IRF5在自身免疫性疾病中的研究進展

陳 怡，吳倫坡，潘 霞，2，王良靜，2

(1.浙江大學醫學院，浙江 杭州 310000；2.浙江大學醫學院附屬第二醫院 消化內科，浙江 杭州 310000)

干擾素調節因子5(Interferon regulatory factor 5，IRF5)屬于調節免疫系統活動的轉錄因子家族，除驅動I型干擾素的表達外，IRF5還通過調控細胞因子和趨化因子的表達，調節多種細胞類型的炎性免疫反應。自身免疫性疾病是在某些內因和外因的誘發下，自身免疫耐受狀態被打破，持續遷延的自身免疫對自身抗原產生異常免疫應答而導致的疾病狀態。最近，許多研究表明IRF5與自身免疫性疾病，如系統性紅斑狼瘡、類風濕關節炎、干燥綜合征、系統性硬化、多發性硬化、炎性腸病等疾病的發生發展都有重要關系[1]。本研究將通過總結近年來國內外IRF5與自身免疫性疾病的相關研究對IRF5在自身免疫性疾病中的研究進展做一綜述。

1 干擾素調節因子5概述

研究發現，I型干擾素(Interferon，IFN)家族與自身免疫性疾病的易感性密切相關[2]，哺乳動物中干擾素調節因子是調節整個I型IFN系統的轉錄因子家族，包括9個家族成員：IRF1-9，雖然它們在免疫調節、病毒防御、細胞因子信號轉導、造血分化、細胞周期調控和細胞凋亡中都起著重要作用[3]，但其功能各不相同，IRF1刺激IFN誘導基因的表達，與髓樣分化因子88(Myeloid differentiation factor 88，MyD88)結合，增強Toll樣受體(Toll-like receptor，TLR)依賴性誘導作用；IRF2拮抗IRF1和IRF9，減弱I型IFN應答，但某些情況下與IRF1有協同作用；IRF3誘導病毒感染后I型IFN、趨化因子基因的表達；IRF4與MyD88結合,負調控TLR依賴性促炎細胞因子基因表達；IRF5與MyD88結合，正調控TLR依賴性促炎細胞因子基因表達；IRF6尚無報道；IRF7與MyD88結合，正調控TLR依賴性I型IFN基因表達;IRF8與泛素連接酶TRAF6結合，依賴TLR9信號促進樹突狀細胞中I型IFN基因表達；IRF9與轉錄因子STAT1、STAT2 結合，刺激IFN誘導基因的表達[4]。

其中，IRF5在樹突狀細胞、巨噬細胞、單核細胞、B細胞、T細胞等多種免疫細胞中表達，不僅調節干擾素相關的抗病毒反應，還通過調節炎性細胞因子和趨化因子的分泌，調節免疫細胞介導的炎性反應[5]。研究發現，轉錄因子IRF5在系統性紅斑狼瘡中介導IFN-α、IFN-β及一些細胞因子IL-6、TNF等的表達，誘導自身抗體的產生，引起病理損傷[6]；在人類自身免疫和小鼠自身免疫疾病模型中，IRF5通過上調IL-1β水平，下調IL-10、IL-17水平參與免疫反應[7]；而降低IRF5的表達水平可減輕小鼠結腸炎，但同時腸道病原體清除能力減弱[8]。此外，位于染色體7q32的IRF5基因表現出復雜的轉錄模式，其基因多態性與多種自身免疫性疾病存在遺傳關聯。因此，深入了解IRF5在自身免疫性疾病發生發展中的作用，不僅有助于闡明自身免疫性疾病的發病機制，并可能為其治療提供新的途徑。

2 IRF5與自身免疫性疾病的發生發展

2.1IRF5與系統性紅斑狼瘡：系統性紅斑狼瘡(Systemic lupus erythematosus，SLE)是一種有多系統損害的慢性自身免疫性疾病，好發于女性，以自身抗體的產生、補體的激活、免疫復合物的沉積和器官、組織的損傷為特征[9]。其發病機制主要是外來抗原引起人體B細胞活化，產生大量致病性自身抗體，造成大量組織損傷，炎性反應和血管異常，臨床癥狀多樣，包括皮疹、關節炎、狼瘡腎炎、狼瘡腦病、抗磷脂抗體綜合征、繼發性干燥綜合征等，其中以頰部蝶形紅斑為特征性表現。

