白细胞介素-17C在自身免疫疾病中的研究进展

陈笑慈综述，王健，张云涛审校

1.国药中生生物技术研究院有限公司第四研究室，北京 100176；2.中国生物技术股份有限公司，北京 100029

白细胞介素（interleukin，IL）-17A原名CTLA-8，于1993年从啮齿动物激活的T细胞杂交瘤中克隆得到，后发现其具有类似细胞因子的效应，因此更名为IL-17A［1］。21世纪初，通过基因组测序鉴定出另外5种与IL-17A结构相关的蛋白质：IL-17B、IL-17C、IL-17D、IL-17E（IL-25）、IL-17F，这些细胞因子共同组成IL-17家族。其中IL-17F与IL-17A具有最高的同源性（55%），于2001年被发现，可与IL-17A形成异源二聚体，并共享同一受体复合物（IL-17RA、IL-17RC），功能类似，参与多种自身免疫性疾病、炎症反应以及宿主抗感染免疫反应；IL-17B于2000年被发现，受体复合物其一为IL-17RB，IL-17B／IL-17RB信号传导在胃肿瘤进展中发挥重要作用［2］；IL-17D于2002年克隆得到，在抵抗病毒感染和癌症中发挥一定作用［3］；IL-17E于2001年克隆得到，通过由IL-17RB和IL-17RA组成的异源二聚体发挥作用，与IL-17A仅有16%的序列同源性，在炎症中的作用呈高度组织特异性［4］，可促进Th2型细胞免疫反应。对于IL-17B、IL-17D的具体机制及生物学作用还需进一步探索，而IL-17C于2000年克隆得到，与IL-17A有23%的同源性，通过IL-17RA和IL-17RE受体复合物转导信号，近些年来，对于IL-17C在一些炎症中的功能和作用的研究有了一些进展，发现其在一些炎症早期上调，起到重要的促炎作用，且与IL-17A在来源、受体、作用方式上均有所不同。本文就IL-17C的生物学特性及其在一些自身免疫性炎症中的研究进展作一综述。

1 IL-17C的来源

IL-17C位于16q24染色体，DNA长1 100 bp，于2000年通过与IL-17A类似蛋白的同源搜索确定。与其他IL-17家族成员不同，许多研究表明，IL-17C主要由上皮细胞而非免疫细胞表达，在银屑病（psoriasis，PS）模型中，角质形成细胞是IL-17C的主要来源［5］；在宿主黏膜防御中，结肠上皮细胞［6］可分泌IL-17C；此外，肺上皮细胞、呼吸道上皮细胞［7］均可产生IL-17C，有研究发现，平滑肌细胞［8］和白细胞也可分泌IL-17C。

目前的研究认为，在疾病早期，IL-17C即发生上调。在新月形肾小球肾炎小鼠模型中，诱导后12 h，肾脏中IL-17C表达上调，而IL-17A的表达发生在5 d后［9］。在葡聚糖硫酸钠（dextran sulfate sodium，DSS）诱发的结肠炎模型中，2 d后结肠组织即表达IL-17C，至第6天才检测到IL-17A mRNA转录上调［5］。

2 IL-17C的受体复合物

2006年，LI等［10］从小鼠组织中发现了IL-17R的一个新成员，命名为IL-17RE，具有至少6个不同异构体，主要在小鼠的肺、肾脏、胃、肠和睾丸等器官局部表达，但尚未鉴定与该受体结合的配体。2011年，几项研究表明，IL-17C是IL-17RE的特异性配体［11］，IL-17C-IL-17RE复合物通过Act1发出信号，促进Th17细胞反应。之后，RAMIREZ-CARROZZI等［5］证明，IL-17C以独特的自分泌方式起作用，并与由IL-17RA和IL-17RE组成的异源二聚体受体复合物结合。至此，已发现IL-17C的结合受体复合物—IL-17RA／RE，而且IL-17C对IL-17RE具有高亲和力，对IL-17RA具有低亲和力，但两个亚基对于IL-17C的功能均是必不可少的［5］。

IL-17RA是IL-17家族至少4个成员的通用亚基，表达广泛，在造血细胞中表达水平最高，因此，IL-17C的特异性靶细胞由异源二聚体受体复合物的第2个亚基决定。而IL-17RE已检测到在角质形成细胞和结肠上皮细胞中高表达［5］，在Th17细胞中也存在大量表达，并发现在Th17细胞中，细胞因子IL-6和TGF-β协同调节IL-17RE mRNA的表达，IL-1和IL-23可进一步增强该表达，IL-17C也可增强IL-17RE的表达［11］。

