白细胞介素-27在呼吸系统疾病中的作用
2016-03-25尹硕淼王灵甫史锁芳
尹硕淼,胡 珀,王灵甫,史锁芳
(1.南京中医药大学,南京 210029;2.江苏省中医院,南京 210029)
白细胞介素-27在呼吸系统疾病中的作用
尹硕淼1,胡珀1,王灵甫1,史锁芳2*
(1.南京中医药大学,南京 210029;2.江苏省中医院,南京 210029)
摘要:白细胞介素-27( IL-27)是新近发现的细胞因子,在众多呼吸系统疾病如支气管哮喘、慢性阻塞性肺疾病、肺结核、肺部肿瘤等中均有参与其中并能够影响疾病的发展,同时也是呼吸系统疾病中治疗潜在的目标或方案。研究表明,IL-27水平在呼吸系统疾病中都有各种程度的改变,影响IL-27表达也是呼吸系统疾病的潜在治疗目的。在未来的呼吸系统疾病中,基因治疗、免疫治疗可能成为治疗过程中的重要环节,有较为广阔的治疗前景。
关键词:白细胞介素-27;细胞因子;呼吸系统疾病
白细胞介素-27(IL-27)为新的IL-12家族的细胞因子,是PFLANZ S等[1]在2002年发现,由EB13和p28两条肽链通过二硫键的连接方式构成的异源二聚体。目前研究证实,IL-27能够促进Th1型细胞免疫应答,抑制Th2型细胞应答,并且对IL-17及诱导型T有抑制作用。IL-27 能够对T细胞的发育起调节作用,启动早期激活的T细胞的STAT1通路,STAT1通路的激活可以进一步诱导T-bet的产生及其活化,而T-bet能够诱导早期的CD4+T细胞向Th1细胞分化,促进Th1细胞产生IFN-γ[2],进而促进细胞免疫;IL-27也可以直接抑制Th2型细胞应答,所以,IL-27可能是一个治疗Ⅰ型超敏反应疾病的细胞因子[3]。目前IL-27是一个热点细胞因子,生物学作用逐渐为大家所关注,其与呼吸、心血管、风湿免疫、消化、血液、神经等诸多系统联系紧密。笔者就其在呼吸系统疾病作用的研究进展介绍如下。
1IL-27和支气管哮喘
目前公认哮喘的发病与Th1/Th2失衡有很大的关系,Th2细胞功能的亢进与Th1细胞功能的降低常见于哮喘患者。在正常人外周血中,IL-27能够抑制CD4+T细胞向Th2分化,但哮喘患者却对IL-27产生耐受,其原因可能在于分化环境或者基因导致了对IL-27的继发耐受,其耐受的实质在于STAT1的磷酸化障碍,进而导致Th1分化受抑制,最后平衡向Th2偏移[4]。众多研究表明[5-7],IL-27在将来可作为治疗支气管哮喘的一种方案。
关于IL-27和哮喘之间的相关性,国内也做出了较多的研究。阎昱升等[8]通过收集成人哮喘患者急性发作期、缓解期及健康成人的静脉血标本,检测IL-27表达的水平及哮喘患者急性发作期的肺功能FEV1、PEF,发现哮喘成人血清的IL-27水平能够反应哮喘气道炎症活动情况及疾病严重程度。周月朋等[9]通过采集哮喘患儿各期及健康儿童的外周血,检测血清中IL-27的表达水平及外周血中单个核细胞中IL-27的mRNA表达情况,发现实验组中血清IL-27高于对照组,而控制后1周单个核细胞中的IL-27的水平明显高于其他实验组,但仍低于对照组,认为动态检测IL-27可作为小儿哮喘控制的指标。赵云峰等[10]将24只雌性小鼠随机分为生理盐水组、哮喘组及IL-27组,通过OVA建立哮喘模型后,IL-27组予1 μg IL-27滴鼻后观察小鼠的肺组织病理改变,BALF中嗜酸性粒细胞计数,BALF中IL-4、IFN-γ浓度和肺组织T-bet mRNA的表达量,认为IL-27可能通过增强T-bet mRNA的表达增强Th1反应,减少BALF中嗜酸性粒细胞计数,进而减轻了哮喘小鼠肺组织炎症反应。
2IL-27和慢性阻塞性肺疾病
有研究者报道通过比较不同分期COPD患者及正常人血清中IL-27、s-ICAM-1的水平差异,探讨IL-27、s-ICAM-1与FEV1%预计值之间的关系,发现血清IL-27水平急性加重期>稳定期>对照组(P<0.01),血清IL-27水平与FEV1%预计值相关系数r=-0.65(P<0.05),从而认为IL-27在COPD患者中的高表达,是随着肺功能的下降而升高,机理可能是其参与了COPD气道炎症反应[11]。而句红萍等[12]对COPD大鼠模型血清中的IL-27变化研究后认为,在COPD形成初期,IL-27可能不起主要作用,而在COPD形成晚期起着相对重要的作用。MARIA T 等提取慢阻肺患者及正常人的血清,并从中分离出肺树突状细胞用以测定其刺激同种异体T细胞的能力,通过监测肺CD1c+ DCs的抑制效果和由CD1c+DCs激活的T细胞上的混合白细胞反应,发现在由鼻病毒诱发的COPD急性加重期的患者体内IL-27和IL-10均有所增加,由此认为IL-27有可能作为COPD治疗的一个靶点[13]。
