白介素-25与过敏性疾病关系的研究进展

徐 丽, 关 兵, 张俊中, 王 莹

(1. 江苏省苏北人民医院, 江苏 扬州, 225001; 2. 扬州大学医学院, 江苏 扬州, 225001)

白介素-25(IL-25)作为一种具有广泛性前炎性因子，主要由活化Th2细胞产生[1]，可导致嗜酸性粒细胞趋化浸润，并且诱导Th2细胞产生多种趋化因子和细胞因子，主要是通过活化信号通路影响IL-4、IL-5与IL-13等Th2类细胞因子的表达，参与变应性疾病的发生、发展的多个环节，在变应性疾病中起重要作用[2]。目前国内外学者对IL-25做了许多基础性研究，现就IL-25的结构及来源、IL-25受体及其分布、生物学和过敏性疾病发病过程的可能机制等进行总结。

1 IL-25结构及其来源

IL-25又称IL-17E是IL-17家族成员之一。IL-17家族分别是IL-17A、IL-17B、IL-17C、IL-17D、IL-17F和IL-17E(也称为IL-25)[3]。其中, IL-17A是家族的主要成员，早在1995年被发现[4]，主要是由活化的Th17细胞产生, IL-17A是一同型二聚体,由150个氨基酸组成的蛋白，相对分子质量为32 000。氨基端有一信号肽，由19～23个残基组成，其染色体位于6p12[5]。在IL-17A被发现之后，IL-17B、IL-17C、IL-17D、IL-17F和IL-17E相继被发现，他们结构类似，其中IL-17F与IL-17A结构最为相近，二者存在着50%的同源性[6-7], 二者染色体同样定位于6p12, 并且都是由活化的T细胞分泌。而IL-17B、IL-17C、IL-17D与IL-17E则在机体的各个组织中均有分泌。虽然他们均属于IL-17家族成员，结构类似，但各自的生物学功能却不尽相同。其中，IL-25与IL-17家族其他成员的同源性最小，约15%～20%[11, 7]。因此，其生物学功能与IL-17家族其他成员有着显著的不同之处[8]。

IL-25是由Fort[9]报道的由Th2细胞产生的细胞因子，他们通过反向遗传学的方法，在表达序列标签(EST)数据库 中找到一个与IL-17有显著同源性的EST序列，并将IL-25基因克隆了出来。人的IL-25基因全长为3987bp，染色体位于14q11.2，其中有2个外显子和1个内含子。IL-25基因中有一个483 bp的开放读码框可以与趋化素样因子 超家族成员5(CKLFSF5)基因紧密连锁。目前发现IL-25有两种cDNA，一种编码177个氨基酸,另一种编码161个氨基酸，这两种亚型的羧基端的159个氨基酸残基完全相同，而二者的差异在氨基端。成熟的IL-25属于分泌性糖蛋白，为同源二聚体。IL-25来源于多个细胞和组织及系统中表达, Kang等[10]用体外刺激肺泡巨噬细胞，从mRNA水平及蛋白质水平也检测到了IL-25的表达。日本学者[11]报道，髓源性肥大细胞经IgE刺激检测到IL-25分子及其mRNA; Angkasekwinai等[12]、Lee等[13]研究发现，IL-25可以在肺、肾脏、前列腺、肾上腺和睾丸以及中枢神经系统及哮喘患者的支气管黏膜下层等多个器官组织中表达。目前研究[12]表明, IL-25主要来源于向Th2细胞极化的T细胞[7]和骨髓源性肥大细胞。