雖然SLE的病因尚不清楚，但現有的觀點認為其與紫外線、微生物等環境因素、遺傳易感性及雌激素密切相關，其中遺傳因素被認為是一個重要的影響因素。研究發現，SLE患者血液中IRF5表達和激活顯著增強[10]，相反，當IRF5缺失時SLE相關自身抗體和促炎細胞因子產生減少，癥狀緩解[11]，提示IRF5與SLE存在相關性。近年來，基因多態性與自身免疫性疾病易感性的關系成為研究熱點，大量研究探討了IRF5 rs2004640基因多態性與SLE的關系。Sigurdsson等人對瑞典、芬蘭和冰島SLE患者的研究發現，rs2004640多態性與SLE存在顯著相關性。隨后，Tang等人[13]對漢族人群的研究發現，rs2004640 T等位基因頻率在SLE患者中為24.2%[12]，顯著高于健康對照組的18.5%，rs2004640 TT基因型是SLE的危險因素。Wang等人對不同種族人群的進一步研究發現，在亞洲、歐洲和拉丁美洲人群中rs2004640 T等位基因均與SLE有顯著關聯，攜帶rs2004640 T等位基因的個體發生SLE的風險較高，但不同種族之間T等位基因頻率分布不同，其中在亞洲人群的平均頻率最低為28.6%，而在歐洲人群的頻率最高為54.3%，提示亞洲人的發病風險相對較低[14]。

由此可見，在亞洲、歐洲和拉丁美洲人群中，IRF5 rs2004640基因多態性均與SLE具有顯著相關性，rs2004640 T等位基因頻率的增高會增加SLE的發病風險，rs2004640 TT基因型是SLE的危險因素。然而，以上結論尚不能用于全球SLE患病人群，進一步探究不同種族人群IRF5 rs2004640基因多態性及其他基因位點與SLE易感性的關系，不僅有助于識別SLE遺傳易感人群，更可能為SLE的治療提供新的方向。

2.2IRF5與類風濕關節炎：類風濕關節炎(Rheumatoid arthritis，RA)是以侵蝕性、對稱性多關節炎為主要臨床表現的慢性、全身性自身免疫性疾病，全球患病率約0.5%～1%，女性多見，以關節疼痛、僵硬、腫脹、畸形為特征。盡管RA的直接感染因子尚不明確，但微生物感染可激活淋巴細胞，分泌致炎因子，產生自身抗體，影響RA的發病和病情進展。流行病學研究顯示，單卵雙生子同患RA的概率為12%～30%，而雙卵雙生子同患RA的概率僅4%，提示RA與遺傳因素密切相關。免疫紊亂作為RA的主要發病機制，通過固有和適應性免疫應答，使免疫細胞與關節內的滑膜細胞、軟骨細胞相互作用，引起滑膜炎，誘導破骨細胞分化，導致關節軟骨和骨破壞，最終造成關節畸形和功能喪失。由此可見，RA是環境因素、遺傳易感因素、免疫系統失調等各種因素綜合作用的結果。

許多研究探討炎性介質、細胞因子、趨化因子在RA發病過程中的作用，轉錄因子IRF5通過Toll樣受體通路促進炎性細胞因子的表達，在免疫調節中起重要作用。理解IRF5在RA發病過程中的作用，有助于識別與RA發病相關的重要生物學通路。小鼠關節炎模型發現，IRF5通過促進炎性細胞因子的產生參與關節炎的發病機制，IRF5基因缺失小鼠促炎因子IL-1β產生減少，關節炎得到改善[15]。在臨床研究中Sigurdsson等人發現，在瑞典及荷蘭人群中IRF5 rs375385、rs2004640、rs752637和rs3807306基因多態性與RA相關，其中抗環瓜氨酸多肽抗體陰性的RA患者與IRF5基因多態性具有顯著相關性[16]。隨后Lee等人對IRF5基因多態性與不同種族人群RA易感性的研究發現，IRF5 rs2004640、rs729302和rs752637基因多態性與歐洲及亞洲人群RA易感性相關，但不同種族間等位基因頻率的不同導致易感性不同[17]。