3 IL-17C的信号传导

IL-17C通过与细胞表面（上皮细胞、Th17细胞）异源二聚体IL-17RE／IL-17RA结合，激活下游信号通路，诱导促炎性趋化因子、细胞因子、抗微生物肽以及其他宿主防御分子的表达。病原体突破机体物理屏障后，Toll样受体（Toll-like receptors，TLR）识别病原生物表面的病原体相关分子模式（pathogenassociated molecular pattern，PAMP），是机体抵抗感染的第一道屏障，TLR的激活诱导IL-17C的表达［12］，因此，IL-17C在炎症反应中表现为早期上调。此外，促炎性细胞因子TNF和IL-1β也可诱导上皮细胞表达IL-17C，且与TLR途径彼此独立［5］。在另一项研究中发现，TNF-α可与IL-17A协同或分别作用诱导IL-17C的表达［13］。

IL-17C的第1个结合位点即是上皮细胞。IL-17C与上皮细胞表面的IL-17RA／RE复合物结合，形成自分泌环。与IL-17A相同，IL-17C-IL-17RA／RE的信号传导也需衔接分子Act1，并与TNF-α协同诱导激活MAPK和NF-κB途径［14］。然后通过诱导紧密连接蛋白、防御素、促炎性细胞因子的表达，以增强对病原体的先天免疫屏障。

IL-17C的第2个结合位点是Th17细胞。与在上皮细胞中相同，在Th17细胞中，IL-17C与Th17细胞表面受体结合后的信号传导也通过Act1连接MAPK和NF-κB途径，诱导高水平的IL-17A、IL-17F和IL-22的表达［15］，从而增强适应性免疫应答，这也可能是一些自身免疫性疾病的诱发隐患。

另外，IL-17C还可通过Bcl-2和Bcl-XL激活抗凋亡途径［16］，可能是潜在的癌症治疗新靶标；核糖核酸内切酶MCP-1诱导的蛋白1（MCP1-induced protein，MCPIP1）可诱导编码IL-17RA和IL-17RC的转录产物降解、IL-17RE的mRNA水平略微降低，抑制IL-17A和IL-17C引起的皮肤炎症，是目前唯一已知IL-17C信号负调节剂［17］。

4 IL-17C在自身免疫性疾病中的作用

目前已发现IL-17C在多种自身免疫性炎症中的蛋白表达均升高，其可能以自分泌扩大炎症反应或增强Th17细胞介导的免疫反应等方式参与这些疾病的致病机制，如PS、多发性硬化症、炎症性肠病等。

4.1 炎性皮肤疾病（i n f la mm ator y s k i n d i se a se，I S D）研究表明，PS患者皮损部位IL-17C mRNA和蛋白水平升高，且其蛋白质水平比IL-17A高约125倍［18］，IL-17C或IL-17RE缺陷型小鼠在给予咪喹莫特（imiquimod，IMQ）时，表现出较轻的皮肤炎症，而IL-17C过表达小鼠则表现出明显的PS样皮炎，在IL-23诱导的PS模型中使用MOR106（IL-17C抗体），可显著减轻皮肤炎症并降低IL-17A、IL-22等Th17相关促炎性细胞因子的表达［18］以及T细胞的募集。因此推测，PS样皮肤炎症很可能是由皮损部位大量分泌IL-17C的角质形成细胞引起的，而不是由数量相对较少的分泌IL-17A的细胞引起。

在患有特应性皮炎（atopic dermatitis，AD）患者的皮损部位检测到IL-17C表达水平增加，且定位于角质形成细胞和浸润性免疫细胞。在诱导AD样皮肤炎症的两种小鼠模型中，检测到IL-17C蛋白水平大幅上调，经MOR106治疗后，Th2相关细胞因子水平降低，皮损部位得到显著改善［19］。在特应性湿疹（atopic eczema，AE）小鼠模型中，经腹腔给予MOR106，测得T细胞、嗜酸性粒细胞和嗜中性粒细胞3个免疫细胞亚群的数量均大幅降低，T细胞最为突出［20］。因此，进一步推测IL-17C是皮肤炎症的关键驱动因子。