2 IL-25受体及其分布

IL-25的受体为IL-17B receptor(I L-17BR), 因与IL-17R同源，亦被称为IL-17受体同系物1(IL-17Rhl)[14]。通过核酸杂交技术已经从T细胞文库中克隆出, IL-25受体为IL-17RB/EVl27, IL-17RB定位于染色体3p21.1[15], 国外学者Webb等[16]研究报道该染色体片段3p21周围区域与过敏性疾病有一定相关性。IL-17BR，属于I类跨膜蛋白，分子量为56 kDa, 由502个氨基酸 组成，与IL-17R相比有26%的同源性。蛋白质和核糖核酸分析显示IL-17BR有两种亚型：可溶型和膜结合型。Lee等[10]用Northern印迹法检测到, IL-17BR在肾、肝、脑、小肠、结肠、骨骼肌中均不同量表达，且定量PCR提示在肾和肝组织中表达较高。在细胞水平上，用RNA免疫印迹法与蛋白免疫印迹法显示IL-25R高度表达于嗜酸粒细胞、T细胞、B细胞和髓样细胞。

3 IL-25生物学作用

IL-25与受体结合后发挥重要生物学作用，IL-25通过可以诱导IL-4、IL-5等Th2细胞因子及嗜酸性粒细胞的产生，促进Th2细胞分化[17]。在Th2型变态反应性炎症中起重要作用[18],被TSLP-DC活化的记忆性Th2细胞的这种生物学作用特别显著[19]。这一现象可以解释为：通过CD3和CD28介导的共刺激信号，Th细胞表面 IL-25受体的表达上调, Th细胞胞内的某些信号通路被活化，从而实现激活Th细胞，促使Th2型的细胞因子表达[15]。国外学者Wong等[20]在实验中，用抗CD28和抗CD3抗体激活的Th细胞, IL-25能诱导 Th2型细胞因子如IL-13、IL-10、IL-5、IL-4及炎症因子IL-6的表达增加，同时能诱导嗜酸性粒细胞趋化因子表达，进一步引起嗜酸细胞增多[21], 并且能延迟嗜酸细胞凋亡[22], 将变态反应增强扩大，被嗜酸细胞激活的嗜酸性过氧化物酶，嗜酸粒细胞阳性离子及碱蛋白等，具有很强的神经毒性和细胞毒性，导致上皮损伤，损伤的上皮细胞可进一步释放损伤因子，如集落刺激因子等，从而加重损伤，变态反应进一步增强。IL-25与其受体结合后，通过激活一系列的细胞内信号通路来发挥生物学作用，如p38MAPK、JNK以及NF-KB，这些信号通路发挥的生物作用是不完全相同的。IL-25能诱导IL-10、IL-5以及IL-4细胞因子表达，通过激活NF-KB和p38MAPK这两条通路，与JNK通路激活无相关性。IL-25能诱导IL-6细胞因子表达，通过激活NF-KB这条通路，而且仅仅需要激活JNK这一个信号通路，IL-25还可以诱导CXCL5、CXCL9以及CCL10趋化因子的表达[20]。国外Maezawa等[23]研究发现: IL-25与其受体结合后发挥生物学作用主要是通过激活NF-KB这一信号通路来实现的。TNFR相关因子(TRAF)家族蛋白在这一信号通路被激活过程中，也起着至关重要的作用。其保守序列TRAF-C这个分子，在TRAF其他同源受体或细胞内信号分子相互作用中，起着重要作用，在调节适应性免疫应答和固有免疫应答中发挥独特的功能[24]。

