2型天然淋巴細(xì)胞在呼吸系統(tǒng)炎癥疾病中的作用

何云霞，程保輝，趙海亮,

(1.遵義醫(yī)科大學(xué)珠海校區(qū)，廣東 珠海 519041； 2.深圳市龍崗區(qū)耳鼻咽喉醫(yī)院耳鼻咽喉科，廣東 深圳 518172)

天然淋巴細(xì)胞(innate lymphoid cells，ILCs)也被稱作固有免疫細(xì)胞，是新近發(fā)現(xiàn)的一類不同于T細(xì)胞和B細(xì)胞的淋巴細(xì)胞亞群，主要分布于黏膜屏障組織，具有增強免疫反應(yīng)，維持黏膜完整性和促進淋巴器官形成的作用，在呼吸系統(tǒng)炎癥疾病中起重要作用[1]。外源性抗原或過敏原刺激后數(shù)小時內(nèi)，ILCs活化能夠產(chǎn)生保護性效應(yīng)，在天然免疫應(yīng)答中發(fā)揮重要作用[2]。與T細(xì)胞和B細(xì)胞不同，在分化過程中ILCs未經(jīng)過重組激活基因的重排，故ILCs缺乏克隆性的抗原受體[3]。2型天然淋巴細(xì)胞(type 2 innate lymphoid cells，ILC2s)主要通過分泌2型細(xì)胞因子白細(xì)胞介素(interleukin，IL)-4、IL-5、IL-13等促進哮喘、過敏性鼻炎、慢性鼻竇炎等變應(yīng)性呼吸系統(tǒng)疾病的發(fā)生[4-5]。目前，ILC2s參與調(diào)控呼吸系統(tǒng)炎癥的具體機制尚不清楚?，F(xiàn)就ILC2s激活和相關(guān)抑制因子在呼吸系統(tǒng)炎癥疾病(過敏性鼻炎、哮喘、慢性鼻竇炎等)中的作用予以綜述，以深入探討ILC2s在2型免疫反應(yīng)中的作用機制，為臨床呼吸系統(tǒng)炎癥疾病的免疫治療提供理論依據(jù)。

1 ILCs概述

ILCs源于骨髓中共同天然淋巴祖細(xì)胞，并可經(jīng)由淋巴樣祖細(xì)胞、早期淋巴樣前體細(xì)胞、共同輔助淋巴樣前體細(xì)胞、ILCs前體細(xì)胞等發(fā)育階段分化而來[1]。ILCs缺乏抗原特異性受體，但可以非抗原依賴途徑分泌大量細(xì)胞因子和脂質(zhì)介質(zhì)；根據(jù)轉(zhuǎn)錄因子及產(chǎn)生的細(xì)胞因子的不同，ILCs分為ILC1s、ILC2s、ILC3s三種亞型，且每種亞型又可進一步分型；ILC1s表達T-bet分泌輔助性T細(xì)胞(helper T cell，Th細(xì)胞)1型細(xì)胞因子γ干擾素(interferon-gamma，IFN-γ)[1]。ILC2s表達轉(zhuǎn)錄因子GATA結(jié)合蛋白3、視黃酸相關(guān)孤兒受體α產(chǎn)生Th2型細(xì)胞因子IL-5、IL-13[6]。ILC3s表達視黃酸相關(guān)孤兒受體γt產(chǎn)生Th17型細(xì)胞因子IL-17A、IL-17F和IL-22[7]。因此，天然淋巴細(xì)胞ILC1s、ILC2s、ILC3s可分別作為CD4+Th1、Th2、Th17的“鏡像細(xì)胞”。

人ILC2s被認(rèn)為是一類表達CD45+、Lineage-(CD1a、CD3、CD4、CD16、CD19、CD34、CD94、CD303和FcεRI)-、CD127+CD161+CRTH2+的淋巴細(xì)胞[8]。單細(xì)胞RNA測序結(jié)果顯示，大多數(shù)組織中有表達GATA結(jié)合蛋白3、IL-7Rα、胸腺基質(zhì)淋巴細(xì)胞生成素(thymic stromal lymphopoietin，TSLP) 標(biāo)志物的ILC2s，而表達IL-18R1、IL-25R、IL-33R的ILC2s在特定組織中富集[9]。高表達IL-33R的ILC2s分布于骨髓、肺、脂肪組織，表達IL-25R的ILC2s主要存在于腸道，而皮膚ILC2s高表達IL-18R1[9]。ILC2s通過分泌IL-4、IL-5、IL-9和IL-13等2型細(xì)胞因子介導(dǎo)炎癥反應(yīng)[10]。IL-5誘導(dǎo)嗜酸粒細(xì)胞增多；IL-4和IL-13調(diào)控B細(xì)胞產(chǎn)生IgE，促進M2型巨噬細(xì)胞分化，并誘導(dǎo)嗜酸粒細(xì)胞趨化因子3聚集于氣道上皮細(xì)胞和纖維細(xì)胞，參與黏液分泌和氣道重塑；IL-9促進肥大細(xì)胞生長和杯狀細(xì)胞分化[11]。ILC2s產(chǎn)生2型細(xì)胞因子的同時，還釋放雙調(diào)蛋白等因子參與纖維化、組織修復(fù)和重塑[12]。ILC2s介導(dǎo)的炎癥細(xì)胞聚集和激活在2型免疫反應(yīng)中的作用逐漸被認(rèn)可。

