聶 靜 李曉英 張 軼

(解放軍第150醫(yī)院檢驗科，洛陽471031)

固有淋巴細胞在肺組織中的作用

聶 靜 李曉英①張 軼

(解放軍第150醫(yī)院檢驗科，洛陽471031)

1 背景

固有淋巴細胞(ILCs)已成為先天免疫中的重要細胞群，并在淋巴組織形成、組織重塑、組織基質(zhì)細胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)及宿主對抗感染和炎癥反應(yīng)的調(diào)節(jié)中發(fā)揮復(fù)雜的作用。與適應(yīng)性淋巴細胞相比，ILCs在淋巴組織中相對較少，它們主要寄存于屏障表面，例如皮膚、腸、肺、脂肪以及黏膜相關(guān)淋巴組織中[1,2]。與經(jīng)典的淋巴細胞相比，ILCs有三個主要特征:(1)不存在重組活化基因(RAG)抗原受體的依賴性重排;(2)缺乏骨髓細胞和樹突細胞的表型標(biāo)記；(3)特定的淋巴樣形態(tài)[3]，ILCs家族的原型是分別在1975年和1997年發(fā)現(xiàn)的自然殺傷(NK)細胞和淋巴組織誘導(dǎo)(LTi)細胞。最近，基于表型和功能特征，ILCs被分為三個亞類:ILC1可以產(chǎn)生IFN- γ，其中包括NK細胞；ILC2產(chǎn)生2型細胞因子，如IL- 5和IL- 13，并且它們依賴于轉(zhuǎn)錄因子GATA結(jié)合蛋白3(GATA3)和視黃酸受體相關(guān)的孤核受體α(ROR- α)； ILC3包括產(chǎn)生IL- 17和/或IL- 22的所有ILC亞型，它們依賴于轉(zhuǎn)錄因子ROR- γt[1,4]。先天性和適應(yīng)性免疫系統(tǒng)的分子、細胞組分影響和調(diào)節(jié)肺動態(tài)平衡及肺疾病的發(fā)生發(fā)展。新興的ILCs家族已被證明在肺疾病的引發(fā)、調(diào)節(jié)和消退中具有關(guān)鍵作用。小鼠模型的研究表明，ILCs在流感病毒感染后損傷的肺組織重塑中起重要作用，其在誘導(dǎo)的急性過敏性哮喘、促進炎癥介質(zhì)在過敏性肺部炎癥中的釋放及肺纖維化的誘導(dǎo)中發(fā)揮重要作用[5- 8]。對人類的研究也發(fā)現(xiàn)ILCs在肺部疾病中有顯著改變。這些發(fā)現(xiàn)都表明ILCs在肺生理和病理過程中具有廣泛作用。因此我們對ILCs的起源分化、其在肺動態(tài)平衡和疾病中的作用以及靶向ILCs的潛在性干預(yù)肺疾病的新策略進行討論。

2 ILCs在肺中的分布及對肺動態(tài)平衡的維持

已有研究鑒定了人和小鼠肺及氣道中的ILCs，在小鼠肺中，ILC2s是ILCs的主要類型，ILC2s依然是數(shù)量相對較少的一類細胞，因為其只占肺中總活細胞的0.4%～1%[5]。在人肺組織中，約60%的ILCs是ILC3s，而最豐富的ILC3s是NCR陰性ILC3s。相比之下，ILC1s和ILC2s的百分比分別約為10%和30%[9]，盡管ILC2s的數(shù)量較少，但其在固有免疫和疾病進展中通過分泌Ⅱ型細胞因子和組織生長因子起重要作用。此外，在人類哮喘個體的支氣管肺泡灌洗液中也可以檢測到ILC3樣細胞[10]。研究表明肺組織中超過95%的ILCs是組織駐留的，并且在生理或病理條件下局部進行維持和增殖[11]，而在肺部感染期間，常駐ILCs的局部增殖也伴隨著ILCs的血源性募集和再分布。

