2型固有淋巴细胞在变应性疾病中的研究进展

刘力，邹映雪

人体免疫系统分为固有免疫系统和适应性免疫系统两大类。固有免疫系统是防御入侵病原体或抗原的第一道防线，应答迅速、无特异性；随后激活的适应性免疫系统对特定抗原进行彻底清除［1］。固有淋巴细胞（innate lymphoid cells，ILCs）作为固有免疫的重要效应细胞群，主要有3个标志性特征：不经历受体基因重排和克隆选择、缺乏髓系细胞和树突状细胞表型标志物以及其形态属淋巴谱系［2］。ILCs多为组织驻留淋巴细胞，主要分布于扁桃体、支气管-肺、肠道、皮肤等黏膜屏障部位，参与黏膜免疫形成、淋巴细胞发育、组织损伤修复及上皮屏障保护，在抗感染、调控炎症、维持免疫稳态中起着重要作用。根据ILCs 的表型和分泌的细胞因子，分1、2、3 型固有淋巴细胞（ILC1s、ILC2s、ILC3s）3 个亚群，功能上近似对应 Th 细胞的 Th1、Th2 和 Th17［3］。ILC1s 包括自然杀伤细胞（NK）和ILC1 细胞，依赖转录因子T-bet（T-box transcription factor）并产生大量干扰素（IFN）-γ；ILC2s为一个单独的细胞亚群，能产生Th2型细胞因子和其他效应分子，如白细胞介素（interleukin，IL）-4、IL-5、IL-9、IL-13 和血管内皮生长因子（VEGF），从而驱动2 型免疫反应的发生；ILC3s 活化时产生细胞因子 IL-17 和 IL-22［4］。与识别特定抗原的T细胞不同，ILC2s对非特异性的细胞因子有反应，IL-33、IL-25、胸腺间质淋巴生成素（thymicstromal lymphopoietin，TSLP）和花生酸类物质是刺激ILC2s 活化与增殖的主要激活因子，活化后的 ILC2s 可产生大量的 IL-5 和 IL-13（IL-5 和 IL-13又被称为前过敏细胞因子），导致气道炎症形成和气道高反应性，这提示人类ILC2参与Th2免疫反应［5］。此外，在变应性鼻炎（allergic rhinitis，AR）、哮喘、特应性皮炎（atopic dermatitis，AD）、嗜酸性粒细胞性食管炎（eosinophilic esophagitis，EoE）等多种变应性疾病患者的病变组织中均有ILC2 数量增加［6-7］。因ILC2s的持续激活会破坏机体内稳态，故体内亦存在其抑制因子，如前列腺素（prostaglandin，PGs）、儿茶酚胺类神经递质、IL-27、IL-10、脂氧素 A4 和 IFN等。固有免疫可能比适应性免疫更早、更强地参与过敏反应，本文就ILC2在变应性疾病中的研究热点予以综述。

1 AR

AR 患者暴露于过敏原环境后，迅速出现打喷嚏、流鼻涕、鼻痒、黏膜充血等典型症状，这是IgE介导的经典Ⅰ型超敏反应。但是越来越多的证据显示，固有免疫反应也是AR的发病机制。

有研究发现，AR 患者鼻上皮受到过敏原刺激后，上皮内的前炎性细胞因子增加，屋尘螨（HDM）过敏患者的鼻腔灌洗液中可检测到IL-25、IL-33 和TSLP［8-9］。此外，AR 患者鼻黏膜中 IL-33 和 TSLP 的mRNA呈高水平表达［10-11］。IL-33不仅可以引起IgE介导的组胺释放，也可通过非IgE途径激活ILC2，从而刺激肥大细胞释放细胞因子和趋化因子［12］。有研究显示，桦树、花粉过敏患者的嗜碱性粒细胞受到过敏原刺激后，会出现外周血单个核细胞（PBMC）释放的 IL-25 水平上调，此外 PBMCs 中 CD4+T 细胞能够表达高水平的IL-25R mRNA，IL-25 可增强ILC2 介导的肥大细胞脱颗粒［13］。上述研究表明，IL-25、IL-33和ILC2通路可能是导致AR发病的重要环节。周明辉等［14］研究显示变应性真菌性鼻窦炎患者鼻上皮细胞中ILC2 数量增加，并受上皮细胞衍生的IL-25正向调控，两者与鼻黏膜内的IL-5、IL-13 表达水平呈正相关。

关于AR 患者外周血中ILC2 数量是否增加，目前研究结论并不一致。Bartemes 等［15］研究发现AR患者外周血中ILC2数量并未增加，但哮喘患者外周血中ILC2数量增加。另有研究显示，HDM过敏患者外周血中ILC2数量增加，且其数量变化与症状严重程度呈正相关［16］。Fan 等［17］研究发现，与健康对照组相比，HDM 过敏的AR 患者外周血中ILC2 数量增加，然而艾蒿过敏的AR 患者ILC2 数量却无明显变化，提示HDM 对ILC2 的刺激强于艾蒿等植物过敏原，HDM过敏的免疫反应机制可能与植物过敏原不同。对于植物过敏原导致AR的研究发现，在草花粉季节，草花粉过敏患者外周血中的ILC2和ILC3数量增加，而ILC1数量则无明显变化；此外，在非草花粉季节，舌下过敏原免疫治疗对ILC1、ILC2 和ILC3 数量无显著影响［18］。

