俞穎哲 鄭敏
·綜述·
固有淋巴樣細(xì)胞2與特應(yīng)性皮炎的研究進(jìn)展
俞穎哲 鄭敏
特應(yīng)性皮炎是一種慢性炎癥性疾病,在兒童中多見,且多有哮喘、過敏性鼻炎等疾病的家族史。該病的發(fā)病機(jī)制尚不明確,與皮膚屏障缺損、遺傳易感性、環(huán)境危險(xiǎn)因素及免疫調(diào)節(jié)異常等多個(gè)因素相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn),特應(yīng)性皮炎與固有淋巴樣細(xì)胞所介導(dǎo)的免疫反應(yīng)相關(guān),特別是2型固有淋巴樣細(xì)胞,與該型細(xì)胞相關(guān)的白介素4、5和13等一系列細(xì)胞因子在特應(yīng)性皮炎的發(fā)病過程中發(fā)揮重要作用,這一進(jìn)展可為特應(yīng)性皮炎提供新的治療靶點(diǎn)。
皮炎,特應(yīng)性;淋巴細(xì)胞;白細(xì)胞介素4;白細(xì)胞介素5;白細(xì)胞介素13
特應(yīng)性皮炎是一種慢性炎癥性皮膚病,在兒童中的發(fā)病率約為20%,成人發(fā)病率為3%[1]。發(fā)病人群多有哮喘、過敏性鼻炎家族史,且易被檢測(cè)到血清IgE水平增高。其發(fā)病機(jī)制較為復(fù)雜,與皮膚屏障缺損、皮膚炎癥反應(yīng)、遺傳易感性、環(huán)境危險(xiǎn)因素及免疫調(diào)節(jié)異常等多個(gè)因素相關(guān)[2]。固有淋巴樣細(xì)胞(innate lymphoid cells,ILC)為一類具有免疫功能的淋巴樣細(xì)胞,目前認(rèn)為可能與特應(yīng)性皮炎的發(fā)病相關(guān)。
傳統(tǒng)的免疫細(xì)胞包括B細(xì)胞、T細(xì)胞、吞噬細(xì)胞及自然殺傷細(xì)胞(NK細(xì)胞)等。隨著研究的深入,人們發(fā)現(xiàn),NK細(xì)胞雖來源于淋巴樣祖細(xì)胞,但發(fā)揮作用的方式與其他淋巴細(xì)胞不同,且不攜帶特異性抗原識(shí)別受體,此后,NK細(xì)胞因其特性被歸入了一個(gè)新的細(xì)胞群體,即 ILC[3]。
作者單位:310009杭州,浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第二醫(yī)院皮膚性病科
ILC是一類特殊的免疫細(xì)胞,具有淋巴細(xì)胞的形態(tài)特征,但表面缺失特異性抗原受體,同時(shí)能夠產(chǎn)生一系列特效細(xì)胞因子[4]。根據(jù)細(xì)胞所分泌的特異性細(xì)胞因子及發(fā)生過程中所需的轉(zhuǎn)錄因子種類不同,ILC分為3個(gè)亞型:1型ILC(ILC1)分泌干擾素(IFN)γ,同時(shí)依賴于Tbet進(jìn)行轉(zhuǎn)錄,NK細(xì)胞即屬于此類;2型ILC(ILC2)分泌2類細(xì)胞因子,如IL-5、IL-13,其轉(zhuǎn)錄需依賴 GATA3;3 型 ILC(ILC3)包括淋巴組織誘導(dǎo)細(xì)胞,分泌IL-17、IL22,同時(shí)依賴于 Rorγ[5]。
目前研究顯示,ILC通過自身細(xì)胞因子,加之與輔助T細(xì)胞亞類的交互影響,在淋巴器官發(fā)生、組織重塑、抗菌免疫、防御屏障等多個(gè)方面發(fā)揮作用。一旦不受抑制的激活及增殖,將引發(fā)炎癥性自身免疫性疾病。
ILC2作為一類對(duì)IL-25敏感且能分泌2類細(xì)胞因子的非B非T細(xì)胞,最早發(fā)現(xiàn)于Rag1-/-小鼠體內(nèi)[6]。其在骨髓中發(fā)生,主要分布于肺部、皮膚、鼻腔、腸道等富含黏膜的部位[7-8]。
ILC2前體在IL-33、IL-25、胸腺基質(zhì)淋巴細(xì)胞生成素(TSLP)的誘導(dǎo)下,依賴于Rorα轉(zhuǎn)變?yōu)镮LC2。ILC2 能夠分泌 IL-2、IL-5、IL-13 及少量 IL-4、IL-9,并進(jìn)一步激活下游通路中的肥大細(xì)胞及嗜酸性粒細(xì)胞,從而發(fā)揮類似于Th2的作用[9-11]?,F(xiàn)已證明,ILC2與過敏性哮喘、鼻竇炎、特應(yīng)性皮炎等疾病相關(guān)[12-14]。