2 ILC2s與呼吸道炎性疾病的相關(guān)性

2.1ILC2s參與過敏性鼻炎的發(fā)生 過敏性鼻炎屬于IgE介導(dǎo)的Ⅰ型超敏反應(yīng)性疾病，是機體受到過敏原刺激后產(chǎn)生的特異性免疫應(yīng)答，引起鼻黏膜組織炎癥和生理功能紊亂的一種疾病，以鼻腔黏膜高表達Th2細(xì)胞和2型細(xì)胞因子為主要特征[13]。鼻部變應(yīng)原刺激后，過敏性鼻炎患者外周血及鼻黏膜組織ILC2s增多，且ILC2s與鼻黏膜樣本中嗜酸粒細(xì)胞的數(shù)量及IL-5水平呈正相關(guān)[14]。在花粉流行期間，季節(jié)性過敏性鼻炎患者外周血ILC2s水平升高；接受抗原特異性免疫治療后，季節(jié)性過敏性鼻炎患者外周血ILC2s水平無季節(jié)性升高，可見ILC2s參與了花粉過敏所致的鼻黏膜炎癥[15]。

腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor，TNF)超家族成員在ILC2s介導(dǎo)的黏膜免疫中發(fā)揮重要調(diào)節(jié)作用，TNF樣細(xì)胞因子1A通過死亡受體3誘導(dǎo)ILC2s產(chǎn)生IL-5、IL-13[16]；在小鼠鼻內(nèi)給予木瓜蛋白酶以誘導(dǎo)變態(tài)反應(yīng)，與野生型小鼠相比，死亡受體3缺陷小鼠ILC2s、嗜酸粒細(xì)胞及IL-5水平明顯降低[17]；IgE介導(dǎo)的過敏反應(yīng)中，鼻黏膜肥大細(xì)胞迅速釋放白三烯和前列腺素(prostaglandin PG)D2等脂質(zhì)介質(zhì)，招募并激活I(lǐng)LC2s參與過敏相關(guān)炎癥反應(yīng)[18]。

2.2ILC2s加重嗜酸粒細(xì)胞型和中性粒細(xì)胞型哮喘 哮喘是一種異質(zhì)性下氣道炎癥性疾病，通常分為嗜酸粒細(xì)胞型、中性粒細(xì)胞型及混合型。當(dāng)氣道受到外界變應(yīng)原刺激時，機體會分泌一系列活化因子及介質(zhì)，促進局部黏膜ILC2s激活介導(dǎo)2型細(xì)胞因子的產(chǎn)生，引起呼吸系統(tǒng)炎癥疾病。在哮喘患者或動物疾病模型黏膜組織或灌洗液中，均檢測到ILC2s及其分泌的Th2型細(xì)胞因子，表明ILC2s參與哮喘早期局部免疫炎癥[19-20]。檢測嚴(yán)重嗜酸粒細(xì)胞型哮喘患者血液和痰液發(fā)現(xiàn)，ILC2s水平顯著增高，表明ILC2s不僅參與早期哮喘的局部免疫反應(yīng)，還在重癥哮喘中起重要作用[21-22]。哮喘患者ILC2s比例升高并被激活，上皮細(xì)胞來源的細(xì)胞因子和脂質(zhì)介質(zhì)可能在ILC2s介導(dǎo)的2型炎癥中起關(guān)鍵作用。