4 IL-25与疾病

4.1 IL-25与支气管哮喘

支气管哮喘是一种全球范围内的最常见的慢性呼吸道疾病，由多种炎性细胞(如嗜酸性粒细胞、中性粒细胞、肥大细胞、T淋巴细胞、气管上皮细胞等)和细胞分泌因子参与其发病过程,这种炎症导致气道高反应性。具有气道重塑、高反应性及嗜酸性粒细胞、CD4+T细胞气道浸润、黏液分泌增多等特征[25], 目前围绕Th2细胞免疫失衡研究较多[26]，由Th2细胞及其细胞因子IL-13、IL-5和IL-4诱导的一种免疫炎症疾病，其中IL-13是在气道重塑和气道高反应性过程中起重要作用的因子, IL-5是在抗原诱导的嗜酸性粒细胞的趋化与活化过程中起重要作用的因子; IL-4是在B细胞分化增殖合成IgE过程中起重要促进作用因子; IL-25同样在支气管哮喘致病过程中发挥重要作用，国外学者Hurst等[22]在小鼠实验中，经鼻腔给小鼠吸入表达IL-25的腺病毒，发现小鼠肺部eotaxin 信使RNA和IL-13、IL-5、IL-4的水平均升高，其中支气管肺泡灌洗液中上皮细胞增多，并且大量的嗜酸性粒细胞，黏液分泌增加等,并且诱发小鼠高气道反应。IL-25通过激活NF-KB、JNK以及p38MAPK途径，以剂量依赖的方式增强 嗜酸性粒细胞表面ICAM-1信使RNA的表达水平，抑制ICAM-3和L-选择素的表达[27]。其中ICAM-1可加强嗜酸性粒细胞与气道上皮细胞黏附，促进炎症的发生，ICAM-3与其配体结合后发挥着抗炎的作用。L-选择素能够与IL-25同时加强嗜酸性粒细胞与纤连蛋白的黏附，延缓嗜酸性粒细胞的凋亡，加强其与上皮细胞的黏附，使气道及肺组织中的嗜酸性粒细胞增多并迁移到炎症部位，通过活化的趋化因子和细胞因子促进气道变态反应性炎症的发生[17]。近期的研究[28]亦证实EOS对于哮喘患者喘憋症状、气道炎症加重、肺功能受损及病死率增加是一项重要的危险因素。国外学者Ballantyne[29]研究表明，抗IL-25的单克隆抗体能够有效抑制Ⅱ类免疫应答和气道高反应性。经免疫组化和病理分析发现，肺组织嗜酸性粒细胞浸润较少, IL-13和IL-5水平降低，杯状细胞 异常增生减轻以及血清中IgE水平降低。到目前为止，关于IL-25参与支气管哮喘致病过程研究相关报道较多，推测其IL-25促进Th2型免疫反应可能的机制[30]为：IL-25由活化的Th2细胞和肥大细胞产生；当IL-25总量不足时，其可能通过未 明确的细胞A产生趋化因 子TARC，诱导抗原特异性Cn+T细胞募集，然后由聚集的Cn+T细胞介导变应性炎症；当IL-25总量充足时，其直接作用于一种谱系阴性的抗原 呈递细胞(未明确的细胞B)，产生Th2细胞因子引起变应性炎症。

4.2 IL-25与变应性鼻炎

变应性鼻炎(AR)是一种常见的由变应原激发导致的气道黏膜慢性炎性病变，也是全身变态反应影响局部靶器官的一个典型，临床表现为特征性的鼻痒、喷嚏、流涕和鼻塞。其病理生理机制：Th1/Th2平衡失调[31]，AR的发病过程始于接触变应原，后者随即引起特应质个体一系列针对性的免疫应答，其核心是促Th2反应，在以此为主炎症中CD细胞和T细胞(Th0细胞)分化为Th2细胞，Th2细胞分泌IL-4、IL-5、IL-13、IL-25等因子，调节B淋巴细胞，使其向IgE方向转化，促进嗜酸粒细胞的增殖、分化、趋化和活化，后者通过释放炎性介质导致的临床反应如鼻塞、流涕等[32]。其中IL-25进一步能诱导Th2型细胞因子如IL-4、IL-5、IL-13、IL-10及炎症因子IL-6的表达，进一步增强反应，当然对AR发病过程中过度分化的Th2细胞存在抑制作用的是Thl细胞，后者能够通过分泌1干扰素(IFN-1)干扰Th2细胞的分化[33], 变应性鼻炎与支气管哮喘在病因学、发病机制等方面极为相似， 早在1997年Grossman提出了“同一气道，同一疾病”的观念，IL-25不仅在哮喘性支气管炎发病中趋化炎症细胞及组织重塑等重要作用，在变应性鼻炎发病过程中起重要作用，国内学者姚俊在检测变应性患儿血清中IL-25及IL-2发现: AR患儿血清中IL-25水平明显升高，进一步证实IL-25水平升高与AR发作有关[34]。

