新型細胞因子IL-29在自身免疫性疾病中的作用

苗正月，馮小可，丁煒，王芳

(1. 南京醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院 中西醫(yī)結(jié)合研究所，南京 210029；2. 南京醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院 心血管內(nèi)科，南京 210029)

IFN是最早被發(fā)現(xiàn)的細胞因子，在病毒感染時由各種宿主細胞釋放。根據(jù)IFN的核苷酸序列、與特定受體的相互作用、染色體位置以及結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)性質(zhì)不同可分為Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ型IFN[1]。Ⅰ型IFN包括IFN-α和IFN-β;Ⅱ型IFN即IFN-γ;Ⅲ型IFN(IFN-λ)包括IFN-λ1、IFN-λ2和IFN-λ3，又分別稱為IL-29、IL-28A和IL-28B，主要發(fā)揮抗病毒感染、抗腫瘤、抑制細胞增殖和調(diào)節(jié)免疫等多種生物學(xué)功能[2-3]。Ⅲ型IFN是2003年新發(fā)現(xiàn)的一類IFN超家族，其中以IL-29的活性最強，其又稱為IFN-λ1，大量分布于血清中，與IL-10家族具有結(jié)構(gòu)同源性[4-5]。IFN-λ通過與特殊的IFN-λ異二聚體受體復(fù)合物結(jié)合發(fā)揮生物學(xué)作用[6]，Ⅲ型IFN與Ⅰ型IFN分別與不同的受體相互作用，但下游信號相似，均可導(dǎo)致JAK激活，形成干擾素刺激基因因子3[7]。既往對IL-29功能的研究主要集中于其在抗病毒和抗腫瘤中的作用[7-8]，近幾年發(fā)現(xiàn)IL-29在免疫調(diào)節(jié)和炎癥反應(yīng)中發(fā)揮重要作用[9-10]。最近，波士頓兒童醫(yī)院研究人員在《科學(xué)》發(fā)文報道IFN-λ在重癥新型冠狀病毒肺炎(corona virus disease 2019, COVID-19)患者中的致病作用，通過臨床和小鼠模型研究，將COVID-19復(fù)雜的免疫功能紊亂和IFN-λ的免疫調(diào)節(jié)作用聯(lián)系起來，進一步解釋了COVID-19的病理生理機制[11]。可見IFN-λ在免疫調(diào)節(jié)中的作用越來越受到重視，成為免疫領(lǐng)域研究的新熱點。IL-29在炎癥和自身免疫性疾病中的作用還存在爭議，亟待更多更深入的研究。結(jié)合本課題組之前的研究以及文獻報道，文章就IL-29在自身免疫性疾病中的作用及機制進行綜述。

1 IL-29及其受體在免疫系統(tǒng)中的作用

IL-29由PRR激活而產(chǎn)生，其中TLR3、TLR5、TLR7/8和TLR9等可觸發(fā)下游信號級聯(lián)，導(dǎo)致NF-κB和干擾素調(diào)節(jié)因子(interferon regulatory factor，IRF)的激活，IFN-λ在其啟動子區(qū)域含NF-κB、IRF1、IRF3和IRF7的結(jié)合位點，最終刺激IL-29的表達[6]。

IL-29的受體位于細胞表面，由IL-10R2(與IL-10、IL-19、IL-26共享)和IL-28受體α鏈(IL-28Rα)兩部分組成，故IL-29又與IL-10、IL-19、IL-26、Ⅰ型IFN和Ⅱ型IFN同屬Ⅱ類細胞因子受體家族。IL-10R2在人體內(nèi)各種組織均有表達，而IL-28Rα的表達具有組織和細胞選擇性，故IL-29比其他干擾素家族因子具有更好的特異性和獨特的生物學(xué)功能，在不同類型疾病和細胞中均可發(fā)揮不同的生物學(xué)作用[12]。

IL-29的部分活性由特異性IL-28Rα的分布和表達決定。IL-28Rα分布廣泛，可表達于多種細胞如上皮細胞、肝細胞、成纖維細胞及DC、巨噬細胞、Th17和NK細胞等免疫細胞[13]。Jordan等[14]證明，IL-29在病毒感染期間主要由單核細胞產(chǎn)生，可特異性上調(diào)IL-6、IL-8和IL-10的表達，調(diào)節(jié)Th1和Th2活性，導(dǎo)致IL-13分泌減少，IFN-γ分泌增加；而IL-13與IFN-γ相比，其對IL-29的敏感性更高。2009年，Dai等[15]也證實IL-29在抑制Th2反應(yīng)中發(fā)揮作用，IL-29受體IL-28Rα在CD4+T細胞表面表達，其通過T細胞直接抑制Th2細胞因子IL-4和IL-13的產(chǎn)生，調(diào)節(jié)GATA3和T-bet的表達，抑制T細胞分化。2011年，He等[16]更詳細地指出，在過敏性哮喘患者中，特定抗原的暴露觸發(fā)了CD4+T細胞釋放IL-4，從而刺激CD14+單核細胞釋放IL-29，IL-29進一步觸發(fā)CD4+T細胞釋放IL-6和TNF-α，從而在過敏性哮喘中發(fā)揮觸發(fā)炎癥反應(yīng)的中介作用。