過敏性哮喘患者在吸入變應(yīng)原后，支氣管上皮的IL-25、IL-33和TSLP水平均升高[23-24]。源于上皮的細(xì)胞因子IL-25、IL-33和TSLP是最早被發(fā)現(xiàn)的激活I(lǐng)LC2s的細(xì)胞因子或介質(zhì)。IL-25是IL-17細(xì)胞因子家族成員，后者由上皮細(xì)胞，尤其是腸道簇狀細(xì)胞、氣道孤獨化學(xué)感應(yīng)細(xì)胞和刷狀細(xì)胞產(chǎn)生[25]。IL-33由上皮細(xì)胞、纖維細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞釋放[12]。IL-25、IL-33分別結(jié)合ILC2s細(xì)胞表面IL-25受體[IL-17受體A和IL-17受體B(IL-25R)]、IL-33受體[IL-1受體樣1(IL-33R)、IL-1受體輔助蛋白]，促分裂原活化的蛋白激酶和TNF受體相關(guān)因子6，進而啟動激活蛋白-1和核因子κB(nuclear factor-κB，NF-κB)信號通路，啟動ILC2s介導(dǎo)的2型免疫反應(yīng)，誘導(dǎo)并激活I(lǐng)LC2s產(chǎn)生IL-5和IL-13[9,26-27]。體內(nèi)給予IL-25或IL-33能誘導(dǎo)小鼠強烈的2型免疫反應(yīng)，但是IL-25或IL-33體外誘導(dǎo)ILC2s的IL-5、IL-13作用較弱，提示IL-25或IL-33激活LC2s過程中，可能需要共刺激信號才能完全啟動ILC2s介導(dǎo)的2型炎癥反應(yīng)[28]。IL-2、IL-7、IL-9和TSLP作為共刺激分子或增強子通過信號轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子(signal transduction and activator of transcription，STAT)1、STAT3和STAT5信號通路，與ILC2s表面IL-2家族細(xì)胞因子受體(IL-2Rα、IL-2Rβ和IL-2Rγ)、IL-7家族細(xì)胞因子受體(IL-7Rα、IL-7γ和IL-7c)、IL-9受體以及胸腺淋巴細(xì)胞生成素受體(IL-7Rα和細(xì)胞因子受體樣因子2)結(jié)合，通過激活STAT5，協(xié)同IL-25或IL-33促進ILC2s介導(dǎo)的2型免疫反應(yīng)[12]。

脂質(zhì)介質(zhì)白三烯、PG等在維持機體穩(wěn)態(tài)和炎癥反應(yīng)方面發(fā)揮重要作用。Th2細(xì)胞趨化因子受體同源分子(chemoattractant receptor homologous molecule expressed on Th2 cells，CRTH2)和半胱氨酰白三烯受體-1同為在ILC2s上高表達的LTC4和LTD4受體；其配體PGD2、LTC4和LTD4誘導(dǎo)ILC2s遷移，并促使機體ILC2s生成IL-4、IL-5、IL-13等2型細(xì)胞因子[29]。在塵螨誘導(dǎo)的過敏性鼻炎患者下鼻甲組織中檢測到半胱氨酰白三烯和CRTH2，體外實驗證實，PGD2、半胱氨酰白三烯、LTC4、LTD4、LTE4可刺激ILC2s產(chǎn)生IL-5，表明PGD2-CRTH2、半胱氨酰白三烯-半胱氨酰白三烯受體-1可能刺激ILC2s生成IL-5、IL-13等2型細(xì)胞因子，誘發(fā)2型免疫反應(yīng)[30]。關(guān)于脂質(zhì)介質(zhì)誘導(dǎo)ILC2s產(chǎn)生2型細(xì)胞因子的機制可能是外來病原體刺激黏膜引起CRTH2和半胱氨酰白三烯受體-1激活，增加細(xì)胞質(zhì)內(nèi)Ca2+水平并進一步激活活化T細(xì)胞核因子(nuclear factor of activated T-cells，NFAT)通路。與IL-33不同，PGD2和半胱氨酰白三烯可誘導(dǎo)ILC2s產(chǎn)生大量IL-4，NFAT通路的激活可能是誘導(dǎo)ILC2s產(chǎn)生IL-4的必要條件[29]。Th2的T細(xì)胞受體參與激活NFAT、NF-κB和激活蛋白-1三種主要的轉(zhuǎn)錄因子，驅(qū)動IL-4、IL-5和IL-13的產(chǎn)生[31]。細(xì)胞因子(激活NF-κB和激活蛋白-1)和脂質(zhì)介質(zhì)(激活NFAT)共同作用，可能以類似T細(xì)胞受體信號通路的方式，誘導(dǎo)ILC2s產(chǎn)生IL-4等2型細(xì)胞因子[32]。