以上3种ISD的致病机制不同，PS主要由Th17／IL-23免疫轴介导，AD、AE则具有高异质性，Th2、Th22、Th17细胞似乎均参与其致病机制。但这些疾病具有一些相似的特征，即依赖角质形成细胞分泌的细胞因子和炎症介质放大细胞免疫反应［21］；测得IL-17C的mRNA和蛋白表达均升高，且不局限于一种T细胞介导的免疫反应。因此，角质形成细胞分泌的IL-17C是皮肤炎症的关键驱动子，通过自分泌与TNFα协同作用放大角质形成细胞的促炎信号，并间接引起免疫细胞向炎症部位的募集，这可能在其他皮肤炎症中也起到相似的致病作用。

4.2 自身免疫性肝炎（a u to imm u n e h ep at i t i s，A I H）2016年末的一项研究发现，在ConA（T细胞有丝分裂原）诱发的小鼠AIH模型及AIH患者的肝组织中均检测到IL-17C、IL-17RE表达升高，且IL-17C来源于肝细胞而不是浸润的免疫细胞。只有在ConA诱发的肝炎模型中，检测到与野生型小鼠相比，IL-17C缺陷型小鼠血清中谷草转氨酶（AST）和谷丙转氨酶（ALT）水平降低（肝脏损害的一项指标），表明IL-17C通过T细胞依赖性方式促进肝损伤，可能通过NF-κB或MAPK通路促进CD4+T细胞分泌IL-2，引起NK细胞活化，最终导致AIH［22］。但在2018年的一项研究中，检测到ConA注射后，与野生型小鼠相比，IL-17C缺陷型小鼠血清中AST和ALT水平相当，中性粒细胞浸润水平也无差异，认为IL-17C对T细胞介导的AIH是非必需的［23］，而且，YAMAGUCHI等［23］重复了之前的实验方案，同样得到无差异的结果，认为这可能是由于小鼠的遗传背景和居住环境不同导致的。

如后续研究能证明IL-17C／IL-17RE信号传导确实可促进T细胞介导的AIH，则IL-17C在炎症早期的水平升高可作为AIH的诊断标志物，IL-17C／CD4+T／IL-2／NK细胞构成的促炎轴可作为治疗该疾病的新靶标。

4.3 新月体形肾小球肾炎（c r es c e nt i c g lo m e r u lon ep hr i t i s，C G N）KROHN等［24］在一项研究中检测到与健康对照组相比，急性抗中性粒细胞胞浆抗体（antineutrophil cytoplasmic antibodies，ANCA）相关的CGN患者血清中IL-17C、IL-17RE水平显著升高，未检测到IL-17家族其他细胞因子的升高，且经骨髓移植实验证明，IL-17C由常驻肾组织细胞产生，但不能直接诱导肾组织细胞中趋化因子的表达。随后使用CGN的小鼠模型研究IL-17C的功能，证明IL-17C通过与CD4+Th17细胞表面的IL-17R复合物结合，促进Th17细胞应答，使相关促炎性细胞因子、趋化因子在肾脏中的表达增加，进一步募集中性粒细胞，最终导致组织损伤。此外，对狼疮性肾炎的小鼠模型研究表明，IL-17C缺陷对病程也有一定程度的改善［24］。

这些结果首次证明了IL-17C／IL-17RE免疫轴在Th17细胞驱动的肾小球炎症中的致病作用，IL-17C通过与IL-17RE的结合刺激IL-17A上游的Th17细胞，该途径可能为其他Th17细胞依赖性自身免疫性炎症疾病提供新的治疗方向。

4.4 多发性硬化症（m u lt i p l e s c l e ro s i s，MS） 实验性变态反应性脑脊髓炎（experimental allergic encephalomyelitis，EAE）模型是模拟人类MS的经典动物模型，CHANG等［11］发现，在小鼠EAE模型的中枢神经系统（central nervous system，CNS）中，IL-17C增加了约15倍，随后使用IL-17C缺陷型转基因鼠诱导出EAE，检测到在CNS中，CD4+T细胞数量、Th17细胞相关炎性介质水平均低于野生型小鼠，EAE严重程度降低。且在IL-17RE过表达小鼠模型中，与野生型小鼠相比，表现出更强的EAE症状、Th17相关细胞因子表达增加、iκBζ表达增加。因此，在EAE的病理中，IL-17C通过与IL-17R的结合增强Th17细胞免疫反应，上调IL-17A等相关细胞因子水平，导致炎症。此外，与小鼠脾脏部位相比，CNS中IL-17C的表达显著更强，猜测Th17细胞是迁移至CNS后，与IL-17C在局部组织中相互作用。

