李夢麗,程艷波,董躍麗,史長松
鄭州大學(xué)人民醫(yī)院 河南省人民醫(yī)院兒科,鄭州 450003
白細胞介素-27(IL-27)是一種多效性的細胞因子。最初認為,IL-27通過刺激CD4+T細胞增殖、促進輔助性T細胞分化以及干擾素-γ分泌,增強免疫功能。后來發(fā)現(xiàn),IL-27也可以通過抑制巨噬細胞集落刺激因子的表達、誘導(dǎo)程序性死亡配體-1(PD-L1)的表達以及促進調(diào)節(jié)性T細胞的發(fā)育,發(fā)揮抗炎作用。IL-27已被證實參與了感染性疾病、自身免疫性疾病和癌癥病理過程。近年來發(fā)現(xiàn),IL-27在胃腸道疾病中也具有重要的生物學(xué)作用和臨床意義。炎癥性腸病、胃炎、胃癌、結(jié)腸癌等疾病是危害身體健康的常見病和多發(fā)病,其對免疫系統(tǒng)影響以及發(fā)病機制尚有不明之處。為了豐富胃腸道疾病的發(fā)病機制以及為胃腸道疾病免疫治療提供新方向,本文圍繞IL-27在不同胃腸道疾病中的抗炎、促炎特性以及可能的治療潛力綜述如下。
1.1 來源及表達 IL-27主要來源于抗原提呈細胞,包括單核細胞、巨噬細胞、樹突狀細胞等,其他類型細胞(骨髓源性抑制細胞、幼稚B細胞、CD4+和CD8+T細胞、上皮細胞和內(nèi)皮細胞)也能分泌不同IL-27。當(dāng)病原體侵入骨骼時,病原體成分及損傷組織、死亡細胞釋放的內(nèi)源性配體(熱休克蛋白、細胞外基質(zhì)成分等)激活Toll樣受體(TLR),TLR誘導(dǎo)破骨細胞分泌IL-27[1]。同時,Ⅰ型干擾素和促炎細胞因子可以誘導(dǎo)成骨細胞分泌IL-27。此外,在體外實驗發(fā)現(xiàn)激活的幼稚B細胞也可以分泌IL-27[2]。
腫瘤壞死因子家族成員CD40以及Ⅰ、Ⅱ型干擾素都可以促進IL-27表達。隨著對IL-27調(diào)節(jié)機制的深入研究發(fā)現(xiàn),有新的物質(zhì)可以抑制IL-27的表達。研究證實,游離脂肪酸受體2的激活可以阻止樹突狀細胞表達IL-27[3-4]。兒茶酚胺通過β2腎上腺素受體激活拮抗C-Jun氨基末端激酶磷酸化,抑制巨噬細胞產(chǎn)生IL-27p28[5],從而減少IL-27的分泌。前列腺素E2通過誘導(dǎo)干擾素調(diào)節(jié)因子-1表達下調(diào),抑制TLR激活的經(jīng)典樹突狀細胞產(chǎn)生IL-27。此外,IL-1受體相關(guān)激酶1通過調(diào)節(jié)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活因子1(STAT1)限制了TLR3/4和干擾素-α受體誘導(dǎo)的IL-27產(chǎn)生[6]。
1.2 結(jié)構(gòu) IL-27是白細胞介素-12(IL-12)家族中新的異源二聚體細胞因子,結(jié)構(gòu)與IL-12、IL-23、IL-35相似,由一個螺旋亞基(IL-27p28)與可溶性受體樣分子(EBI3)結(jié)合而成[7]。IL-27p28是IL-12p35相關(guān)的多肽。EBI3亞基最初被認為是IL-12p40的同源物,由EB病毒感染的B細胞表達。此外,EBI3的受體也有兩部分:一個是與IL-12受體IL-12Rb2鏈同源的獨特的IL-27受體α鏈,稱為IL-27Rα或WSX-1;另一個是一系列細胞因子所共有的IL-6受體鏈gp130。