Kato 等［19］建立了经鼻腔接触豚草花粉致敏的AR小鼠模型，研究发现在小鼠模型的鼻黏膜中存在ILC2；研究人员进一步建立敲除T 细胞和B 细胞重组激活基因2（Rag2-/-）小鼠模型研究其固有免疫功能，结果显示，尽管Rag2-/-小鼠过敏早期出现嗜酸性粒细胞浸润减少，但仍高于磷酸盐缓冲液对照组，推测ILC2 可能在过敏早期嗜酸性粒细胞浸润中起促进作用，但在后期则不发挥作用。

2 哮喘

哮喘的主要特点是气道炎症、气道高反应性和可逆性气流受阻。既往研究普遍认为哮喘主要与Th2 细胞和嗜酸性粒细胞相关，然而新近研究表明哮喘不仅是Th2 细胞主导的免疫反应，也是一组异质性疾病［20］。当哮喘由Th2细胞介导时，Th2细胞通过产生IL-4、IL-5 和IL-13 等细胞因子在哮喘中起关键作用。IL-4刺激B细胞的增殖与分化，促进IgE的合成和肥大细胞的生成；而IL-5能够促进嗜酸性粒细胞的增殖与分化；IL-13则通过刺激上皮细胞和气道平滑肌细胞引起气道高反应性，这是哮喘的重要标志之一。哮喘也与其暴露的因素有关，如二手烟、汽车尾气、臭氧、病毒感染、运动、精神压力和肥胖等，这类情况通常与中性粒细胞相关气道炎症和非Th2细胞依赖的固有免疫有关［21-22］。

ILC2s与哮喘气道炎症密切相关。有研究发现，与健康对照组相比，哮喘模型小鼠支气管上皮组织和外周血中ILC2数量明显增加，肺泡灌洗液和外周血中IL-4、IL-5、IL-13 水平亦显著升高，提示ILC2是哮喘发病机制中重要的免疫细胞［23］。Préfontaine等［24］研究显示，当病原微生物、过敏原等环境因素刺激哮喘患者气道上皮细胞时，上皮细胞和气道平滑肌细胞会产生大量TSLP 和IL-33，其水平与疾病严重程度呈正相关，TSLP和IL-33可直接刺激ILC2分泌Th2 型细胞因子。有研究显示，哮喘患者外周血中ILC2数量及ILC2相关的Th2型细胞因子、转录因子和信号转导分子表达水平均明显增高，另在哮喘患者肺泡灌洗液中亦可检测到ILC2［25-27］。此外，符合气道嗜酸性粒细胞炎症的严重哮喘患者在口服糖皮质激素治疗后，痰液中仍可检测到大量IL-5、IL-13和ILC2s，提示ILC2在气道炎症中发挥持续作用，全身用糖皮质激素不能完全控制气道炎症［28］。但也有研究发现，哮喘患者接受过敏原刺激24 h后，痰液中IL-5、IL-13水平和ILC2数量显著增高，而血液中ILC2 数量减少，提示 ILC2 仅在气道内增加［29］。综上，哮喘患者外周血中ILC2 数量是否增加，目前研究结论尚不一致，但多项研究证实支气管上皮和肺泡内ILC2数量明显增加。

ILC2 参与气道高反应性。气道上皮受到刺激或损伤后可直接分泌一系列炎性因子，其中IL-33可以迅速激活ILC2，发生Th2 型免疫反应。ILC2 可通过分泌IL-5调节B细胞分泌IgE，同时促进嗜酸性粒细胞生长、分化和聚集，分泌IL-13直接诱发气道高反应性［30］。哮喘患者肺内ILC2 数量增加是Th2细胞因子的重要来源，在无CD4+淋巴细胞的情况下即可驱动嗜酸性粒细胞的炎症反应［31］。

ILC2参与气道上皮损伤和重塑。Sugita 等［32］研究哮喘患者支气管上皮细胞中ILC2 对上皮紧密连接和屏障功能的调节作用，结果显示，当ILC2 与人支气管上皮细胞共同培养时，ILC2 可通过释放IL-13破坏上皮屏障功能，表现为上皮间电阻抗降低和上皮通透性增加。Saglani 等［33］研究发现，IL-33 是肺内ILC2的强效激活因子，ILC2数量增加和持续激活是导致儿童糖皮质激素耐药型哮喘气道重塑的重要因素，因此ILC2 和IL-33 可能成为防治气道重塑的靶点。

除促炎作用外，ILC2 也具有部分炎症调节作用。有研究发现，存在一类ILC2亚群在转化生长因子（TGF）-β1 协同作用下，可产生 IL-10，被称为ILC210［34］。小鼠模型中嗜酸性粒细胞炎症的减弱与ILC210的合成增加有关，提示ILC210具有炎症调节作用［35］。

