張登容， 劉春瑤，卜婷婷， 羅鎮(zhèn)頡， 汪松

(遵義醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院 急診科，貴州 遵義 63003)

膿毒癥是宿主對感染的免疫反應(yīng)失調(diào)而引起的威脅生命的器官功能障礙[1]。據(jù)統(tǒng)計，膿毒癥的發(fā)生率呈上升趨勢，全球每年高達3 100萬例患者發(fā)生膿毒癥，其中約600萬人死亡[2]，嚴(yán)重危害著人類生命健康。膿毒癥的病理機制主要是炎性介質(zhì)的過度釋放，導(dǎo)致免疫功能處于抑制或麻痹狀態(tài)。了解原發(fā)疾病致膿毒癥的炎癥調(diào)節(jié)機制核心，能有效預(yù)防其發(fā)生，避免病情進一步惡化。白介素- 27(IL- 27)是一種多效性細胞因子，在膿毒癥的炎癥調(diào)節(jié)過程中發(fā)揮著重要作用。IL- 27被中和及受體被阻斷時，膿毒癥癥狀能夠得到相應(yīng)的改善?；钚匝?ROS)、酪氨酸激酶2(Tyk2)、c- Jun氨基末端激酶(JNK)、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活因子3(STAT3)、T細胞免疫球蛋白及黏蛋白分子- 3(TIM- 3)均與膿毒癥的炎癥反應(yīng)密切相關(guān)，現(xiàn)將上述因子與IL- 27配體/受體之間的具體作用機制進行綜述。

1 IL- 27概述

IL- 27是一種異二聚體，由p28和EB病毒誘導(dǎo)的基因3(EBI3)兩個亞單位組成[3]，參與膿毒癥的發(fā)展過程。IL- 27主要由活化的抗原呈遞細胞產(chǎn)生，在樹突狀細胞分泌最多，其中Ⅰ型樹突狀細胞產(chǎn)生IL- 27的能力比Ⅱ型高[4- 6]。IL- 27受體由WSX- 1(也稱為IL- 27Rα)和糖蛋白gp130組成，WSX- 1可直接結(jié)合IL- 27,但不能激活信號通路， gp130受體不能單獨與IL- 27結(jié)合，只有在WSX- 1存在時，兩者共同形成具有高親和力的受體復(fù)合物，才能介導(dǎo)IL- 27信號通路[7]。

2 IL- 27的炎性作用

IL- 27在免疫系統(tǒng)調(diào)節(jié)中主要對單核細胞發(fā)揮促炎作用，對巨噬細胞發(fā)揮抗炎作用，兩者之間存在動態(tài)平衡，可避免炎癥反應(yīng)的過度活化。IL- 27可抑制人巨噬細胞的腫瘤壞死因子- α(TNF- α)和白介素- 1β(IL- 1β)的反應(yīng)以及小鼠巨噬細胞的抗炎細胞因子白介素- 10(IL- 10)的產(chǎn)生[8- 10]。然而，Petes等[11]研究表明IL- 27在巨噬細胞中增強促炎反應(yīng)。Guzzo等[12]通過先后使用IL- 27和脂多糖(LPS)處理新分離的人初級單核細胞發(fā)現(xiàn)，白介素- 6(IL- 6)和TNF- α等炎癥細胞因子的表達較單獨使用IL- 27或LPS顯著增加。Yoshida等[13]研究證實,IL- 27受體缺失能夠促進輔助性T細胞1(Th1)分化，進而產(chǎn)生干擾素- γ(IFN- γ)加速炎癥反應(yīng)過程。目前IL- 27在膿毒癥炎癥調(diào)節(jié)方面的相關(guān)文獻較少，以下將對IL- 27在膿毒癥中的炎癥調(diào)節(jié)作用進行闡釋。