劉珂君等[17]報道，NK細胞并不表達IFN-λ受體，在腦脊髓炎病毒、水皰性口炎病毒、HSV-2這些病毒中，IL-29顯示出抗單鏈RNA病毒的潛力，而Souza-Fonseca-Guimaraes等[18]首次證明了IL-29在體內(nèi)可直接調(diào)節(jié)NK細胞活性。2020年，一項重要的突破性研究通過單細胞測序發(fā)現(xiàn)，只有小鼠脾臟中性粒細胞和人外周血B細胞是IL-29直接作用的免疫效應(yīng)細胞[19]。這進一步證實了免疫細胞可以選擇性地對IL-29刺激發(fā)揮調(diào)節(jié)作用，同時也為IL-29在不同疾病中發(fā)揮不同免疫調(diào)節(jié)功能提供了證據(jù)。

2 IL-29在自身免疫性疾病中的作用

2.1 IL-29與類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(rheumatoid arthritis， RA)是一種以滑膜增生、炎癥細胞浸潤、血管翳形成及關(guān)節(jié)軟骨和骨基質(zhì)破壞為主要特征的慢性自身免疫性疾病，最終可導(dǎo)致關(guān)節(jié)畸形和功能喪失[20]。在RA患者滑膜組織和滑液中存在大量細胞因子，包括促炎因子(如IL-1β、IL-6、TNF-α)、趨化因子(如IL-8、IL-10和MCP-1)、基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP-1、MMP-3、MMP-9)和代謝蛋白(Cox-1、Cox-2和iNOS)等，這些細胞因子相互作用，導(dǎo)致炎癥持續(xù)存在，從而引起骨侵蝕及相關(guān)靶器官的損傷[21]。

大量研究證實多種TLR參與了RA細胞因子的產(chǎn)生[22]，如TLR4通過激活細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，誘導(dǎo)NF-κB活化，從而激活炎癥反應(yīng)，引起IL-6、IL-1β和TNF-α等炎性因子的釋放[23]。Wu等[24]發(fā)現(xiàn)，在RA、強直性脊柱炎患者和健康受試者中，RA患者PBMC中IL-29表達水平更高；2015年，Xu等[25]研究發(fā)現(xiàn)，與健康者相比，IL-29在RA患者PBMC、滑膜組織、血清和滑液中表達增高，且IL-29與TLR4表達水平呈正相關(guān)；同時IL-29可增強LPS誘導(dǎo)的RAW264.7細胞中IL-6、IL-8、TNF-α及TLR4的表達和NF-κB信號通路的激活。該研究首次表明，IL-29可能通過促進LPS/TLR4介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)及NF-κB信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路激活參與RA引起的全身炎癥反應(yīng)。

基于IL-29與NF-κB的關(guān)系以及TLR和NF-κB在RA發(fā)病中的關(guān)鍵作用，Wang等[26]推測IL-29可能與RA的發(fā)病相關(guān)，并于2012年首次報道了IL-29在RA患者外周血單核細胞、血清、滑液和滑膜中高表達的現(xiàn)象。2013年，Xu等[27]在RA滑膜成纖維細胞(fibroblast-like synoviocyte，F(xiàn)LS)中發(fā)現(xiàn)IL-29的特異性受體IL-28Rα，且發(fā)現(xiàn)IL-29可促進RA FLS中Th1型細胞因子IL-6、IL-8及PRR TLR2、TLR3和TLR4的高表達，同時降低Th2型細胞因子IL-10的表達，該結(jié)果提示IL-29在RA中可能通過促進靶細胞的免疫激活，促進炎性因子釋放，參與RA的疾病進程。2015年，本課題組進一步研究了IL-29對RA FLS中核因子κB受體活化因子配體(receptor activator of nuclear factor-κB ligand, RANKL)的影響，結(jié)果表明IL-29可誘導(dǎo)RA FLS中RANKL的高表達，該作用可能和MAPK信號通路的激活有關(guān)，這提示IL-29不僅參與RA關(guān)節(jié)炎癥的發(fā)生，且可能和RANKL誘導(dǎo)的破骨細胞異常激活密切相關(guān)[28]。

以上研究均提示IL-29與RA發(fā)病密切相關(guān)，其機制可能是通過作用于TLR，激活NF-κB和MAPK信號通路，促進IL-6、IL-8和TNF-α的產(chǎn)生，從而加重RA炎癥反應(yīng)。因此，通過抑制IL-29的表達而減輕RA炎癥在一定程度上阻斷疾病病理進程可能成為臨床RA治療的新思路。