現有的研究提示IRF5基因多態性與RA存在相關性，不同種族間IRF5等位基因頻率不同，RA易感性存在差異，因此有必要開展種族特異性關聯研究以確認不同種族IRF5基因多態性與RA易感性的遺傳關聯。此外，進一步探究抗環瓜氨酸多肽抗體或類風濕因子陰性的RA與IRF5基因多態性的關聯，可能有助于RA的早期診斷及識別遺傳易感群體。

2.3IRF5與干燥綜合征：干燥綜合征(Sj?gren’s syndrome，SS)是一種以淋巴細胞浸潤和特異性自身抗體為特征，主要侵犯淚腺、唾液腺等外分泌腺體，導致干燥性角膜結膜炎、口腔干燥癥的慢性全身性自身免疫性疾病，多發于女性，其中成年女性患病率約為0.5%～1.56%。繼發性SS多繼發于另一診斷明確的結締組織病或特殊病毒感染等，而原發性SS確切病因和發病機制未明，目前普遍認為感染、遺傳、內分泌等多因素參與了本病的發生和延續，易感人群在感染某些病毒后，通過分子模擬機制誘發自身免疫反應，在輔助性T細胞作用下B細胞增殖分化為漿細胞，產生大量免疫球蛋白和自身抗體，同時大量細胞因子和炎性介質釋放造成組織損傷。

最近關于原發性SS發病機制的研究證實IFN通路通過IFN信號在唾液腺中發揮作用[18]，轉錄因子IRF5涉及先天免疫刺激后IFN的分泌和I型IFN信號的轉導，與原發性SS有很強的遺傳關聯。Miceli-Richard等人首先研究發現，白種人原發性SS與IRF5 rs2004640 T等位基因存在顯著相關性[19]，隨后他們在歐美人群中發現IRF5啟動子區CGGGG插入/缺失多態性與原發性SS存在關聯，攜帶CGGGG等位基因的患者外周血單核細胞和唾液腺上皮細胞中IRF5 mRNA水平較高，此后Nordmark等人對瑞典、挪威人群的研究也證實IRF5啟動子區CGGGG插入/缺失多態性與原發性SS存在關聯[20]。然而，與其他自身免疫性疾病相比，關于原發性SS與IRF5基因多態性的研究相對較少，IRF5基因多態性與原發性SS的關聯需要在更大的群體中得到研究。

2.4IRF5與系統性硬化：系統性硬化(Systemic sclerosis，SSc)是一種原因不明、臨床上以局限性或彌漫性皮膚增厚和纖維化、血管病變和炎性為特征的系統性結締組織病，女性多見，內臟器官并發癥包括肺間質纖維化、肺動脈高壓、心包積液、腎危象、胃腸道運動功能障礙等。發病機制尚不清楚，傳統觀點認為SSc由遺傳和環境復雜相互作用造成，目前認為是由于免疫系統功能失調，激活、分泌多種自身抗體、細胞因子等引起血管內皮細胞損傷和活化，進而刺激成纖維細胞合成膠原，導致全身多處組織中膠原蛋白的過度沉積，造成皮膚、血管壁、組織的硬化和增厚。

一些病例對照研究和全基因組關聯研究將IRF5確定為SSc易感基因，IRF5啟動子內的某些基因多態性與SSc的風險和嚴重程度有關[21]。在SSc小鼠模型中，Saigusa等人研究發現，IRF5基因缺陷小鼠皮膚和肺的纖維化減弱，SSc相關成纖維細胞激活、炎性細胞浸潤、內皮-間質轉化、B細胞激活等通路均受到抑制[22]。此外，先天免疫信號通過TLR4-IRF5軸在不同細胞類型中誘導SSc表型，靶向抑制該通路可能對SSc的治療具有臨床意義。Dieudé等人在臨床研究中發現，IRF5與SSc及其相關的肺纖維化易感性有關，IRF5可能有助于SSc患者的風險分層[21]。Xu等人進一步研究發現，IRF5 rs2004640 T等位基因是SSc的遺傳易感性因素[23]。而Sharif等人認為IRF5 rs4728142基因多態性可通過下調IRF5轉錄水平，改善SSc患者預后并延長其生存期，IRF5基因多態性有助于美國白人SSc患者的預后評估[24]。