呼吸道黏膜部位上皮屏障功能的維持對于避免上皮細胞暴露于生理或免疫的刺激是至關(guān)重要的，最近的研究結(jié)果表明，ILCs是維持流感病毒感染后氣道屏障完整性和組織內(nèi)穩(wěn)態(tài)至關(guān)重要的一種細胞，ILC2誘導(dǎo)的介質(zhì)包括IL- 4、IL- 5、IL- 9、IL- 13和雙調(diào)蛋白對于維持肺平衡是重要的[5,12]。小鼠和人類研究已經(jīng)顯示ILC2的缺失損害流感病毒感染后的上皮完整性和肺功能，并且ILC2缺失導(dǎo)致超塑性上皮細胞的能力受損，并導(dǎo)致實質(zhì)性上皮變性和壞死[5]。IL- 22在肺中主要由ILC3s產(chǎn)生，也參與肺上皮細胞功能的維持和肺炎癥的負調(diào)節(jié)[13]。

3 ILCs介導(dǎo)肺組織修復(fù)

損傷后肺組織的修復(fù)是恢復(fù)肺穩(wěn)態(tài)的關(guān)鍵，這個過程涉及多種細胞和分子調(diào)節(jié)劑例如白細胞介素(IL- 1β、IL- 2、IL- 4、IL- 9和IL- 13)、趨化因子(MCP- 1)、生長因子(TGF- β、KGF和HGF)和細胞外基質(zhì)蛋白(MMP- 1、MMP- 7和MMP- 9)[14,15]。急性損傷后的組織重塑需要在急性炎癥、免疫細胞的募集和上皮細胞增殖之間平衡調(diào)節(jié)。這些修復(fù)應(yīng)答中的細胞增殖或限制功能的失調(diào)都可能引起肺功能的損失、組織完整性的損害及誘導(dǎo)慢性炎癥或組織纖維化[14]。研究發(fā)現(xiàn)肺部的ILCs對流感病毒感染后受損組織的修復(fù)和重塑是至關(guān)重要的，全基因組轉(zhuǎn)錄譜顯示肺ILCs與創(chuàng)傷愈合及組織修復(fù)的基因顯著相關(guān)，包括細胞外基質(zhì)蛋白核心蛋白聚糖、阿司匹林、皮膚連接蛋白和表皮生長因子家族成員。在流感感染后，ILC2s的缺乏不會損害小鼠的先天免疫，但它確實導(dǎo)致氣道上皮完整性喪失、肺功能降低和氣道重塑受損[5]。該修復(fù)功能通過施用肺ILCs的產(chǎn)物之一雙調(diào)蛋白來恢復(fù)。在小鼠肺中的巴西諾卡菌感染的研究中，ILC2s自分泌的IL- 9有助于活化的ILC2s的存活，并增強ILC2s介導(dǎo)的雙調(diào)蛋白產(chǎn)生，進而促進組織修復(fù)[15]?？傊?，ILC2s代表肺中的主要ILC群體，其促進感染后受損肺組織的恢復(fù)。

4 ILCs在肺部疾病中的作用

目前的研究強調(diào)了ILCs的復(fù)雜作用及其在患者和實驗?zāi)Ｐ腿绶我浦?、流感病毒感染、過敏性哮喘、慢性鼻竇炎和慢性阻塞性肺病(COPD)等疾病相關(guān)性研究中的改變。

在流感病毒感染中，在小鼠和人肺中鑒定出表達CD90、CD25、CD127和T1- ST2的ILC群體，小鼠流感病毒感染的研究顯示，ILCs響應(yīng) IL- 33和免疫介導(dǎo)的組織損傷應(yīng)答而積累在肺中[5]。