1.3 生物學(xué)效應(yīng) IL-27對多種天然免疫細胞和適應(yīng)性免疫細胞具有強大的調(diào)節(jié)作用。對于天然免疫細胞,先前研究表明IL-27可以促進體外培養(yǎng)的人類單核細胞的促炎細胞因子和趨化因子表達。后來發(fā)現(xiàn),它通過抑制人類巨噬細胞中的腫瘤壞死因子-α(TNF-α)和IL-1β反應(yīng)發(fā)揮抗炎作用[8]。ZHOU等[9]研究發(fā)現(xiàn),IL-27不影響未成熟的樹突狀細胞(DC)介導(dǎo)的免疫應(yīng)答,但促進成熟DC介導(dǎo)的調(diào)節(jié)性T細胞(Treg)發(fā)育。這提示IL-27對DC的免疫功能依賴于其成熟程度。對于適應(yīng)性免疫細胞,IL-27通過激活T-bet誘導(dǎo)T細胞表達IL-12Rβ2,刺激T細胞分化為Th1細胞,發(fā)揮促炎作用;還可通過信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子1(STAT1)、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子3(STAT3)信號通路抑制T細胞生成其亞群Th17細胞,發(fā)揮抗炎作用。IL-27對B細胞的影響因B細胞分化的階段而異。對于幼稚B細胞,IL-27通過STAT1信號刺激,使其分化為表達CD38、CD20、CD95和CD10生發(fā)中心樣表型的B細胞,并促進其活性[10]。對于成熟B細胞,IL-27通過誘導(dǎo)莫羅尼鼠白血病病毒前病毒整合基因-1促進B細胞增殖[11]。
2.1 炎癥性腸?。↖BD)IBD是一組原因不明的非特異性慢性胃腸道炎癥性疾病,其中最常見的是潰瘍性結(jié)腸炎(UC)和克羅恩?。–D)。研究發(fā)現(xiàn),IBD患者的IL-27基因表達水平在UC和CD活動期顯著升高,且與疾病嚴重程度相關(guān),提示IL-27與IBD的發(fā)病機制密切相關(guān)[12]。既往認為,IL-27表達缺陷的小鼠對自發(fā)性結(jié)腸炎和蠕蟲誘導(dǎo)的結(jié)腸炎有抵抗力,其機制與IL-27通過STAT1促進T-bet表達,T-bet驅(qū)動Th1分化有關(guān)。但目前有證據(jù)顯示,IL-27在IBD中也存在抗炎作用。ZHU等[13]在CD4+CD45RBhighT細胞移植性小鼠結(jié)腸炎模型中轉(zhuǎn)入IL-27后,小鼠淋巴器官中產(chǎn)生干擾素-γ的Th1細胞和產(chǎn)生IL-10的Th細胞增加,提示IL-27可能通過誘導(dǎo)T細胞產(chǎn)生抗炎因子來抑制結(jié)腸炎;同時發(fā)現(xiàn)IL-27誘導(dǎo)T細胞表達程序性死亡配體介導(dǎo)T細胞耐受,減輕了結(jié)腸炎的嚴重程度。ZHENG等[14]研究發(fā)現(xiàn),葡聚糖硫酸鈉誘導(dǎo)的小鼠結(jié)腸炎模型中,樹突狀細胞中的p38α信號通過IL-27介導(dǎo)的Tr1細胞分化來調(diào)控結(jié)腸炎癥。同時證明了依賴p38α信號的結(jié)腸樹突狀細胞通過IL-27可以刺激結(jié)腸3型天然淋巴細胞分泌IL-22,促進腸組織修復(fù)和分泌抗菌蛋白,這支持了IL-27在炎癥性腸病發(fā)病機制中的保護作用。在艱難梭菌誘導(dǎo)的小鼠結(jié)腸炎模型中,口服表達IL-27的重組細菌可提高艱難梭菌清除率,降低小鼠病死率。這表明IL-27對結(jié)腸炎有治療作用??傊?,根據(jù)疾病模型或細胞類型的不同,IL-27在IBD的發(fā)展過程中既能發(fā)揮促炎作用又能起到治療作用。這提示了IL-27在體內(nèi)調(diào)節(jié)機制的復(fù)雜性。