除細(xì)胞因子和脂質(zhì)介質(zhì)外，ILC2s還表達誘導(dǎo)共刺激分子、補體C3a受體、神經(jīng)調(diào)節(jié)肽U、血管活性腸肽、降鈣素基因相關(guān)肽、干擾素調(diào)節(jié)因子等[33]。C3a、神經(jīng)調(diào)節(jié)肽U和血管活性腸肽直接誘導(dǎo) ILC2s產(chǎn)生2型細(xì)胞因子；其中神經(jīng)調(diào)節(jié)肽U在小鼠中通過促分裂原活化的蛋白激酶和NFAT通路介導(dǎo)產(chǎn)生炎癥反應(yīng)[34-35]。降鈣素基因相關(guān)肽不能單獨誘導(dǎo)2型免疫反應(yīng)，但在IL-25或IL-33共同作用下，小鼠ILC2s產(chǎn)生的IL-5顯著增加。誘導(dǎo)共刺激分子配體通過激活STAT5促進ILC2s發(fā)育[36]。

全基因組關(guān)聯(lián)研究顯示，ILC2s激活相關(guān)因子IL-33、IL-33R和TSLP與哮喘發(fā)生密切相關(guān)；ILC2s表達TNF受體超家族成員18，糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)TNF受體相關(guān)蛋白激動劑使IL-33介導(dǎo)的人ILC2s產(chǎn)生的IL-5、IL-13增加[37]。TNF受體超家族(包括死亡受體3和糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)的TNF受體)共用NF-κB和促分裂原活化的蛋白激酶信號通路；TNF和核因子κB受體活化因子配體(receptor activator of nuclear factor κB ligand，RANKL)即TNF超家族11結(jié)合ILC2s表達TNF受體Ⅱ(即TNF受體超家族1B)和核因子κB活化因子，誘導(dǎo)人ILC2s產(chǎn)生2型細(xì)胞因子。上述研究證實，IL-25、IL-1家族細(xì)胞因子和TNF超家族主要通過NF-κB和激活蛋白-1通路激活I(lǐng)LC2s產(chǎn)生2型細(xì)胞因子[38]。對于過敏性哮喘的治療，臨床以糖皮質(zhì)激素為主，但該療法對上皮源IL-33無抑制作用，導(dǎo)致炎癥反應(yīng)加劇和哮喘反復(fù)發(fā)作。激素抵抗型哮喘患者肺組織ILC2s的表達水平明顯高于正常人和輕度過敏性哮喘患者；ILC2s是激素抵抗型哮喘患者IL-5和IL-13的主要來源[21]。綜上所述，哮喘發(fā)病過程中，IL-25、IL-33、TSLP、C3a、神經(jīng)調(diào)節(jié)肽U 和血管活性腸肽均可激活I(lǐng)LC2s，在輕型嗜酸粒細(xì)胞型和重型中性粒細(xì)胞型哮喘中發(fā)揮重要作用。

2.3ILC2s與伴鼻息肉的慢性鼻竇炎 慢性鼻竇炎是上氣道及鼻竇的常見慢性炎癥性疾病，分為伴鼻息肉慢性鼻竇炎和不伴鼻息肉慢性鼻竇炎。嗜酸粒細(xì)胞和2型細(xì)胞因子IL-5、IL-13在西方國家伴鼻息肉慢性鼻竇炎患者中高表達；不伴鼻息肉慢性鼻竇炎患者鼻息肉中的ILC2s也明顯升高[33,39]。在亞洲國家，大約50%的伴鼻息肉慢性鼻竇炎患者的鼻息肉中無嗜酸粒細(xì)胞增多[40]。Tojima等[39]發(fā)現(xiàn)，ILC2s只在嗜酸粒細(xì)胞型鼻息肉患者中升高，表明ILC2s可能在嗜酸粒細(xì)胞型伴鼻息肉慢性鼻竇炎中發(fā)揮重要作用，但ILC2s激活可能局限于鼻黏膜區(qū)域[33]。伴鼻息肉慢性鼻竇炎患者息肉組織中存在IL-25、IL-33、TSLP，但是只有TSLP在鼻息肉中持續(xù)明顯升高；TSLP無法單獨誘導(dǎo)ILC2s產(chǎn)生2型細(xì)胞因子，表明伴鼻息肉的慢性鼻竇炎中存在不同于IL-25、IL-33的ILC2s激活劑。研究發(fā)現(xiàn)，鼻竇炎伴鼻息肉患者的鼻息肉組織中Th2細(xì)胞高表達RANKL，RANKL介導(dǎo)的通路可促進ILC2s誘導(dǎo)的2型細(xì)胞因子產(chǎn)生[41]。另有研究顯示，鼻竇炎伴鼻息肉患者LTC4、PGD2等脂質(zhì)介質(zhì)水平升高，特別是對環(huán)加氧酶1抑制劑耐受患者[42]?？梢?，在伴鼻息肉慢性鼻竇炎中，TSLP作為共刺激分子，輔助RANKL和脂質(zhì)激活I(lǐng)LC2s介導(dǎo)的2型炎癥反應(yīng)。