3 IL- 27在膿毒癥期間的炎癥調(diào)節(jié)機制

3.1 IL- 27與ROS

ROS的產(chǎn)生即氧化爆發(fā)，具有顯著的抗菌作用[14]，在中性粒細胞內(nèi)，還原型輔酶Ⅱ(NADPH)氧化酶復(fù)合物所釋放的ROS通過激活顆粒蛋白酶形成中性粒細胞捕獲網(wǎng)(NETs)，以及刺激TNF- α和巨噬細胞炎癥蛋白2(MIP- 2)的產(chǎn)生來增強中性粒細胞的抗菌反應(yīng)[15]。此外，ROS能夠穿過病原體的細胞膜，破壞胞內(nèi)的核酸、蛋白質(zhì)的復(fù)制，減少細菌的增殖[16]。Santos等[17]研究發(fā)現(xiàn)，中性粒細胞持續(xù)產(chǎn)生ROS與膿毒癥患者的不良預(yù)后有關(guān)。線粒體靶向Szeto- Schiller肽(SSP)的衍生物與抗氧化劑TIron(T- SSP)結(jié)合，可顯著抑制LPS介導(dǎo)的HLMVEC絲裂原- 活性氧(mito- ROS)的產(chǎn)生和炎性小體的激活[18]。在膿毒癥動物模型中，抑制線粒體活性氧(mtROS)可保護心臟線粒體，減輕炎癥，改善心臟功能[19]。

膿毒癥小鼠及患者中未成熟單核細胞中ROS持續(xù)產(chǎn)生，可導(dǎo)致器官損傷、淋巴器官功能受損、炎癥反應(yīng)加劇[20]。IL- 27在LPS處理時直接抑制中性粒細胞產(chǎn)生ROS，降低宿主細胞的抗菌能力[21]。IL- 27EBI3-/-小鼠盲腸結(jié)扎穿孔可產(chǎn)生更多的ROS，中性粒細胞能夠迅速產(chǎn)生IL- 27亞單位,可能與EBI3和p28基因轉(zhuǎn)錄增強有關(guān)[22]。Wirtz等[23]在膿毒性腹膜炎小鼠模型中證實IL- 27是中性粒細胞氧化爆發(fā)的負性調(diào)節(jié)因子，EBI3-/-小鼠能夠存活，然而在注射重組IL- 27后野生型小鼠的死亡數(shù)量顯著增加。此外，IL- 27 EBI3-/-小鼠腹膜及血液中的細菌數(shù)量顯著減少，與中性粒細胞的ROS增加有關(guān)。Rinchai等[24]研究也進一步證明，使用外源性IL- 27可以通過減少ROS的產(chǎn)生和增加TNF- α和IL- 1β的水平來提高細菌的存活率。相比之下，在被細菌感染前使用可溶性受體中和IL- 27，有助于提高氧化爆發(fā)，降低細菌存活率。因此，膿毒癥時IL- 27 EBI3-/-能刺激中性粒細胞產(chǎn)生ROS，通過氧化爆發(fā)防御細菌及控制感染。

3.2 IL- 27與Tyk2

Tyk2是細胞內(nèi)受體相關(guān)激酶JAK家族的成員，在各種免疫細胞中均表達，在全身炎癥反應(yīng)綜合征的實驗?zāi)Ｐ椭芯哂兄匾饔肹25]。Tyk2能夠提高人類和小鼠對病毒和細菌感染的抵抗力[26]。Poelzl等[27]研究證實，Tyk2通過調(diào)節(jié)胱天蛋白酶- 11(CASP11)的轉(zhuǎn)錄而降低小鼠LPS所致的死亡率。此外，Tyk2或其酶活性的缺乏會抑制巨噬細胞焦磷酸化，減少促炎因子IL- 1β釋放，抑制炎癥反應(yīng)。目前已有關(guān)于Tyk2在膿毒癥所致休克中作用的報道，那么膿毒癥時IL- 27與Tyk2之間是否存在某種聯(lián)系，值得進一步探討。