2.2 胃炎 胃炎是各種原因引起的胃黏膜炎癥。研究發(fā)現(xiàn),在幽門螺桿菌感染引起的成人胃炎患者中,其胃黏膜和血清中檢測到高水平的IL-27,且IL-27水平與Th1細胞呈正相關(guān),與Th17細胞代表性細胞因子水平即IL-17A、IL-1β、IL-6、IL-2、TGF-β呈負相關(guān)[15]。這暗示著IL-27在胃炎中可能發(fā)揮潛在的關(guān)鍵作用。在自身免疫性胃炎小鼠模型中發(fā)現(xiàn),同表達IL-27的自身免疫性胃炎小鼠比較,IL-27表達缺陷的自身免疫性胃炎小鼠表現(xiàn)出更嚴重的炎癥、萎縮、增生、肥大,并伴有結(jié)構(gòu)異常的腺體病灶,缺乏正常的黏液外觀。用IL-27治療持續(xù)慢性胃炎的小鼠,其炎癥程度明顯減輕。這提示升高IL-27水平可有效阻止胃炎的進展。此外,單細胞RNA測序顯示,IL-27幾乎僅作用于CD4+T細胞,抑制炎癥基因表達[16]。表明IL-27可以抑制CD4+T細胞介導(dǎo)的胃黏膜炎癥。因此IL-27的研究對于防治胃炎極為重要。
2.3 胃癌 胃癌是起源于胃黏膜上皮的惡性腫瘤。長期慢性胃炎的情況下,解痙多肽表達化生(SPEM),是發(fā)生胃癌的先兆。癌變進程中,胰腺十二指腸同源框-1(PDX1)編碼基因的表達也是衡量癌變進展的指標。BOCKERSTETT等[16]發(fā)現(xiàn),與EBI3表達缺陷的小鼠相比,表達EBI3的小鼠胃體SPEM發(fā)育明顯減少且未檢測到PDX1腺體。既往證據(jù)表明IL-27在胃癌的發(fā)生發(fā)展中起重要作用,但是ROCHA等[15]發(fā)現(xiàn),在胃癌患者的胃黏膜和血清中未檢測到IL-27。這是首次證明胃癌患者胃黏膜和血清中IL-27表達被消除的研究。雖然可解釋為腫瘤微環(huán)境中IL-17A和IL-23的含量增加、抑制IL-27表達以及腫瘤微環(huán)境中存在可能抑制的分子(骨橋蛋白),但不能確定IL-27與胃癌相關(guān)。因此,IL-27與胃癌的關(guān)系仍需進一步探究。
2.4 結(jié)腸癌 結(jié)腸癌是最常見的惡性腫瘤之一。目前認為,IL-27在腫瘤免疫中具有雙重作用[3]。一方面,IL-27調(diào)節(jié)DC和Treg上的CD39,并誘導(dǎo)產(chǎn)生IL-10的1型調(diào)節(jié)性T細胞,促進腫瘤發(fā)生。另一方面,IL-27可以通過促進CD8+T細胞、自然殺傷細胞活性和抗血管生成增強機體抗腫瘤和抗轉(zhuǎn)移活性的能力。IL-27對腫瘤的不同作用可能跟產(chǎn)生IL-27的數(shù)量、腫瘤類型有關(guān)[17-18]。把分泌IL-27的結(jié)腸癌細胞接種到結(jié)腸癌小鼠體內(nèi),小鼠腫瘤完全緩解,全部健康存活。ZHU等[17]用結(jié)腸癌小鼠模型證實,IL-27通過STAT1下調(diào)Treg中CD25表達,抑制T細胞產(chǎn)生IL-2,使外周血、淋巴器官以及腫瘤微環(huán)境中的Treg迅速耗盡,小鼠腫瘤病灶顯著減小。這表明IL-27在抗腫瘤T細胞反應(yīng)和癌癥免疫治療發(fā)揮了重要作用。雖然結(jié)腸癌的小鼠模型實驗顯示IL-27抗腫瘤作用,但是在人群中目前還沒有相關(guān)證據(jù)證明。因此IL-27對于人類結(jié)腸癌是否有一樣的抗腫瘤作用,還需要更多的實驗數(shù)據(jù)證明。
IL-27在不同胃腸道疾病中表現(xiàn)出復(fù)雜的抗炎與促炎雙重調(diào)節(jié)作用。IL-27在疾病中起到什么作用以及作為免疫治療方法是否有效,取決于特定的疾病背景、效應(yīng)細胞類型、產(chǎn)生IL-27的總量、病原體類別以及疾病的進展等。因此,迫切需要更好地了解IL-27在胃腸道疾病發(fā)展中的分子機制,從而使IL-27更成功地應(yīng)用到胃腸道疾病的治療,使患者獲益。