3 抑制ILC2s活化在2型免疫反應(yīng)中的研究進展和應(yīng)用

ILC2s表達升高和激活在2型免疫反應(yīng)中起重要作用，激活I(lǐng)LC2s的抑制途徑是一種可行的研究方向。已知細(xì)胞因子[IL-10、IL-27、轉(zhuǎn)化生長因子(transforming growth factor，TGF)-β、IFN-α、IFN-β和IFN-γ]、脂質(zhì)介質(zhì)(PGE2和PGI2)、去甲腎上腺素和糖皮質(zhì)激素可抑制ILC2s的激活[43]。調(diào)節(jié)性T細(xì)胞通過產(chǎn)生IL-10和TGF-β抑制小鼠ILC2s的功能；IL-10RA和TGF-β受體 Ⅱ 在人ILC2s上表達；IL-10和TGF-β能夠抑制IL-33和TSLP介導(dǎo)的人ILC2s生成的IL-4、IL-5和IL-13[44]。IL-10抑制IL-33誘導(dǎo)的IL-9，而TGF-β進一步促進IL-9的產(chǎn)生，表明IL-9在ILC2s中的誘導(dǎo)機制可能與IL-4、IL-5和IL-13不同[44]。研究發(fā)現(xiàn)，ILC2s表達Ⅰ型、Ⅱ型IFN受體以及IL-27受體，且相應(yīng)配體IFN-α、IFN-β、IFN-γ和IL-27能抑制小鼠ILC2s增殖并減少2型細(xì)胞因子分泌，且STAT1缺陷小鼠中IFN-β、IFN-γ或IL-27相應(yīng)抑制功能消失，說明STAT1通路是ILC2s的負(fù)調(diào)控因子[45]。小鼠ILC2s表達β2腎上腺素能受體，β2腎上腺素能受體激動劑沙美特羅(Salmeterol)可抑制ILC2s介導(dǎo)的小鼠氣道2型炎癥[46]。人ILC2s表達PGE2受體(EP2和EP4)和PGI2受體前列環(huán)素；PGE2和PGI2可能通過激活腺苷酸環(huán)化酶和環(huán)腺苷酸/蛋白激酶A通路，抑制ILC2s增殖及2型細(xì)胞因子的產(chǎn)生[47]。

抑制ILC2s是治療2型炎癥疾病的另一種可行性方案。針對ILC2s介質(zhì)開發(fā)的單克隆抗體，包括IL-5(Mepolizumab、Reslizumab)、IL-5Rα(Benralizumab)、IL-13(Lebrikizumab、Tralokinumab)和IL-4Rα(Dupilumab)，部分已經(jīng)被批準(zhǔn)用于2型免疫反應(yīng)疾病的臨床治療[48]。靶向抑制ILC2s，臨床試驗用于治療多種2型免疫反應(yīng)性疾病的單克隆抗體和小分子拮抗劑包括Tezepelumab(靶向TSLP)、MK-8226(靶向TSLPR)、Etokimab和REGN3500(靶向IL-33)、MSTT1041A(靶向IL-33R)、AZD1981和Fevipiprant(靶向CRTH2)。針對其他ILC2s激活物的單克隆抗體，包括Canakinumab(靶向IL-1β)、Inflixima和Adalimumab(靶向TNF)、Denosumab(靶向RANK-L)等單克隆抗體，已經(jīng)用于類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎和銀屑病的治療。抑制ILC2s激活的單克隆抗體和小分子拮抗劑在2型免疫反應(yīng)的治療中顯示出良好的應(yīng)用前景。

4 結(jié) 語

ILC2s及其激活在過敏性鼻炎、哮喘、慢性鼻竇炎等氣道2型免疫反應(yīng)性疾病中高表達；ILC2s顯著促進了IL-5和IL-13等2型細(xì)胞因子的產(chǎn)生。目前，除糖皮質(zhì)激素外，尚無針對ILC2s的靶向治療方法。雖然ILC2s能引起嗜酸粒細(xì)胞招募、黏液分泌、氣道高反應(yīng)，但ILC2s在人類2型免疫反應(yīng)性疾病病理反應(yīng)中的作用尚不清楚。隨著ILC2s激活和抑制機制研究的深入，通過阻斷ILC2s激活并激活I(lǐng)LC2s抑制通路，有望開發(fā)出更多抑制ILC2s介導(dǎo)的2型炎癥的新藥物或療法，充分發(fā)揮ILC2s潛在的治療價值。