Tyk2通過激活內(nèi)源性Ⅰ型干擾素促進IL- 27的釋放，反之，Tyk2- /- 使Ⅰ型干擾素處于失活狀態(tài)，抑制IL- 27的產(chǎn)生[28]。Bosmann等[29]通過實驗發(fā)現(xiàn)Tyk2-/-的膿毒癥小鼠的生存率為89%，血漿中IL- 27水平顯著降低，而接受相同劑量大腸桿菌LPS處理的野生型小鼠的生存率為33%，血漿中IL- 27濃度顯著升高，由此表明Tyk2-/-在膿毒癥中具有一定的保護作用。此外，LPS與免疫細胞表面Toll樣受體- 4(TLR4)的結(jié)合會產(chǎn)生大量的IL- 27，當(dāng)TLR4活化后，Tyk2-/-小鼠巨噬細胞IL- 27的數(shù)量減少了50%，生存率明顯提高[30]。以上研究均表明Tyk2調(diào)節(jié)IL- 27在膿毒癥中的表達和釋放，從而控制膿毒癥的病情發(fā)展。

3.3 IL- 27與JNK

抑制物阻抗性酯酶1(IRE1)通過觸發(fā)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激信號激活JNK信號通路，從而促進細胞死亡[31]。JNK作為應(yīng)激活化蛋白激酶，在炎癥反應(yīng)中具有重要作用[32]。在外界因素的刺激下，JNK通過上游的酶促級聯(lián)反應(yīng)發(fā)生磷酸化，形成磷酸化c- Jun氨基末端激酶(p- JNK)，移位到胞核發(fā)揮一定作用[33]。李青青等[34]在膿毒癥小鼠模型中發(fā)現(xiàn)，膿毒癥內(nèi)質(zhì)網(wǎng)凋亡途徑中胸腺、脾臟及闌尾p- JNK、c- Jun氨基末端激酶1(JNK1)表達顯著增加，膿毒癥后12 h較6 h凋亡更顯著，炎癥反應(yīng)更劇烈。JNK選擇性抑制劑(IQ- 1S)能夠顯著抑制JNK信號通路，致JNK磷酸化及炎癥細胞因子IL- 1β、IL- 6、TNF- α水平降低，對膿毒癥具有一定保護作用[35]。此外，Lou等[36]研究發(fā)現(xiàn)，JNK信號在膿毒癥所致的肺損傷中通過促進內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激而加速細胞凋亡，阻斷該通路在一定程度上能夠減輕膿毒癥造成的肺部損害。

Bauer等[37]研究發(fā)現(xiàn)，在小鼠盲腸結(jié)扎穿孔術(shù)后，肝組織中EBI3和P28亞基mRNA及IL- 27受體亞基WSX- 1表達增加，與促炎因子IL- 6、TNF- α增加程度一致，表明IL- 27可能促進膿毒癥炎癥反應(yīng)。在膿毒癥所致肝損傷的研究中，加用IL- 27的野生型小鼠肝臟組織JNK磷酸化水平顯著升高，而IL- 27受體缺乏組小鼠肝臟組織JNK磷酸化水平較野生型組降低，提示IL- 27與膿毒癥肝臟JNK的活化相關(guān)[38]。此外，在炎癥狀態(tài)下，巨噬細胞中IL- 27受體亞基WSX- 1表達明顯增加。LPS可促進巨噬細胞JNK信號通路磷酸化，增加促炎因子IL- 6和TNF- α的表達，使用LPS與重組IL- 27共同刺激巨噬細胞，JNK磷酸化水平會進一步增加。

3.4 IL- 27與STAT3

STAT信號通路被證實參與膿毒癥的發(fā)生及炎癥調(diào)節(jié)過程，不僅顯著上調(diào)STAT3蛋白和mRNA表達，而且能夠增加炎癥因子的轉(zhuǎn)錄和表達[39]。STAT3是一種原癌基因，能誘導(dǎo)炎性相關(guān)基因產(chǎn)生，在胞內(nèi)被激活后可編碼一系列炎性相關(guān)蛋白，擴大炎癥反應(yīng)[40]。