2.2 IL-29與幼年特發(fā)性關(guān)節(jié)炎幼年特發(fā)性關(guān)節(jié)炎(juvenile idiopathic arthritis， JIA)是兒童期最常見的慢性風(fēng)濕性疾病，主要表現(xiàn)為外周關(guān)節(jié)炎[29]。葡萄膜炎是JIA最常見的關(guān)節(jié)外表現(xiàn)，可并發(fā)白內(nèi)障、青光眼、帶狀角膜病和黃斑水腫等，嚴重影響患者的視力[30-31]。2016年，Haasnoot等[31]研究發(fā)現(xiàn)，與特發(fā)性葡萄膜炎相比，JIA相關(guān)性葡萄膜炎患者的眼內(nèi)IL-29表達水平顯著降低，潛伏相關(guān)肽(latency associated peptide，LAP)和骨保護素水平升高，提示IL-29的異常表達可能在JIA相關(guān)性葡萄膜炎中有一定臨床意義，但其具體的作用機制尚不清楚。

2.3 IL-29與系統(tǒng)性紅斑狼瘡系統(tǒng)性紅斑狼瘡(systemic lupus erythematosus, SLE)是一種慢性自身免疫性疾病，其特征是對自身抗原產(chǎn)生異常的免疫反應(yīng)，廣泛累及多個器官和組織，包括全身關(guān)節(jié)、皮膚、腎臟和神經(jīng)系統(tǒng)等[32]。

2012年， Lin等[33]發(fā)現(xiàn)SLE患者血清中更容易檢測到IL-28蛋白，而在PBMC和外周血CD4+和CD8+T細胞中檢測到2種IL-28Rα轉(zhuǎn)錄亞型，推測IL-28Rα與SLE發(fā)病機制相關(guān)。2015年，Cheng等[34]發(fā)現(xiàn)，IL-28Rα在SLE患者血清中表達量顯著高于健康者。由于IL-29的部分活性由IL-28Rα決定，這兩項研究也間接驗證了IL-29在SLE中可能存在的作用。2017年，Oke等[35]發(fā)現(xiàn)，IFN-α在SLE中發(fā)揮關(guān)鍵作用；在SLE患者和健康對照者中，研究者發(fā)現(xiàn)SLE患者血清中IL-29、IFN-α、IL-17A、IL-23及IFN-γ誘導(dǎo)蛋白10的表達量均顯著高于對照者。2011年，Wu等[36]研究發(fā)現(xiàn)，SLE患者外周血中IL-29 mRNA及其蛋白水平表達均高于健康對照組，且與非活動期患者相比，活動期SLE患者IL-29表達水平更高，并與SLE疾病活動指數(shù)呈正相關(guān)，與抗dsDNA抗體、血清CRP水平呈正相關(guān)、與C3呈負相關(guān)，結(jié)果提示IL-29可能和SLE的疾病活動度密切相關(guān)。新近一項研究發(fā)現(xiàn)，在TLR7誘導(dǎo)的狼瘡小鼠中，IL-29通過在皮膚和腎臟的組織特異性病理作用加重系統(tǒng)性免疫紊亂[19]，這為研究IL-29在SLE疾病中的分子機制提供了更多數(shù)據(jù)。

這些研究均直接或間接提供了IL-29參與SLE進展的證據(jù)，可能為SLE的疾病活動度提供新的觀察指標(biāo)，或成為臨床治療SLE的新靶標(biāo)。

2.4 IL-29與干燥綜合征干燥綜合征(Sj?gren's syndrome， SS)是一種以外分泌腺分泌減少為主要特征的慢性炎癥性自身免疫性病，其主要的靶器官為外分泌腺，即淚腺、唾液腺、汗腺、乳腺和消化系統(tǒng)腺體，主要的病理過程為上皮細胞通過介導(dǎo)炎癥細胞的募集、活化和分化誘發(fā)自身免疫反應(yīng)，進而造成腺體的破壞和分泌功能障礙[37]。2016年，Apostolou等[38]在SS患者小唾液腺(minor salivary gland，MSG)組織、PBMC、血清及唾液腺上皮細胞中發(fā)現(xiàn)IL-29的高表達。2018年，Ha等[39]也發(fā)現(xiàn)SS患者MSG中IL-29的表達量顯著高于正常組，且在唾液腺導(dǎo)管細胞中發(fā)現(xiàn)IL-29可協(xié)同IFN-α延長磷酸化誘導(dǎo)的B淋巴細胞活化因子和趨化因子配體10高表達，且呈時間和劑量依賴性。而B細胞的異常激活是SS的特征性病理表現(xiàn)，能導(dǎo)致外周血產(chǎn)生大量異常的自身抗體，且B細胞選擇性浸潤外分泌腺等組織，形成異位淋巴樣組織[40]。以上研究提示，IL-29可能參與了SS的發(fā)病過程，并加重唾液腺中的炎癥反應(yīng)，其機制可能與誘導(dǎo)B細胞的異常激活有關(guān)。

