Th17細胞及其衍生白細胞介素17在類天皰瘡病理中的作用

鐵·杜爾娜 左亞剛

Th17細胞及其衍生白細胞介素17在類天皰瘡病理中的作用

鐵·杜爾娜 左亞剛

近年來,白細胞介素17(IL-17)已逐漸成為皮膚科的研究熱點,如銀屑病、類風濕性關(guān)節(jié)炎等疾病與IL-17的關(guān)系日漸明朗,但IL-17與類天皰瘡，如大皰性類天皰瘡(bullous pemphigoid，BP)、黏膜類天皰瘡 (mucousmembrane pemphigoid,MMP)的相關(guān)研究較少。我們主要針對Th17細胞及其衍生IL-17細胞因子在類天皰瘡病理發(fā)生中的作用做一概述。

一、Th17細胞及其衍生IL-17細胞因子概述

1.Th17細胞衍生IL-17及IL-17基因定位:幼稚T細胞可以分化成效應(yīng)性輔助T細胞(Th細胞),包括Th1細胞、Th2細胞和Th17細胞[1],以及調(diào)節(jié)性T細胞(Treg細胞)等。幼稚T細胞通過不同細胞因子的調(diào)控分化為不同的Th細胞譜系中的一個,發(fā)育途徑相對獨立而又相互影響。分化的Th17細胞分泌IL-22及IL-17等。人的IL-17相對分子質(zhì)量為35 000,是由155個氨基酸組成的糖蛋白,基因定位于人染色體6p12。參與Th17分化的調(diào)控細胞因子包括IL-6、轉(zhuǎn)化生長因子β(TGF-β),參與IL-17分化調(diào)控的細胞因子有IL-1β及IL-23[1-2]。

2.IL-17家族成員與受體及相關(guān)信號轉(zhuǎn)導通路:已證實有6個IL-17家族配體,分別為IL-17A、IL-17B、IL-17C、IL-17D、IL-17E(又稱IL-25)、IL-17F,其中以IL-17A為典型代表,被研究的最為深入,通常所說的IL-17即IL-17A。IL-17F與IL-17A在染色體基因位點、氨基酸序列以及結(jié)構(gòu)上相近,因此推測,IL-17F可能與IL-17A具有相同的生物學效應(yīng)[3],但相關(guān)研究較少。IL-17家族配體對應(yīng)IL-17受體(IL-17R)。已發(fā)現(xiàn)5個IL-17R,分別為IL-17RA、IL-17RC、IL-17RB/ IL-25R、IL-17RD/SEF和IL-17RE[4]。

IL-17R與其他細胞因子受體家族結(jié)構(gòu)的同源性極少,其信號轉(zhuǎn)導途徑研究需要完全基于IL-17R下游靶基因以及啟動子來進行分析,可分析的有:核轉(zhuǎn)錄因子NF-κB。NF-κB的異常活化參與多種自身免疫性疾病的病理過程。IL-17在體外能夠激活人角質(zhì)形成細胞的NF-κB已經(jīng)被證實,表現(xiàn)為核內(nèi)NF-κB p65蛋白表達增強以及DNA結(jié)合活性增強。

3.IL-17主要生物學作用:促進并放大炎癥作用[1-2，5],可以誘導促炎細胞因子[如IL-6、腫瘤壞死因子α(TNF-α)]、趨化因子以及基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)的表達,并具有強大的招募中性粒細胞引起局部組織細胞浸潤、局部組織破壞的作用。其次,IL-17不僅可以加快腫瘤血管的發(fā)生,還可能通過誘導巨噬細胞分泌IL-12,促進Th1細胞分化,誘導細胞毒性細胞的活化,參與抗腫瘤免疫過程。

二、Th17及IL-17參與類天皰瘡發(fā)病機制

在類天皰瘡發(fā)病機制中,炎癥小體如促炎細胞因子的比率可能是決定機體健康、機體局部產(chǎn)生過敏性炎癥、機體整體患自身免疫性疾病的關(guān)鍵因素。炎癥小體的比率增加超過一定比例被認為是自身免疫性疾病發(fā)生發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。IL-17可以誘導促炎細胞因子的表達,使炎癥小體在局部炎癥病灶處的比率增加;炎癥小體亦影響著Th17及IL-17,目前研究較為清楚的炎癥小體有NLRP3[6],其突變會導致產(chǎn)生過量IL-1β,從而導致Th17細胞病理學克隆。