特應(yīng)性皮炎的發(fā)病機(jī)制較為復(fù)雜,可分為免疫反應(yīng)、皮膚屏障功能及微生物作用三方面。其中前兩者與ILC2關(guān)系密切。本病在生理病理上主要表現(xiàn)為2類細(xì)胞因子反應(yīng),即IL-4、IL-5、IL-13的產(chǎn)生,并進(jìn)一步誘導(dǎo)IgE產(chǎn)生及顆粒細(xì)胞的募集,這與ILC2相關(guān)的細(xì)胞因子相符。目前的一系列研究表明,ILC2可能參與了特應(yīng)性皮炎等疾病的病理過程[15-16]。
3.1 ILC2通過細(xì)胞因子介導(dǎo)的免疫反應(yīng)影響特應(yīng)性皮炎的發(fā)?。貉芯咳藛T通過流式細(xì)胞測(cè)定的方式檢測(cè)Lin-CD25+IL-33R+ILC2。結(jié)果顯示,無論是小鼠還是人類,特應(yīng)性皮炎皮損區(qū)域的ILC2數(shù)量均顯著高于健康皮膚。研究者使用TSLP-TSLP受體,而非傳統(tǒng)意義上ILC2的誘導(dǎo)因子IL-33、IL-25,探討TSLP依賴的ILC2通路。研究顯示,TSLP可誘導(dǎo)ILC2產(chǎn)生類似Th2類細(xì)胞因子,并進(jìn)一步引發(fā)與特應(yīng)性皮炎相似的皮膚炎癥反應(yīng)[17]。
在另一項(xiàng)研究中,研究人員以角蛋白14啟動(dòng)子使轉(zhuǎn)基因小鼠表達(dá)IL-33基因,并提高其在皮膚的含量。在將小鼠置于無病原體環(huán)境中6~8周后,小鼠自發(fā)出現(xiàn)類似于特應(yīng)性皮炎的改變,包括出現(xiàn)類似形態(tài)的皮損,嗜酸性粒細(xì)胞及肥大細(xì)胞在皮損區(qū)的浸潤(rùn)表現(xiàn),以及外周血中組胺及IgE的水平升高。同時(shí)對(duì)比于野生型,轉(zhuǎn)基因小鼠皮損區(qū)、外周血及局部淋巴結(jié)的ILC2及 IL-5、IL-13水平均顯著增高[18],提示ILC2及其誘導(dǎo)因子IL-33在特應(yīng)性皮炎形成中的起作用。
2014年,一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),嗜堿性粒細(xì)胞及ILC2在炎癥性皮損部位大量聚集,采用流式細(xì)胞檢測(cè)的方法,在野生型小鼠的皮膚ILC2中檢測(cè)到IL-4Rα,并比較得出IL-4-/-小鼠的ILC2反應(yīng)顯著低于野生型小鼠。為證實(shí)其作用,研究人員分別提取IL-4-/-小鼠與野生型小鼠的嗜堿性粒細(xì)胞,注入裸鼠體內(nèi)。被注入IL-4-/-嗜堿性粒細(xì)胞的裸鼠的ILC2反應(yīng)仍顯著低于注入野生型嗜堿性粒細(xì)胞的裸鼠。研究人員進(jìn)一步比較了IL-4-/-小鼠與野生型小鼠的皮膚ILC2的增殖情況,明確IL-4對(duì)于ILC2反應(yīng)的誘導(dǎo)、ILC2的增殖以及特應(yīng)性皮炎樣的皮損改變的形成都是必需因素[19]。
由此可見,ILC2在特應(yīng)性皮炎中的免疫作用與TSLP、IL-33、IL-5、IL-13 及 IL-4 等多種細(xì)胞因子相關(guān)。同時(shí),細(xì)胞間關(guān)系以及皮膚ILC2游走模式的研究表明,ILC2與細(xì)胞定植的肥大細(xì)胞相關(guān),可通過IL-13等細(xì)胞因子調(diào)節(jié)皮膚肥大細(xì)胞的反應(yīng)[20]。相信以后在相關(guān)領(lǐng)域能有更多突破性的進(jìn)展。
3.2 ILC2影響皮膚屏障功能介導(dǎo)特應(yīng)性皮炎的發(fā)?。篒LC2的作用機(jī)制除了細(xì)胞因子的免疫作用外,還有與皮膚屏障功能改變的交互作用。上皮屏障的缺陷已被證實(shí)是本病形成過程中一個(gè)重要的致病因素,在遺傳層面可由角質(zhì)纖絲聚集蛋白相關(guān)基因突變引起[21]。在上皮組織受損后,能夠釋放IL-33、IL-25等細(xì)胞因子。而ILC2能夠?qū)L-33、IL25作出特異性應(yīng)答,分泌下游的細(xì)胞因子,從而引發(fā)一系列炎癥反應(yīng)[22]。
另外,有研究表明,ILC2能夠分泌KLRG1,其與E鈣黏連蛋白協(xié)同具有下調(diào)ILC2功能的作用。在特應(yīng)性皮炎的樣本中,ILC2表達(dá)KLRG1的水平顯著高于對(duì)照組,且IL-33及TSLP均可上調(diào)其表達(dá)。這一負(fù)向反饋機(jī)制能夠有效限制ILC2引發(fā)過度的炎癥反應(yīng)[23]。由于E鈣黏連蛋白主要存在于角質(zhì)形成細(xì)胞中,而特應(yīng)性皮炎患者的皮損區(qū),角質(zhì)形成細(xì)胞受損并導(dǎo)致E鈣黏連蛋白水平下調(diào)[24]。因此,在患者上皮屏障缺陷的情況下,ILC2的負(fù)向反饋機(jī)制削弱,加快炎癥性疾病的進(jìn)程。