哮喘的發(fā)病機理與Th2相關(guān)細胞因子IL- 4、IL- 5和IL- 13緊密相關(guān)。IL- 4誘導(dǎo)B細胞產(chǎn)生IgE，IL- 5激活嗜酸性粒細胞并募集到肺部，IL- 13增加黏液產(chǎn)生[16,17]。小鼠研究表明ILC2s也在過敏性哮喘中肺部積累增加，并且顯著促進IL- 5和IL- 13產(chǎn)生[18]。ILCs特別是NK細胞和ILC2s參與過敏性氣道反應(yīng)的調(diào)節(jié)，NK細胞在嚴(yán)重哮喘患者中高度活化，并與自體嗜酸性粒細胞相互作用并促進其凋亡，NK細胞和ILC2s都可以減少氣道炎癥和抑制嗜酸性炎癥[19]。然而，并非ILC2的所有功能都是保護性的，因為這些細胞還在病毒介導(dǎo)的過敏性哮喘加重的小鼠模型中介導(dǎo)病理性損傷。在過敏性哮喘的動物模型中，ILC2產(chǎn)生的IL- 13是黏液分泌過多和炎癥的必需誘導(dǎo)劑[20]。IL- 13還通過介導(dǎo)單核細胞和嗜酸性粒細胞引起炎癥反應(yīng)作用于黏液細胞化生、氣道纖維化和氣道阻塞[21]。慢性鼻竇炎是典型的與ILC2釋放的IL- 13相關(guān)的2型炎性疾病。人ILC2s表達一種前列腺素D2受體，稱為Th2細胞表達的化學(xué)引誘受體(CRTH2)。與對照受試者相比，在慢性鼻竇炎患者的鼻息肉中觀察到CRTH2陽性ILCs數(shù)量的顯著升高，這些細胞的功能依賴于IL- 13并由IL- 2、IL- 25和IL- 33刺激引起反應(yīng)[22]。在某些具有IL- 13活化特征的嚴(yán)重哮喘病人的研究中，抗IL- 13的治療可顯著改善患者的肺功能[23]。

COPD的顯著特點是氣道的慢性炎癥，淋巴濾泡和嗜中性粒細胞浸潤是COPD的兩個特征[24]。在小鼠研究中，在急性加重COPD(AECOPD)的病例中發(fā)現(xiàn)ILCs在肺組織中的積累[25]。在COPD患者的研究中，其肺中觀察到更高頻率的NCR陰性ILC3s，此外，由NCR陰性ILC3s產(chǎn)生的IL- 17A和IL- 22也有助于淋巴濾泡的形成[26,27]。還有研究者發(fā)現(xiàn)中性粒細胞彈性蛋白酶和IL- 5水平在AECOPD患者中增加[28]，AECOPD患者的痰中嗜酸性粒細胞和內(nèi)皮細胞中IL- 13 mRNA水平增加約30倍，而IL- 5和IL- 13是由ILC2s產(chǎn)生并與COPD的加重相關(guān)[29]。雖然沒有研究報道COPD中ILCs的功能，但以上證據(jù)都強烈暗示ILC2s和ILC3s在COPD患者中發(fā)揮重要作用。

5 針對ILCs的潛在治療應(yīng)用

基于上述的ILCs在肺穩(wěn)態(tài)和肺部疾病中起重要作用的研究結(jié)果，ILCs相關(guān)的治療能否作為一種肺組織疾病的實用治療策略現(xiàn)已成為亟待研究的問題。實際上，許多旨在影響ILCs發(fā)育、效應(yīng)因子、細胞因子與受體通路以及組織修復(fù)功能和維持的各種治療策略已經(jīng)進入了實質(zhì)性的研發(fā)階段。另一方面，ILCs也可能成為某些疾病的生物學(xué)標(biāo)志物。如今已有運用Daclizumab治療多發(fā)性硬化或克隆氏病患者的治療實例，此藥物是針對IL- 2受體α鏈的人源化單克隆抗體，它能通過修飾免疫細胞的表型并使細胞傾向于NK細胞分化進而減少ILCs的數(shù)量并可以調(diào)節(jié)ILCs的應(yīng)答反應(yīng)，而此療法是否可用于肺部疾病患者仍在研究當(dāng)中[30]。