1.Th17、IL-17及其他相關(guān)細胞因子的檢測:BP患者血清中抗BP180NC16A抗體水平與病情平行,且BP患者血清及皰液中有許多細胞因子水平的改變,特別是Th2細胞相關(guān)的趨化因子的紊亂[7]。研究發(fā)現(xiàn)[8-9],BP患者血清中和皰液中,IL-1β和IL-1Ra升高,而IL-1α下降,IL-2、IL-4、IL-5、IL-6、IL-8、IL-10、IL-13、IL-16升高,IL-7下降,而IL-3、IL-11、IL-12在BP患者血清中含量與健康者血清中相比無明顯差異,特別是血清中細胞因子水平隨著BP患者病情改變而改變,提示檢測細胞因子水平可用于評價BP患者病情活動。在MMP眼部受累的患者,IL-1、IL-5、IL-6、IL-17升高[10]。促炎癥細胞因子在自身免疫性疾病發(fā)病機制中的作用像“橋梁”般地聯(lián)系著各種炎癥細胞。已證實IL-17具有強大的招募中性粒細胞的作用,且影響著嗜酸性粒細胞在局部炎癥處的數(shù)量[10-11]。Th17細胞的數(shù)量在自身免疫性大皰性疾病患者的皮損處顯著增加,且IL-17的血清滴度隨著病情的發(fā)生發(fā)展而變化[6，11-14]。

Zebrowska等[6]總結(jié)了14例BP患者局部皮損及血清中IL-17的水平,發(fā)現(xiàn)IL-17在患者皮損和血清中水平均顯著高于健康對照組,并提出IL-17水平可用于作為評估患者疾病活動情況的標志物以及用于評估監(jiān)測患者對治療的反應(yīng)。Arakawa等[12]對25例BP患者皮膚組織進行了Th17細胞免疫組化分析及血清IL-17 ELISA檢測,結(jié)果顯示,BP患者組織中Th17細胞數(shù)量及血清中IL-17因子水平明顯高于健康對照組。Fujimura等[13]報道1例58歲男性BP合并再生障礙性貧血患者,病理提示表皮下水皰形成,真皮上部有大量嗜酸性粒細胞浸潤,免疫組化染色提示水皰周圍及真皮上部有Th17細胞浸潤。Suelves等[10]回顧性分析了5例眼部受累的MMP患者,免疫組化結(jié)果顯示,5例患者眼結(jié)膜組織標本中均發(fā)現(xiàn)IL-17表達。在眼部瘢痕性類天皰瘡患者,可觀察到IL-17滴度隨著患者病情的好轉(zhuǎn)而減少[12，14]。

2.Th17細胞、IL-17、IL-17 mRNA水平可用于監(jiān)測類天皰瘡患者的病情[10-14]:細胞水平上,在IL-17相關(guān)的自身免疫性疾病早期階段,急性期皮損中Th17細胞水平增高,雖然慢性期皮損中Th17細胞水平并不增高,但外周血中可檢測出Th17細胞百分比增加,且增加程度與局部炎癥的嚴重程度呈正相關(guān);細胞因子水平上,Th17細胞過度產(chǎn)生IL-17,IL-17通過誘導成纖維細胞增殖,產(chǎn)生IL-1以及細胞間黏附分子,發(fā)揮病理作用。基因水平上,在自身免疫性疾病患者皮損處有IL-17 mRNA表達,而非皮損處沒有表達。目前酶聯(lián)免疫斑點測定法(ELISPOT)[15]能夠在單一細胞水平測定出IL-17A分泌細胞,比傳統(tǒng)的ELISA測定循環(huán)中IL-17的方法或者RT-PCR表達mRNA法具有更高的敏感性和特異性。

BP及MMP的發(fā)病機制仍然未知,在發(fā)病早期即水皰未形成時,可觀察到BP患者皮損處嗜酸性粒細胞聚集,但在BP動物模型中皮損早期則形成以中性粒細胞為主的浸潤。因嗜酸性粒細胞數(shù)量較少難以觀察,因此嗜酸性粒細胞與表皮下水皰因果關(guān)系的動物模型目前尚未建立[16]。

在皰液水平檢測結(jié)果上,IL-17能誘導活化的T細胞和刺激成纖維細胞、巨噬細胞以及上皮細胞產(chǎn)生多種促炎因子IL-1、IL-6、IL-8、TNF-α、MMP等[10],不僅誘導炎癥,還提高了局部炎癥反應(yīng)的強度,與疾病的嚴重程度密切相關(guān)[10-14]。但在類天皰瘡患者局部炎癥環(huán)境,如皰液中IL-17與血清中IL-17水平具有怎樣的相關(guān)性?IL-17及IL-17 mRNA在患者局部皮損處的水平是否隨著病情活動而增高仍無相關(guān)報道,需要進一步研究檢測。