據(jù)報道，IL- 27是STAT3的上游調(diào)節(jié)因子[41]。IL- 27通過激活STAT3促進其在體內(nèi)的磷酸化，減少腎臟炎癥及細胞凋亡，保護腎臟缺血再灌注損傷[42]。巫霞等[43]在LPS引起的膿毒癥急性肺炎小鼠模型中發(fā)現(xiàn)，LPS組小鼠肺組織及血清中炎癥因子明顯升高；在LPS+IL- 27抗體組檢測到高度表達的磷酸化信號轉(zhuǎn)導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活因子3(p- STAT3)及STAT3；在LPS+IL- 27組中發(fā)現(xiàn)p- STAT3及STAT3蛋白表達水平出現(xiàn)相反結(jié)果。以上實驗結(jié)果表明IL- 27抑制STAT3信號通路相關(guān)蛋白磷酸化，改善LPS所致的膿毒癥急性肺炎。相關(guān)研究顯示，在LPS與TLR4共同作用下，髓樣分化因子88(MyD88)和β- 干擾素TIR結(jié)構(gòu)域銜接蛋白(TRIF)信號通路得以激活，可促進IL- 27的表達[5]。Bosmann等[44]研究證實，TLR4活化的巨噬細胞中加入IL- 10后，IL- 27+細胞數(shù)量明顯減少，表明IL- 10能夠抑制IL- 27的釋放。然而當(dāng)巨噬細胞中STAT3基因缺失時，IL- 10無法影響IL- 27的表達。因此，IL- 10可通過STAT3信號通路抑制感染過程中IL- 27產(chǎn)生，降低炎癥反應(yīng)，提高膿毒癥的存活率。

3.5 IL- 27與TIM- 3

TIM- 3是T細胞表達的一種抑制性受體，在炎癥過程中可影響巨噬細胞發(fā)揮相應(yīng)作用，進而導(dǎo)致機體免疫應(yīng)答功能受限[45]。此外，TIM- 3 還可以通過抑制核轉(zhuǎn)錄因子- κB(NF- κB)活性調(diào)節(jié)TLR，避免機體產(chǎn)生過度炎癥。膿毒癥時阻斷TIM- 3，淋巴細胞凋亡減少，炎癥因子IL- 10和TNF- α分泌增加[46]。使用TIM- 3配體(Galectin- 9)對膿毒癥小鼠具有一定治療作用，其機制主要是通過增加自然殺傷T細胞(NKT)和PDCA+CD11C+巨噬細胞數(shù)量以及調(diào)控促炎細胞因子的表達[47]。此外，使用與TIM- 3配體結(jié)構(gòu)相似的α- 乳糖可降低膿毒癥中的TIM- 3表達水平，減少炎癥細胞因子的產(chǎn)生，顯著提高膿毒癥小鼠的存活率[48]。目前研究發(fā)現(xiàn)，小鼠體內(nèi)IL- 27的過度表達能夠增加T細胞表達TIM- 3。IL- 27誘導(dǎo)的TIM- 3表達已在結(jié)腸炎的效應(yīng)CD4+T細胞中得到證實。Zhu等[49]實驗發(fā)現(xiàn)，核因子白介素- 3(NFIL3)是IL- 27產(chǎn)生抗炎作用的重要介質(zhì)，其表達依賴STAT3，通過誘導(dǎo)TIM- 3和IL- 10的表達及T細胞功能障礙，發(fā)揮相應(yīng)作用。

4 結(jié) 語

膿毒癥是由感染引起的全身炎癥反應(yīng)綜合征。近年來對膿毒癥的研究不斷深入，相關(guān)指南對其治療策略進行了嚴(yán)格規(guī)范，但膿毒癥的發(fā)病率和致死率仍居高不下，主要是沒有消滅膿毒癥的真兇，即“炎癥”。盡管IL- 27與ROS、Tyk2、JNK、STAT3、TIM- 3均參與了膿毒癥的炎癥調(diào)節(jié)，但是臨床應(yīng)用需要進一步的研究來證實。