目前认为，Th17细胞和Th1细胞共同介导EAE的病程，针对其中特异性细胞因子的药物也处于临床试验中［25］，而IL-17C／IL-17RE在调节炎症反应中具有重要作用，可作为治疗MS的新靶标。

4.5 其他 此外，IL-17C可能在关节炎中有致病作用，IL-17C过表达会加剧胶原诱导的小鼠关节炎模型的炎症发展［26］，在类风湿关节炎（rheumatoid arthritis，RA）患者的结节和滑液单核细胞提取物中也检测到IL-17C上调［27］。AL-SAMADI等［28］发现，IL-17C在复发性口疮（recurrent aphthous ulcer，RAU）患者病变组织的上皮细胞中高表达，可能通过IL-17RA／IL-17RE刺激人口腔上皮细胞产生促炎性细胞因子，引起炎症反应。刘栋等［29］比较了32例溃疡性结肠炎（ulcerative colitis，UC）患者与健康受试组的血清IL-17C水平，发现UC患者的血清IL-17C水平明显高于健康对照组，提示其参与了UC的发病过程，在UC的临床诊断中具有重要价值。但在SONG等［12］用DSS诱发的结肠炎模型中，缺乏IL-17C和IL-17RE的小鼠却表现出肠道炎症加重，研究发现，这与IL-17C能促进肠道壁的修复有关。BUTCHER等［30］发现，IL-17RA和IL-17RE在载脂蛋白E基因敲除（APOE-／-）小鼠主动脉中表达，且IL-17C水平升高，主要由主动脉平滑肌细胞产生，局部作用于主动脉壁上，促进促炎性趋化因子和细胞因子的分泌，有效募集单核细胞、嗜中性粒细胞和Th17细胞，进而发挥促动脉粥样硬化作用。

5 IL-17C在自身免疫性疾病中的治疗潜力

IL-17C在一些自身免疫疾病早期上调，主要发挥两方面的作用：①IL-17C与在上皮细胞表面表达的IL-17RE／RA结合，以自分泌扩大炎症的方式维持上皮屏障完整性［15］，参与宿主先天免疫系统；②IL-17C与Th17细胞表面表达的IL-17RE／RA结合，通过细胞内的信号传导促进Th17细胞介导的适应性免疫反应，抵抗病原入侵。Th17细胞在自身免疫中发挥重要作用，IL-17C作为Th17细胞众多效应因子上游的炎性介质，对其进行中和可能是治疗自身免疫性疾病的一个新方向，但靶向IL-17C的抗体可能会全面抑制TH17细胞的免疫功能，而不是仅抑制某一种细胞因子，而且也会破坏IL-17C对上皮细胞层的保护作用，因此，需考虑感染细胞外病原菌和一些不良反应的风险。首创新型IL-17C靶向单抗“MOR-106”目前处于Ⅱ期临床阶段，联合局部类固醇用于中度至重度AD患者的治疗。

6 总结

IL-17C由于其来源的特殊性，与IL-17家族其他成员发挥完全不同的生物学功能。在TLR信号及促炎细胞因子的诱导下，IL-17C主要由上皮细胞分泌，与多种上皮细胞或Th17细胞表面表达的IL-17RA／RE结合后，通过细胞内信号传导，在先天免疫及适应性免疫中均发挥重要的防御作用。而且由于IL-17C位于Th17细胞上游，对其进行中和可能在中重度PS等自身免疫性疾病中发挥更有效的治疗作用，但也要注意抑制免疫途径上游分子和破坏IL-17C维持的先天免疫屏障导致的副作用。目前研究显示，IL-17C不只在自身免疫性疾病中发挥作用，在感染性疾病，如肺炎链球菌导致的急性肺炎中，STECK等［31］发现，IL-17C通过IL-17RE促进嗜中性粒细胞向肺部过度募集，导致肺损伤；也有研究显示，IL-17C在结肠癌、肺癌、肝癌中上调，在小鼠模型中有助于肿瘤生长［32］。近些年，对于IL-17家族细胞因子的研究及应用愈发深入，以IL-17A信号通路为靶点的单克隆抗体药物在PS、RA等自身免疫性疾病的治疗方面已取得重大进展，但对于IL-17C的探索尚处于萌芽阶段，综和其生物学功能，其有可能在感染性疾病、自身免疫性炎症以及癌症的治疗中发挥显著作用，随着研究的逐渐深入，未来IL-17C会成为免疫领域靶向治疗的一个新的方向。