值得注意的是,Th17在局部炎癥微環(huán)境中存在分化的不平行性。局部微環(huán)境為體內(nèi)Th17細胞的分化發(fā)育提供了可能性,如影響Th17分化的IL-16及TGF-β,在只有TGF-β的作用下會使初始T細胞向nTreg細胞分化,而不是分化為Th17細胞[17]。同時,不同局部炎癥微環(huán)境中,細胞因子可發(fā)揮不同效應(yīng)。發(fā)現(xiàn)[17]IL-6--/-小鼠以及TGF-β信號轉(zhuǎn)導缺失的小鼠模型呈現(xiàn)出針對Th17細胞介導的自身免疫性疾病的抗性,證實IL-16及TGF-β的缺乏引起Th17細胞的缺乏;而在IL-6及TGF-β上調(diào)的情況下卻不能觀察到誘導Th17細胞分化的結(jié)果。通常細胞因子缺乏引起分化細胞數(shù)量降低,而細胞因子上調(diào)則引起分化細胞數(shù)量增加。IL-17來自Th17細胞,IL-6及TGF-β調(diào)控Th17的分化。

3.IL-17在類天皰瘡發(fā)病機制中作用的推測:推測IL-17在類天皰瘡發(fā)病機制中發(fā)揮了重要作用[7，10-14，17-18],理由如下:①IL-17可以誘導促炎細胞因子的表達,使其在局部炎癥病灶處的比率增加,IL-17誘導的促炎癥分子如TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-8、MMP-9、MMP-13等,在類天皰瘡患者皰液與血清中可檢測到這些細胞因子的紊亂現(xiàn)象;②IL-17可招募和激活中性粒細胞,中性粒細胞在類天皰瘡發(fā)病機制中發(fā)揮一定作用,中性粒細胞的數(shù)量與類天皰瘡發(fā)病相關(guān);③IL-17是一種強大的前炎癥細胞因子,也是炎癥反應(yīng)的微調(diào)因子,可以誘導人成纖維細胞表達細胞間黏附分子,促進T細胞的增殖,T細胞在類天皰瘡發(fā)病機制中承擔重要作用;④IL-17誘導Th2細胞活化,使嗜酸性粒細胞在皮損處積累,致血清中IgE升高,嗜酸性粒細胞及IgE均參與類天皰瘡的發(fā)病機制。

三、治療

在皮膚病中應(yīng)用較多的有IL-2、IL-12、IL-4、IL-10、IL-11等細胞因子的拮抗劑,如IL-2應(yīng)用于病毒性皮膚病(如尖銳濕疣、皰疹病毒感染)以及皮膚惡性腫瘤(如惡性黑素瘤及腎細胞瘤)的治療時有顯著療效[19]。

細胞因子主要功能包括免疫調(diào)節(jié)、炎癥反應(yīng)、造血功能或負性免疫調(diào)節(jié)功能,抗IL-17單克隆抗體治療類風濕性關(guān)節(jié)炎已取得成效[20],那么IL-17單克隆抗體將如何治療類天皰瘡?參與類天皰瘡水皰形成的主要炎癥介質(zhì)包括蛋白酶、MMP(MMP-9、MMP-13)等,主要由嗜酸性粒細胞和中性粒細胞釋放[16],IL-17一方面影響嗜酸性粒細胞和中性粒細胞,另一方面也影響基質(zhì)MMP的表達[7],因此猜想減少IL-17可能會改善類天皰瘡患者水皰形成及復發(fā)情況。

IL-17治療類天皰瘡的可能作用機制:①IL-23作為一個前炎癥因子,促進Th17細胞的分化、活化,并且對Th17細胞誘發(fā)的免疫紊亂和維持其功能是必不可少的。IL-23由巨噬細胞和樹突細胞分泌,包括p19和p40兩個亞基,對維持和擴增Th17細胞發(fā)揮著重要作用,內(nèi)源性或外源性的高表達IL-23可以使IL-17增加,且IL-23/IL-17組成的細胞因子軸也影響著IL-17的量[21]。因此,IL-23的單克隆抗體同樣會抑制IL-17的產(chǎn)生。現(xiàn)已有IL-17單克隆抗體[20，22],如AIN457、LY2439821用于治療銀屑病、類風濕關(guān)節(jié)炎;②類天皰瘡發(fā)病與Th1/Th2失衡相關(guān)[13]。一項研究[18]顯示,與天皰瘡相比, BP與Th17細胞更具相關(guān)性。通過IL-17可誘導Th2細胞活化,猜想可應(yīng)用Th17細胞調(diào)控IL-17或直接使用IL-17糾正Th1/Th2平衡的關(guān)系來治療類天皰瘡;③以Treg細胞為靶點的新型免疫調(diào)控治療已成為疾病治療的研究熱點。影響Th17分化的細胞因子為IL-16和TGF-β,這兩種細胞因子共同作用時初始T細胞向Th17細胞分化,而在TGF-β單獨作用時,會使初始T細胞向Treg細胞分化。已明確Treg細胞發(fā)揮免疫抑制效應(yīng)性T細胞的主要途徑是細胞-細胞接觸依賴和可溶性細胞因子介導的抑制模式,但是具體的細胞與分子信號轉(zhuǎn)導機制仍不是十分清楚。

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2013-11-27)

(本文編輯:顏艷)

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