinach ≥2% lub klinicznie stwierdzona astma indukowana alergenami. Astmę eosinofilną zgłasza się z wykorzystaniem progu eosinofilii we krwi specyficznego dla danego badania, najczęściej ≥150, ≥300 lub ≥400 cells/µL; progi te nie są zamienne z lokalnymi kryteriami kwalifikacyjnymi organów regulacyjnych lub płatników4,21. Pacjenci z astmą T2-low nie wykazują tych typowych cech biomarkerów, choć wartości mogą ulegać wahaniom i mogą być obniżone w wyniku ekspozycji na kortykosteroidy. Ponieważ dla choroby T2-low nie ustalono uniwersalnych, zestandaryzowanych ram biomarkerów, leczenie nadal opiera się na wielokrotnej ocenie biomarkerów, modyfikowalnych czynnikach klinicznych oraz cechach poddających się terapii24.
Wybór spośród leków biologicznych:
W przypadku pacjentów z astmą alergiczną, u których całkowity poziom IgE w surowicy mieści się w odpowiednim zakresie terapeutycznym i dawkującym, a ponadto występuje dowód na sensytyzację alergiczną, omalizumab pozostaje uznaną opcją leczenia9. Jego długoterminowa skuteczność i bezpieczeństwo zostały potwierdzone również w leczeniu astmy u dzieci91. W chorobach eozynofilowych odpowiednimi opcjami są leki biologiczne skierowane przeciwko szlakowi IL-5 — w tym mepolizumab78, reslizumab65, depemokimab14 oraz benralizumab92. Benralizumab może być szczególnie użyteczny u pacjentów z wyraźną eozynofilią i nawracającymi zaostrzeniami, ponieważ indukuje on deplecję eozynofili poprzez ADCC92,93. Dupilumab może być preferowany w przypadku podwyższonego stężenia FeNO lub obecności chorób współistniejących związanych z zapaleniem typu T2, takich jak przewlekłe zapalenie zatok przynosowych z polipami nosa lub atopowe zapalenie skóry94. Tezepelumab oferuje szerszą strategię ukierunkowaną na górne etapy kaskady zapalnej i może przynieść korzyści niektórym pacjentom z niższą ekspresją konwencjonalnych biomarkerów T274,75,76.
Praktyczny schemat podejmowania decyzji klinicznych:
Poniższy schemat ma służyć jako praktyczny przewodnik, a nie sztywna hierarchia leczenia; należy zawsze uwzględniać lokalne wytyczne regulacyjne, zasady refundacji oraz kryteria zawarte w charakterystyce produktu leczniczego. Po potwierdzeniu ciężkiej astmy (SA) oraz optymalizacji przestrzegania zaleceń, techniki inhalacji i leczenia chorób współistniejących: (1) terapię anty-IgE można uznać za priorytetową w przypadku klinicznie istotnego fenotypu alergicznego z udokumentowaną sensybilizacją oraz całkowitym poziomem IgE/masą ciała mieszczącą się w odpowiedniej tabeli dawkowania9,13; (2) terapię anty-IL-5 lub anty-IL-5Rα można uznać za priorytetową w przypadku dominującego stanu zapalnego eozynofilowego, w szczególności przy poziomie eozynofili we krwi ≥150 lub ≥300 cells/µL, nawracających zaostrzeniach lub zależności od GKS doustnych (OCS)65,78,92; (3) terapię anty-IL-4Rα można preferować przy podwyższonym FeNO i/lub poziomie eozynofili we krwi, zwłaszcza w obecności przewlekłego zapalenia zatok z polipozą nosa lub atopowego zapalenia skóry94; a (4) terapię anty-TSLP można rozważyć w sytuacji, gdy konwencjonalne biomarkery T2 są niskie lub niespójne, choć odpowiedzi są zazwyczaj silniejsze przy wyższych wyjściowych poziomach eozynofili i/lub FeNO76. Gdy odpowiednie są co najmniej dwa leki biologiczne, ostateczny wybór powinien być podyktowany chorobami współistniejącymi, wcześniejszą odpowiedzią na leczenie, drogą i częstotliwością dawkowania, bezpieczeństwem, preferencjami pacjenta, kosztem oraz dostępnością leku.
Połączone biomarkery i terapia indywidualna:
Coraz więcej dowodów sugeruje, że dobór leczenia w SA można usprawnić poprzez łączenie wielu biomarkerów, zamiast polegać na pojedynczym wskaźniku95. Wielowymiarowa ocena obejmująca liczbę eozynofili we krwi, FeNO, status sensybilizacji alergicznej, historię zaostrzeń oraz ekspozycję na podtrzymujące leczenie OCS może zapewnić bardziej kompleksowy obraz aktywności zapalnej i poprawić stratyfikację leczenia95. Wyższa wyjściowa liczba eozynofili we krwi jest zazwyczaj powiązana z większą korzyścią z terapii anty-IL-5 lub anty-IL-5Rα93,96, podczas gdy podwyższone FeNO pozwala przewidzieć silniejszą odpowiedź na blokadę IL-4Rα, częściowo niezależnie od poziomu eozynofili we krwi97. U pacjentów z nawracającymi zaostrzeniami, ale niskimi lub nietypowymi konwencjonalnymi biomarkerami T2, tezepelumab może przynieść korzyść kliniczną; nie powinno się jednak interpretować tego jako jednolitej skuteczności u wszystkich pacjentów z astmą T2-low76. Nowe kandydaty, takie jak periostyna, warianty genetyczne i cechy pochodzące z analiz multiomicznych, wymagają dalszej walidacji prospektywnej przed rutynowym wdrożeniem klinicznym98.