3 IL-27和肺结核
机体通过Th1型细胞免疫对抗结核分枝杆菌,CD4+效应型记忆性T细胞在急性炎症期表达增高,可为机体提供免疫记忆保护[14],而IL-27能够诱导Th1型细胞免疫。有研究表明,IL-27在结核菌感染中发挥两方面的作用,阻止抗结核菌这一保护性免疫反应,限制慢性炎症造成的最终病理损伤[15]。李敬萍等[14]采用ELISA法检测结核性胸膜炎胸水中IL-27的水平发现结核性胸膜炎胸水中IL-27的水平显著高于对照组,认为IL-27可能参与了结核性胸膜炎的炎症反应,IL-27可能在结核性胸膜炎的抗结核感染免疫方面发挥重要作用,其原因可能是由于IL-27通过介导细胞免疫反应,诱导INF-γ产生,从而显著增加Th1型免疫反应。在结核患者外周血中,IL-27的含量也是增高的,这提示外周血中的IL-27含量情况可用于判断肺结核的炎症程度[16]。PEARL等[17]通过对结核杆菌感染小鼠模型的研究,试图揭示IL-27对肺结核的作用,研究发现在肺结核患者体中IL-27的表达不利于机体对细菌的清除,这虽然不会影响到细胞分泌IFN-γ的能力,但能够减少CD4+T细胞产生大量IFN-γ。
4IL-27与肺纤维化
炎症反应贯穿间质性肺疾病的始终,在发病过程中,肌成纤维蛋白的增生导致肺纤维化的形成。TGF-β是对纤维化的发生发展有正相关的因子,在肌成纤维细胞分化的过程中有重要作用[18]。IL-27能够促进IL-10的分泌,而IL-10能够抑制TGF-β诱导肺成纤维细胞向肌成纤维细胞转化[19],从而减轻或抑制肺纤维化的形成。李昌波[20]通过用IL-27干预博来霉素诱导的肺纤维化小鼠模型,发现IL-27与IL-27R在小鼠肺纤维组织中含量升高,认为IL-27可能参与了肺纤维化的过程,且IL-27能够减轻博来霉素诱导的小鼠肺泡炎症,抑制肺纤维化的进程,对肺纤维化有保护作用,同时能够降低肺纤维化小鼠的病死率,提高生存率。
5其他
在流感中,LIU等[21]认为,IL-27在流感病毒感染阶段抑制炎症反应的过程中起到关键性作用,提出IL-27疗法选择合理时间点的重要性。在疫苗研究上,崔玉秀等[22]经大鼠实验研究后认为,IL-23及IL-27是呼吸道合胞病毒重组疫苗较为理想的免疫组合。MPP患儿急性期IL-27应答不足,Th1/Th2应答失衡,这在MPP所造成的病理损伤及肺外并发症的过程中可能有重要意义[23]。在铜绿假单胞菌感染的大鼠模型中,IL-27在感染组与对照组中未见明显变化,其作用尚需进一步探讨[24]。关于IL-27与肿瘤之间的关系,有文献[25]证实IL-27联合IL-2通过NK及CTL细胞的表达可形成强大的抗肿瘤活性,在体外可显著提高人外周血单个核细胞来源的CIK细胞增殖能力及对肿瘤细胞的杀伤功能,其机制可能与上调CIK细胞IFN-γ和TNF-α mRNA的表达水平相关[26]。已有文献[27]报道IL-27可能参与了非小细胞肺癌的相关炎症反应,并且提出IL-27可能是非小细胞肺癌的潜在治疗药物。
6结语
大量研究表明,IL-27水平在呼吸系统疾病中都有各种程度的改变,影响IL-27表达也是呼吸系统疾病的潜在治疗目的。在未来的呼吸系统疾病中,基因治疗、免疫治疗可能成为治疗过程中的重要环节,前景广阔,潜力巨大。
参考文献:
[1]PFLANZ S,TIMANS J C,CHEUNG J,et al.IL-27,a heterodimeric cytokine composed of EBI3 and p28 protein,induces proliferation of naive CD4+T cells[J].Immunity,2002,16(6):779-790.