3 AD

AD 是一种慢性瘙痒性炎症性皮肤病，其在14岁以下儿童中的发病率约为20%，在成人中的发病率约为3%。AD发病机制复杂，可能是基因易感性、皮肤屏障缺陷、免疫紊乱、微生物感染、环境因素等多因素共同作用致病，常伴发哮喘、AR 多种变应性疾病，免疫学特征属于Th2 型免疫反应［36］。Salimi等［37］研究显示，成人AD患者皮损区域内ILC2s数量明显多于健康对照组，但外周血中ILC2数量与健康对照组无明显差异。Kim 等［38］研究显示，TSLP、IL-33可刺激表皮内ILC2产生Th2型细胞因子，皮损区IL-5、IL-13 水平显著升高，导致皮肤炎症反应。另有研究发现小鼠皮肤ILC2中存在IL-4受体，IL-4可诱导ILC2增殖并发生AD样皮损改变［39］。ILC2与皮肤屏障功能障碍具有交互作用，上皮组织受损后释放 IL-33、TSLP、IL-25 等细胞因子，刺激 ILC2 产生Th2 型细胞因子，导致皮肤炎症反应；同时，由于上皮屏障缺陷，E 钙黏蛋白水平降低导致ILC2 的负调控机制减弱，加速局部炎症［40］。

4 食物过敏

近十年来，食物过敏的发病率呈显著增长趋势，特别是在工业化程度高的国家，其发病率可达10%，儿童食物过敏较成人更常见。常见的食物过敏原包括花生、坚果、鱼类、贝类、鸡蛋、牛奶、小麦等，食物过敏症状多表现在胃肠道、皮肤、呼吸道，其中呼吸道症状较少见，目前尚缺乏有效的治疗方法［41］。食物过敏的发病机制是肠道免疫耐受异常，导致IgE和非IgE介导的Th2型免疫反应，目前对食物过敏发病机制的研究主要采用鼠模型。

Noval等［42］研究发现，IL-4受体功能突变的小鼠表现为食物过敏和ILC2 数量增多，ILC2 受IL-33 刺激可分泌更多的IL-4，IL-4 能抑制调节性T 淋巴细胞（Treg）生成并促进食物过敏。另有研究显示，小鼠口服抗原佐剂可通过刺激肠上皮细胞表达IL-33，增加ILC2s数量，ILC2s分泌Th2型细胞因子的同时，IL-33 直接作用于肥大细胞并增强IgE 介导的超敏反应，引起食物过敏［43］。以上研究提示IL-4、IL-33是控制食物过敏的可能治疗靶点。肥大细胞被认为是过敏反应的重要效应细胞之一，占肠黏膜细胞的2%左右，被IgE 致敏的肥大细胞可以诱导ILC2 增殖，而ILC2 又可以反过来增强肥大细胞释放组胺、蛋白酶、白三烯等炎性介质，因此阻断IgE信号传导和肥大细胞活化可能同时抑制IgE 和非IgE 介导的Th2型免疫反应［44］。

5 EoE

EoE 是一种食管慢性复发性炎症，患病率呈增长趋势，其组织学特点是嗜酸性粒细胞浸润食管壁，成人患者表现为吞咽困难、食管狭窄以及反流样症状；儿童患者主要表现为拒食、呕吐和营养不良［45］。有研究显示，EoE 的发病机制是由食管上皮细胞受到刺激后产生的TSLP 和炎症细胞产生的IL-5、IL-13驱动，IL-5可导致食管嗜酸性粒细胞增多，而IL-13 诱导血管生成和组织重构［46］。Doherty 等［7］研究发现，EoE患者活动期食管活检显示ILC2数量增多，缓解期ILC2数量减少，而ILC2是产生IL-5和IL-13的重要固有淋巴细胞。也有研究利用免疫组化联合流式细胞学检测作为替代EoE 病理检查的方法，结果显示，在对照组和活动期EoE 受试者上皮中均存在固有淋巴细胞，但活动期EoE 受试者上皮内ILC2数量更多［47］。有研究发现，IL-9是调节ILC2生物活性的关键细胞因子，活动期EoE 患者ILC2 中IL-9R表达上调，ILC2 主要被IL-33 激活从而导致食管的持续炎症［48］。EoE 由多种环境因素诱发，如食物或空气中的过敏原，经常与其他变应性疾病伴随存在，目前缺乏诊断的金标准，ILC2能否成为具有诊断意义的组织学证据尚需要更多的研究。

6 展望

ILCs 作为固有免疫的重要部分，分布于组织黏膜下层参与免疫反应的始动环节，其中ILC2s 参与多种变应性疾病的发生发展，但是具体机制尚未完全明确，特别是在非IgE 介导的过敏反应中的作用值得关注。随着对ILC2s细胞的研究和认识的不断加深，有希望为探索变应性疾病发病机制提供更好的证据，发现新的评估指标和治疗靶点。