以上研究提示IRF5基因多態性與SSc存在遺傳關聯，IRF5基因多態性對SSc可能具有雙重作用。一方面，IRF5可能通過TLR信號通路誘導SSc肺纖維化等相關表型，SSc的易感性與IRF5 rs2004640基因多態性有關；另一方面，IRF5 rs4728142基因多態性對SSc可能具有保護作用，可改善患者預后并延長其生存期。SSc是一種高死亡率的毀滅性疾病，進一步探究IRF5不同基因多態性與SSc的相關性可能為SSc的早期診斷、靶向治療和預后評估提供遺傳學依據。

2.5IRF5與多發性硬化：多發性硬化(Multiple sclerosis，MS)是一種免疫介導的中樞神經系統慢性炎性脫髓鞘性疾病，最常累及腦室周圍、近皮質、視神經、脊髓、腦干和小腦，主要臨床特點為病灶的空間多發性和時間多發性。其病因和發病機制迄今未明，與病毒感染、自身免疫反應、遺傳因素、環境因素等多因素相關，并存在一定的家族聚集性。常見臨床癥狀包括肢體無力、感覺異常、視神經炎、共濟失調、疼痛、認知功能障礙和疲勞等。雖然MS不是公認的自身免疫性疾病，但它具有自身免疫的特征，迄今為止已經發現的MS易感基因數量并不多，IFN基因的表達誘導MS相關基因表達增加[25]，而IRF5調控I型IFN系統并參與I型IFN的產生，因此探討IRF5基因多態性與MS的關聯有助于提高對MS發病機制的認識。基于西班牙、芬蘭、瑞典MS患者的隊列研究發現，IRF5 rs4728142，rs3807306，CGGGG插入/缺失基因多態性與MS有關，IRF5是MS的致病基因之一[26]。Vandenbroeck等人也證實[27]，在西班牙人群中rs3807306T等位基因是MS易感性的重要標記。然而，Liu等人卻發現中國東南部漢族人群中IRF5與MS無關，可能原因在于IRF5多態性與MS的關聯在不同種族間存在差異[28]。因此，進一步擴大樣本量探究不同種族間IRF5多態性與MS易感性的關聯，不僅有助于明確MS的發病機制，也可能為MS的治療提供潛在靶點。

2.6IRF5與炎性腸病：炎性腸病(Inflammatory bowel disease，IBD)是一類多種病因引起的、異常免疫介導的腸道慢性、復發性炎性，克羅恩病(Crohn’s disease，CD)和潰瘍性結腸炎(Ulcerative colitis，UC)是其主要疾病類型，青壯年發病多見。CD是一種慢性炎性肉芽腫性疾病，常累及末端回腸和鄰近結腸，自口腔至肛門各段消化道均可受累，呈節段性或跳躍式分布。臨床上以腹痛、腹瀉、體重下降、腹部包塊、瘺管形成和腸梗阻為特點，可伴有發熱、營養障礙等全身表現及關節、皮膚、眼、口腔黏膜等腸外損害。UC病變主要限于大腸黏膜與黏膜下層呈連續性彌漫性分布，反復發作的腹瀉、黏液膿血便及腹痛為其主要臨床癥狀，也可伴發全身癥狀及腸外損害。

和許多自身免疫性疾病一樣，IBD的病因目前未知，普遍認為飲食、吸煙、衛生條件、生活方式等環境因素作用于遺傳易感個體，在腸道菌群的參與下啟動難以停止的、發作與緩解交替的腸道天然免疫及獲得性免疫反應，異常的免疫應答釋放各種炎性介質及免疫調節因子，如IL-1、IL-6、TNF-α、IFN-γ等參與腸道黏膜屏障的免疫損傷，導致腸道黏膜潰瘍經久不愈、炎性增生等病理改變。