[2]BROMBACHER F,KASTELEIN R A,ALBER G.Novel IL-12 family members shed light on the orchestration of Th1 responses[J].Trends in Immunology,2003,24(4):207-212.
[3]杨丽娟,胡洁,魏林.白细胞介素27的生物学作用[J].细胞与分子免疫学杂志,2007,23(11):1094-1095,1097.
[4]CHEN Zhihong,WANG Shanze,EREKOSIMA N,et al.IL-4 confers resistance to IL-27-mediated suppression on CD4+T cells by impairing signal transducer and activator of transcription 1 signaling[J].The Journal of Allergy and Clinical Immunology,2013,132(4):912-921.
[5]XIE Min,MUSTOVICH A T,JIANG Yi,et al.IL-27 and type 2 immunity in asthmatic patients:Association with severity,CXCL9,and signal transducer and activator of transcription signaling[J].Journal of Allergy and Clinical Immunology,2015,135(2):386-517.
[6]YOSHIMOTO T,YOSHIMOTO T,YASUDA K,et al.IL-27 suppresses Th2 cell development and Th2 cytokines production from polarized Th2 cells:a novel therapeutic way for Th2-mediated allergic inflammation[J].Journal of Immunology (Baltimore,Md.:1950),2007,179(7):4415-4423.
[7]MATHIE S A,DIXON K L,WALKER S A,et al.Alveolar macrophages are sentinels of murine pulmonary homeostasis following inhaled antigen challenge[J].Allergy,2015,70(1):80-89.
[8]阎昱升,汤渝玲.支气管哮喘患者血清IL-25、ECP、IL-27的测定及临床意义[J].免疫学杂志,2013,29(10):912-914.
[9]周月朋,李俊杰,李晓东,等.支气管哮喘患儿外周血 IL-27、IL-35及 EBI3的表达变化及意义[J].解放军医药杂志,2014,26(7):71-74.
[10]赵云峰,梁栋,张梅,等.IL-27对哮喘小鼠气道炎症的影响[J].中国医药生物技术,2010,5(5):357-360.
[11]曹梅,许浦生,萧鲲,等.COPD患者血清IL-27水平及其与FEV1功能关系研究[J].临床肺科杂志,2013,18(11):1963-1965.
[12]句红萍,史立敏,宝福凯,等.慢性阻塞性肺病模型大鼠血清中IL-17A、IL-27的变化[J].细胞与分子免疫学杂志,2013,29(1):46-47.
[13]TSOUMAKIDOU M,TOUSA S,SEMITEKOLOU M,et al.Tolerogenic signaling by pulmonary CD1c1 dendritic cells induces regulatory T cells in patients with chronic obstructive pulmonary disease by IL-27/IL-10/inducible costimulator ligand[J].Journal of Allergy and Clinical Immunology,2014,134(12):944-954.
[14]李敬萍,关键,许西琳,等.IL-27在结核性胸膜炎胸水中的表达及意义[J].细胞与分子免疫学杂志,2013,34(7):3752-3754.