5 展 望

国外学者Ballantyne等[29]成功研制了鼠IL-25单克隆抗体，作用于支气管哮喘模型小鼠。发现其在致敏阶段、激发阶段甚至Th2炎症反应阶段都可以中和IL-25，阻断其与受体的结合，能够有效地减轻气道高反应性。进一步研究IL-25的作用机制将有助于更加深入地认识过敏性疾病，尤其鼻部变应性疾病如变应性鼻炎探索和寻找治疗这些疾病的新靶点和干预措施[35]。

[1] Saglani S. Innate helper cells: a novel cell type essentialin the initiation OI asthma[J]. Thorax, 2011, 66: 834.

[2] Neill DR, Wong SH, Bellosi A, et al. Nuocytes represent a new innate effector leukocyte that mediates type-2 immunity[J]. Nature, 2010, 464: 1367.

[3] 田晓静, 金文涛. IL-25与疾病关系的研究进展[J].现代免疫学,2009,29(6): 518.

[4] Yoo Z B, Painter S L, Fanslow W C, et al. Human IL-17: a novel cytokine derived from T cells[J]. J Immunol, 1995, 155(12): 5483.

[5] Moseley T A, Haudeaschild D R, Rose L, et al. Interleukin-17 familyand 1L-17 receptors[J]. Cytokine Gmwth Factor Rev, 2003, 14(2): 155.

[6] Starnes T, Robertson MJ, Sledge G, et al. Cutting edge: IL-17F, a novel cytokine selectively expressed in activated T cells and monoeytes, regulates angiogenesis and endothelial cell cytokine production[J]. J Immunol, 2001, 167(8): 4137.

[7] Hymowitz S G, Filvaroff E H, Yin J P, et al. IL-17s adopt a cystine knot fold: structure and activity of a novel cytokine, IL-17F, and implications for receptor binding[J]. EMBO J, 2001, 20(19): 5332.

[8] Stock P, Lombardi V, Kohlrautz V. et al. Induction of airway hyperreactivity by IL-25 is dependent on a subset of invariant NKT cells expressing IL-17RB[J]. J Immuno1,2009,182: 5116.

[9] Fort MM, Cheung J, Yen D, et al. induces IL-4, IL-5,and 13 and Th2associated pathologies in vivo [J]. Immunity, 2001, 15(6): 985.

[10] kang C M, Jang A S, Ahn M H, et al. IL-25 and IL-13 production by alveolar maerophages in response to particles[J]. J Respir Cell MoiBi, 2005,33(3): 290.

[11] Fort M M, Cheung J, Yen D, et al. IL-25 induces IL-4, IL-5and 13 and Th2-associated pathologies in vivo[J]. Immunity, 2001, 15(6): 985.

[12] Ikeda K, Nakajima H, Suzuki K, et al. Mast cells produce interleukin. -25 upon Fc epsilon RI-mediated activation[J]. Blood, 2003, 101(9): 3594.

[13] Lee J, Ho WH, Maruoka M, et al. IL-17E, a novel proinflammatory lingand for the IL-17 receptor homolog IL-17Rhl[J]. J Biol Chem, 2001, 276(2): 1660.

[14] Ely L K, Fischer S, Garcia K C. Structural basis of receptor sharing by interleukin 17 cytokines[J]. Nat Immunol, 2009, 10: 1245.

[15] Tian E, Sawyer J R, Largaespada D A, et al. Evi27 encodes a novel membraneprotein with homology to the IL-17 receptor[J]. Oncogene, 2000, 19(17): 2098.