這些潛在的治療策略中，一些方法針對ILCs發(fā)育和遷移至關(guān)重要的靶向分子，例如α4β7和MAdCAM- 1。一項臨床研究表明，維生素D可抑制人類ILCs中整合表達α4β7及細胞因子的產(chǎn)生，而維生素A的轉(zhuǎn)化產(chǎn)物視黃酸可與其他細胞因子協(xié)同作用以誘導(dǎo)腸內(nèi)歸巢整合素α4β7在ILCs的表達，因此，維生素A和維生素D之間的平衡影響人類ILCs的功能，并且作為影響ILCs在疾病如過敏性炎癥中功能的關(guān)鍵因素[31]。另外一些策略靶向ILCs的效應(yīng)分子，例如TNF/TNFR、IL- 17/IL- 17R、IL- 13/IL- 13R及IFN- γ。在實驗小鼠模型和患者的研究中，許多針對IL- 23/IL- 17通路的抗IL- 17或抗IL- 23受體抗體對牛皮癬和類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎具有改善的作用[32- 34]。然而，在克隆氏病患者中，針對IL- 17的阻斷是無效的，并導(dǎo)致較高的不良事件發(fā)生率。在某些情況下，抗IL- 17治療會導(dǎo)致對真菌感染的易感性增加并加重疾病[35,36]。由于ILC2s可以調(diào)節(jié)嗜酸性粒細胞引起的炎癥，最近的一項研究表明，ILC2s作為嗜酸粒細胞性呼吸道炎癥的替代生物標(biāo)志物，該生物標(biāo)志物可以區(qū)分輕度至中度哮喘患者，并且嗜酸粒細胞性哮喘最可能從靶向Th2炎癥的治療中獲益[37]。然而，ILCs相關(guān)的治療策略仍需考慮它將如何影響ILCs的致病和保護的雙重功能，選擇性調(diào)節(jié)ILCs應(yīng)答的保護性功能與病理性功能，包括針對特定轉(zhuǎn)錄因子的新型小分子抑制劑等新型治療劑是必需的。盡管在針對ILCs的潛在治療應(yīng)用研究中取得了這些進展，仍需要大量的研究來揭示在特定患者群體中的ILCs的全面功能，并進一步研究如何通過調(diào)節(jié)ILCs功能來治療人類疾病。

6 結(jié)語

通過近幾年的研究，我們對ILCs發(fā)育和調(diào)節(jié)的理解及其在肺部疾病中作用的認(rèn)知已經(jīng)大大提高，但仍需要更多的研究來完善ILCs的分類和界定，比如更好的規(guī)范和統(tǒng)一人和小鼠ILCs的標(biāo)志物的通用方法。在細胞和分子水平，ILCs其他免疫組織細胞之間的相互作用以及參與這些相互作用的機制仍等待進一步的闡明，并且在轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)方面，還需要大量的研究來更加明確肺部疾病患者中ILCs的更多細節(jié)特征以及針對ILCs的治療策略中調(diào)控免疫應(yīng)答的機制。此外，關(guān)于ILCs群體的可塑性、ILCs的新功能和影響ILCs應(yīng)答的調(diào)節(jié)途徑等一些問題也值得進一步的深入研究?？傊?，更加深入的了解ILCs生物學(xué)特點及其在健康狀態(tài)和疾病狀態(tài)中的作用對于我們更好地了解肺部疾病的機制和開發(fā)新的治療策略是非常必要的。

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[收稿2017- 01- 22 修回2017- 02- 06]

(編輯 許四平 劉格格)

10.3969/j.issn.1000- 484X.2017.08.033

聶 靜(1984年-)，女，主管技師，主要從事臨床檢驗方面的研究，E- mail:305980868@qq.com。

及指導(dǎo)教師：張 軼(1981年-)，男，博士，主管技師，主要從事臨床檢驗方面的研究，E- mail:zy509419@foxmail.com。

R392.11

A

1000- 484X(2017)08- 1273- 04

①解放軍96531部隊后勤部門診部，洛陽 471031。