[15]HOLSCHER C,HOLSCHER A,RUCKERL D,et al.The IL-27 receptor chain WSX-1 differentially regulates antibacterial immunity and survival during experimental tuberculosis[J].Journal of Immunology,2005,174(6):3534-3544.
[16]鄢仁晴,方宁,赵建军,等.肺结核患者外周血CD4+和CD8+记忆性T细胞亚群、IL-17、IL-27表达的初步探讨[J].中国免疫学杂志,2012,28(10):930-935.
[17]PEARL J E,KHADER S A,SOLACHE A,et al.IL-27 signaling compromises control of bacterial growth in mycobacteria-infected mice[J].Journal of Immunology,2004,173(12):7490-7496.
[18]李小平,邱丹,黄毅,等.TGF-β1诱导人胎肺成纤维细胞分泌血管内皮生长因子以及布地奈德的调控作用[J].中国老年学杂志,2011,31(14):2695-2698.
[19]WILSON M S,MADALA S K,RAMALINGAM T R,et al.Bleomycin and IL-1beta-mediated pulmonary fibrosis is IL-17A dependent[J].The Journal of Experimental Medicine,2010,207(3):535-552.
[20]李昌波.IL-27干预博来霉素诱导的小鼠肺纤维化进程的实验研究[D].昆明:昆明医科大学,2014.
[21]LIU F D,KENNGOTT E E,SCHROETER M F,et al.Timed action of IL-27 protects from immunopathology while preserving defense in influenza[J].PLOS Pathogens,2014,10(5):1-14.
[22]崔玉秀,马少林,孙红岩,等.IL-23、IL-27对呼吸道合胞病毒重组蛋白疫苗保护性和安全性的影响[J].免疫学杂志,2014,30(2):119-123.
[23]吕响红,吴蒙蒙,张秋业.肺炎支原体肺炎患儿血清IL-27水平变化及其意义[J].中国临床研究,2014,27(9):124-126.
[24]张立群,丁爽,李洪春,等.肺部铜绿假单胞菌感染大鼠血清中IL-17、IL-27水平变化[J].临床检验杂志,2012,30(4):299-300.
[25]SALCEDO R,HIXON J A,STAUFFER J K,et al.Immunologic and therapeutic synergy of IL-27 and IL-2:enhancement of T cell sensitization,tumor-specific CTL reactivity and complete regression of disseminated neuroblastoma metastases in the liver and bone marrow[J].Journal of Immunology (Baltimore,Md.:1950),2009,182(7):4328-4338.
[26]段玉青.白细胞介素-27促进CIK细胞增殖及杀伤功能实验研究[D].石家庄:河北医科大学,2014.
[27]鄢文,靳文,王昂,等.IL-27在非小细胞肺癌患者外周血中的表达[J].现代医院,2014,14(7):7-9.
Function of Interleukin-27 in respiratory system disease
YIN Shuomiao1,HU Po1,WANG Lingfu1,SHI Suofang2*
(1.Nanjing University of Chinese Medicine,Nanjing 210029,China;2.Jiangsu Province Hospital of TCM,Nanjing 210029,China)
Abstract:IL-27 is a newly discovered cytokine,in many respiratory diseases such as bronchial asthma,chronic obstructive pulmonary disease,tuberculosis,lung cancer and so on are involved in it and can affect the development of the disease,it is also the respiratory system disease treatment in the potential target or plan.Retrieval in recent years the domestic and foreign literature about IL-27,and then introduce the research progress of the fuction of Interleukin-27 in the respiratory system disease.
Keywords:IL-27;cytokines;respiratory system disease
(收稿日期:2015-06-18)
文章编号:2095-6258(2016)02-0383-03
中图分类号:R341
文献标志码:A
*通信作者:史锁芳,电子信箱-jsssf2006@126.com
作者简介:尹硕淼(1991-),男,硕士研究生,主要从事中医药治疗呼吸系统疾病研究。
基金项目:江苏省中医药领军人才项目(LJ200909);江苏省中医药管理局课题项目(K2011J04);江苏省中医院院级课题项目(Y14086)。
DOI:10.13463/j.cnki.cczyy.2016.02.060