[16] Webb B T, Van. Den-Oord E, Akkari A, et al. Quantitative linkage genome scan for atopy in a large collection of caucasian families[J]. Hum Genet, 2007, 121(1): 83.

[17] Saglani S. Innate helper cells: a novel cell type essential in the initiation OI asthma[J].Thorax, 2011, 66: 834.

[18] Neill D R, Wong S H, Bellosi A, et al. Nuocytes represent a new innate effector leukocyte that mediates type-2 immunity[J].Nature, 2010, 464: 1367.

[19] Wang Y H, Angkasekwinai P, Lu N, et al. IL-25 augments type 2 immune responses by enhancing the expansion and functions of SLP-DC-aetivated activated Th2memory ceils[J]. Exp Med, 2007, 204(8): 1837.

[20] Wong C K, Li P W, Iram C W. Intracellular JNK, p38 MAPK and NF.kappa B reguhte IL-25 induced release of eytokines and chemo-kines from eostimulated T helper lymphocytes[J]. Immunol Lett,2007, 112(2): 822.

[21] Cheung P F, Wong C k, Ip W K, et al. IL-25 reguluates the expression of adhesion molecules on eosinophils: mechanism of eosinophilia in allergic inflammation[J]. Allergy, 2006, 61970: 878.

[22] Hurst S D, Muchamuel T, Gorman D M, et al. New IL-17 family members promote Thl or Th2 responses in the lung: in vivo function of the novel cytokine IL-25[J]. J Immunol, 2002, 169(1): 443.

[23] Maezawa Y, Nakajima H, Suzuki K, et al. Involvement of TNF receptor associated factor 6 in IL-25 receptor signaling[J]. Jnununol, 2006, 176(2): 1013.

[24] 范宜强, 王炜. IL-25在支气管哮喘中的作用[J]. 微生物学免疫学进展, 2008, 36(2): 34.

[25] Stock P, I ombardi V, Kohlrautz V, et al. Induction of airway hyperreactivity by II 25 is dependent on a subset of invariant NKT cells expressing II-17RB[J]. J Immunol, 2009, 182: 5116.

[26] Holgate S T. Innate and adaptive immune responses in asthma [J].Nat Med, 2012, 18(5): 673.

[27] Cheung P F, Wong C K, Ip W K, et al. IL-25 regulatbs the expression of adhesion molecules on eosinophils: mechanism of eosinophilia in allergic inflammation[J]. Allergy, 2006, 61(7): 878.

[28] Gregory L G, Jones C P, Walker S A, et al. IL-25 drives remodeling in allergic airways disease induced by house dust mite[J].Thorax,2013, 68: 82.

[29] Ballantyne S J, Barlow J L, Jolin H E, et al. Blocking IL-25 prevents airway hyperrespousiveness in al|ergic asthma[J]. J Allergy Clin Immunol, 2007,120(6): 1324.

[30] Tamachi T, Maezawa Y, Ikeda K, et al. Interleukin-25 in allergic airway inflammation[J]. Int Arch Allergy Immunol, 2006, 140(Suppl 1): 59.

[31] Okada H, Kuhn C, Feillet H, et al. The′hygiene hypothesis'for autoimmune and allergic diseases: an update[J]. Clin Exp Immunol, 2010, 160(1): 1.

[32] Rosenwasser L J. Current understanding of the pathophysiology of allergic rhinitis[J]. Immunol Allergy Clin North Am, 2011, 31(3): 433.

[33] 李华斌. 变应性鼻炎的发病机制及诊治进展[J]. 中国耳鼻喉科杂志, 2014, 49(4): 347.

[34] 姚俊, 周慧, 许梅. 变应性鼻炎患儿血清中IL-25和IL-2的表达与IgE的相关性[J]. 中国耳鼻喉头颈外科, 2009, 16(8): 447.

[35] David H. Broide, M.B, Ch.B. Allergic rhinitis: Pathophysiology[J]. Allergy and Asthma Proceedings, 2010, 31(5): 370.