拮抗IL-4及IL-13的單克隆抗體藥物dupilumab已被證實(shí)在哮喘及高嗜酸性粒細(xì)胞患者中有一定的療效[25]。在一臨床試驗(yàn)中,研究人員篩選未使用糖皮質(zhì)激素或鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶抑制劑規(guī)范治療的中重度特應(yīng)性皮炎患者,對(duì)dupilumab進(jìn)行隨機(jī)、雙盲、對(duì)照試驗(yàn)。通過皮疹范圍及嚴(yán)重度評(píng)分、瘙癢情況、生物標(biāo)記物水平等指標(biāo)評(píng)估疾病轉(zhuǎn)歸。試驗(yàn)結(jié)果表明,試驗(yàn)組患者的癥狀、體征及相關(guān)生物學(xué)指標(biāo),包括TARC及K16均有顯著下降[26]。從側(cè)面證實(shí)了特應(yīng)性皮炎發(fā)病機(jī)制過程中,IL-4和IL-13這類ILC2所分泌的細(xì)胞因子的作用。
ILC2能在表皮及黏膜屏障引發(fā)類似于2型細(xì)胞因子反應(yīng),同時(shí),特應(yīng)性皮炎皮損區(qū)域所發(fā)現(xiàn)ILC2獨(dú)特的聚集現(xiàn)象以及相關(guān)細(xì)胞因子的變化,均表明其與特應(yīng)性皮炎的發(fā)病相關(guān)。然而,現(xiàn)有研究所限,ILC2在免疫系統(tǒng)中所占地位,其引發(fā)炎癥反應(yīng)的具體分子機(jī)制、調(diào)節(jié)通路尚待進(jìn)一步研究。
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Type 2 innate lymphoid cells and atopic dermatitis
Yu Yingzhe,ZhengMin.Department of Dermatovenereology,Second Affiliated Hospital of Zhejiang University School of Medicine,Hangzhou 310009,China
Atopic dermatitis (AD) is a common chronic inflammatory skin disease,usually occurs in children who often have a personal or family history of asthma or allergic rhinitis.The pathogenesis of AD remains unclear,and may be related to impaired skin barrier,genetic susceptibility,environmental risk factors,aberrant immune regulation,etc.Recent studies have indicated that AD is associated with immune responses mediated by innate lymphoid cells (ILCs),especially type 2 ILCs.It has been reported that type 2 ILC-related cytokines such as interleukin (IL)-4,IL-5 and IL-13 play important roles in the development of AD,which may offer new targets for the treatment of AD.
Dermatitis,atopic;Lymphocytes;Interleukin-4;Interleukin-5;Interleukin-13
Zheng Min,Email:minz@zju.edu.cn
浙江省自然科學(xué)基金(LQ13H110001)
Fund program:Natural Science Foundation ofZhejiangProvince ofChina(LQ13H110001)
10.3760/cma.j.issn.1673-4173.2016.04.011
鄭敏,Email:minz@zju.edu.cn
2015-06-29)