免疫調節紊亂在IBD的發病機制中起重要作用，轉錄因子IRF5不僅調節I型IFN系統，也是促炎細胞因子IL-6、IL-12、TNF-α的誘導因子，這些細胞因子在IBD中起重要作用，因此有必要進一步探究IRF5在IBD發生發展中的作用。Dideberg等人研究發現，比利時人群中IRF5 rs4728142、rs3807306、rs10954213、rs11770589、CGGGG 插入/缺失基因多態性與IBD相關，其中CGGGG插入/缺失多態性與CD、UC的相關性最強，功能研究推測CGGGG插入/缺失多態性為轉錄因子SP1創造了一個額外的結合位點，使IRF5基因的轉錄增加，促炎因子分泌增多，細胞凋亡增強，導致IBD易感性增加[29]。隨后，Gathungu等人基于北美人群的病例對照研究也發現，CGGGG插入/缺失多態性與IBD有顯著相關性[30]。此外rs4728142等位基因的存在對IBD具有保護作用，而rs7808907等位基因與IBD風險增加相關聯。而Li等人對漢族UC患者的研究發現，IRF5 rs3807306、rs4728142多態性與漢族UC具有相關性，其中rs3807306 CC基因型對UC有保護作用，而rs4728142的AA基因型與UC風險相關[31]。目前研究發現IRF5基因多態性在IBD發病機制中的作用復雜，其中CGGGG插入/缺失多態性與IBD的相關性最強，rs7808907、CGGGG 插入/缺失基因多態性可致IBD易感性增加，而rs3807306 CC基因型對UC具有保護作用。此外，IRF5 rs4728142基因多態性對北美IBD人群具有保護作用，卻增加漢族UC患者的風險，說明有必要進一步探究IRF5基因多態性與不同種族IBD的關聯。明確IRF5不同基因多態性對不同種族IBD人群的保護或有害作用，不僅有助于判斷IBD的發病風險，并可能為IBD的治療提供新的途徑。

3 IRF5與自身免疫性疾病的治療和預后

自身免疫性疾病目前尚不能根治，常見的自身免疫性疾病如SLE主要通過糖皮質激素聯合免疫抑制劑以期達到長期緩解，保護重要臟器功能；RA需要快速診斷和非甾體抗炎藥、改變病情抗風濕藥、糖皮質激素、植物藥和生物制劑的有效治療以預防關節損傷、殘疾等不良預后；MS急性期首選大劑量甲潑尼龍沖擊治療以減輕癥狀、減少殘疾，而緩解期以免疫調節劑減少復發、減少腦和脊髓病灶數、延緩殘疾積累和提高生存質量為目的。然而，現有的治療方法都存在各種不良反應，不僅導致骨質疏松、股骨頭壞死等并發癥的出現，還影響患者的生活質量和長期預后，因此需要開發新的療法以減少藥物不良反應、提高生活質量和改善遠期預后。

小鼠模型研究發現[32]，IRF5量減少一半可以抑制SLE的發展，提示有選擇地控制IRF5的活性可能是一種治療SLE的新方法，效果佳且不良反應少。而抑制細胞因子的生物療法的出現為RA患者帶來了新的希望。以B細胞為靶點的抗CD20嵌合性單克隆抗體利妥昔單抗(RTX)對難治性RA有效，IRF5被報道是RA的易感基因，其rs2004640基因多態性影響RA對RTX的治療反應[33]，因此通過IRF5基因多態性識別個體遺傳風險因素有助于更好的個體化治療。此外，基于I型IFN通路在MS的免疫調節作用，重組干擾素β已成為MS的常見療法之一，可降低疾病活動度和復發率[26]。IRF5作為MS可能的易感基因，有望為MS的治療提供新的途徑，其多態性也許可成為疾病預后指標和提示藥物反應的遺傳預測因子。

目前IRF5在SS、SSc、IBD等其他自身免疫性疾病治療方面的研究尚少，未來的研究可通過進一步探究IRF5不同基因多態性在不同種族自身免疫性疾病發生發展中的作用，以更好的識別遺傳易感群體，為疾病的診斷、治療和預后提供依據。

4 討論

自身免疫性疾病對精準醫療的需求日益增加，通過進一步了解疾病基因組學、生物標記和臨床特征，以確定對特定藥物最有反應的患者亞群意義巨大。近年來對自身免疫性疾病發病機制研究的深入，為確定最理想的治療方法提供了理論依據。本研究通過總結國內外最新研究成果發現，轉錄因子IRF5在自身免疫性疾病中起免疫調節的作用，其基因多態性在系統性紅斑狼瘡、類風濕關節炎、干燥綜合征、系統性硬化、多發性硬化和炎性腸病等自身免疫性疾病中的作用具有復雜性，有必要通過遺傳學和功能研究對IRF5的遺傳變異進行更完整的描述，以充分了解IRF5參與自身免疫性疾病的潛在機制，為自身免疫性疾病的治療和預后判斷提供新思路。