2.5 IL-29與系統(tǒng)性硬化病系統(tǒng)性硬化病(systemic sclerosis，SSc)是一種病因不明的慢性結(jié)締組織病，可引起廣泛的微血管損傷和皮膚及內(nèi)臟器官中膠原蛋白的過度沉積，雷諾現(xiàn)象和皮膚硬化是該病的標(biāo)志[41]。Dantas等[42]研究發(fā)現(xiàn)，SSc患者血清中IL-29和IFN-γ的表達量高于健康對照者，且兩者呈正相關(guān)，同時IFN-γ水平與肌肉受累有關(guān)，故提示IL-29可能通過調(diào)節(jié)肌肉的受累程度，在SSc發(fā)病過程中發(fā)揮作用。

2.6 IL-29與橋本甲狀腺炎橋本甲狀腺炎(Hashimoto's thyroiditis，HT)又稱慢性淋巴細胞性甲狀腺炎，是以自身甲狀腺組織為抗原的慢性自身免疫性疾病。主要病理學(xué)表現(xiàn)為大量淋巴細胞浸潤腺體，形成濾泡和生發(fā)中心，甲狀腺組織逐漸萎縮，進而導(dǎo)致甲狀腺功能逐漸減退。該病的一個重要特征是Th1型細胞的激活和Th2型細胞的活性降低[43]。有研究發(fā)現(xiàn)，與健康對照者相比，HT患者血清中IL-28和IL-29水平升高[44]，且該研究提示IL-29可能通過降低Th2型免疫應(yīng)答水平導(dǎo)致甲狀腺細胞的破壞從而參與HT發(fā)病。

2.7 IL-29與慢性自發(fā)性蕁麻疹及銀屑病慢性自發(fā)性蕁麻疹(chronic spontaneous urticaria，CSU)是一種肥大細胞驅(qū)動的皮膚病，其特征是短暫性風(fēng)疹及血管性水腫。自身免疫異常被認為是引起CSU的最常見原因之一[45]。Wang等[46]發(fā)現(xiàn)在CSU患者血漿和PBMC中IL-29水平高于健康對照者，IL-29還可呈劑量依賴性地誘導(dǎo)嗜酸性粒細胞、淋巴細胞、肥大細胞、巨噬細胞等與CSU發(fā)病相關(guān)的效應(yīng)細胞數(shù)的增加。

銀屑病和特應(yīng)性皮炎(atopic dermatitis， AD)是2種最常見的慢性免疫炎癥性皮膚病，發(fā)病機制類似，但與銀屑病相比，AD常出現(xiàn)局部皮膚的病毒感染，其相關(guān)原因可能是IL-29在銀屑病中高表達并產(chǎn)生Th17[47]，且與抗病毒蛋白(antiviral protein，AVP)的表達水平呈正相關(guān)，從而增加角質(zhì)形成細胞的抗病毒能力[9]。另有研究顯示，該作用機制可能與IL-29可調(diào)節(jié)角質(zhì)形成細胞中TLR3和IFN-β的表達有關(guān)，進而發(fā)揮抗病毒作用[48]。

上述研究提示，在一些自身免疫異常的皮膚疾病中，IL-29可能通過激活異常免疫參與CSU的發(fā)病過程，而在銀屑病中，IL-29又通過誘導(dǎo)Th17的產(chǎn)生加強了皮膚的抗病毒狀態(tài)，降低了銀屑病患者發(fā)生病毒感染的概率。由此可見，IL-29參與疾病的過程中也有積極的一面。而IL-29在其他諸如銀屑病、硬皮病、皮肌炎等自身免疫性皮膚疾病中的作用如何，還有待進一步研究證實。

3 結(jié)語

既往對IL-29的研究表明其生物學(xué)效應(yīng)主要與Ⅰ型IFN相同，如抗病毒、抗腫瘤細胞增殖及免疫調(diào)節(jié)作用，但其免疫調(diào)節(jié)的生物學(xué)活性如何在自身免疫性疾病中發(fā)揮作用知之甚少。2003年以來的相關(guān)研究提示，IL-29作為Ⅲ型IFN家族成員，參與了包括RA、SLE、SSc等多種自身免疫性疾病的發(fā)病過程，并在不同疾病中可能對免疫調(diào)節(jié)具有正向和負向兩方面作用。如果將IL-29作為臨床藥物，其副作用小于Ⅰ型IFN，但其在每種疾病中的具體作用機制尚不得知，值得進一步深入研究，以充分發(fā)揮其在診治尤其是治療中的價值。