IL-33对特应性皮炎患者ST2-ILC2s轴及皮肤屏障影响的研究进展

梁晓冬，谈桂其，李春红，邓新华，张锡宝

1.暨南大学附属顺德医院，广东 佛山 528305；2.广州市皮肤病防治所，广东 广州 510095

严重的特应性皮炎(atopic dermatitis，AD)危害患者身心健康，影响患者及其家人的日常生活，对其造成较大的经济负担［1］。瘙痒发作、病情反复、继发感染是影响患者生活质量低下的主要原因［2］。AD的病理生理是复杂和多因素的，包括屏障功能障碍、细胞介导的免疫反应、IgE介导的超敏反应及环境因素等，已知透皮水分丢失、皮肤pH值变化、丝聚合蛋白(flaggrin，FLG)突变均与AD病情有关。此外，涉及皮肤屏障功能的遗传物质改变，亦可导致AD临床症状的发生［3］。

白介素33(interleukin-33，IL-33)与AD发病、免疫连锁炎症过程、临床症状都存在较为重要联系，但现引起的关注仍然欠缺。本文综述IL-33在AD致病、发展过程中的重要作用，为进一步探究AD的分子机制、寻求新的治疗方案、加强AD治疗效能和疾病管理提供新的思路。

1 IL-33的定位与作用机制

IL-33是一种促炎细胞因子，是IL-1家族成员之一，在AD、银屑病、白癜风等免疫性疾病中起关键作用［4］。一般而言，外界刺激诱导有关mRNA表达和翻译，使细胞分泌IL-33因子芳香胺［5］。IL-33主要在上皮细胞、成纤维细胞和内皮细胞内表达，并定位于细胞核中，其次少量存在于平滑肌细胞、成骨细胞、脂肪细胞及免疫细胞中［6-7］。IL-33是细胞内的“警报蛋白”(alarmin)，皮肤科领域认为alarmin是细胞产生的内源性物质，其定义尚未达成共识，IL-33加工的精确机制亦尚未被完全阐明。

IL-33具有抑炎和促炎的双重作用。①在正常细胞内，IL-33作为蛋白质储存在细胞核内，具有转录抑制特性，通过减少触发因子的基因表达，以达到抑制促炎信号的作用。②在细胞受病原体攻击或细胞死亡后，IL-33可上调细胞核因子κB(nuclear factor kappa B，NF-κB)复合物的p65亚基，警示先天性免疫系统，以促进细胞炎症［8］。

IL-33不仅是一种胞内核因子，也是一种胞外因子。长型血清刺激因子-2(long form of serum simulation-2，ST2)，也称为IL-33Rα链(IL-33R alpha chain)或IL-1RL1，被认为是一种表达在2型辅助T细胞(type 2 helper cells，Th2)表面的孤儿受体，而IL-33是ST2的功能配体。换言之，IL-33受体复合物(异源二聚体)由ST2和信号受体亚基IL-1受体辅助蛋白(IL-1 receptor accessory protein，IL-1RAcP)组成［9］。

被释放的胞外IL-33可通过与异源二聚体结合发挥其生物学效应。IL-33与相关ST2细胞受体结合后，触发ST2/IL-1RAcP复合物，启动髓样分化初级反应88(MyD88)，及IRAKs、TRAF6的进一步募集，并通过激活NF-κB和丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)通路导致多种炎症介质的表达［10］，最终在靶细胞上发挥炎症功能［11］。其中，表达ST2受体的组织驻留免疫细胞包括第2组固有淋巴细胞(group 2 natural lymphocytes，ILC2s)、肥大细胞(mast cells，MCs)、辅助型T细胞2(T helper 2 cell，Th2)、调节性T细胞(regulatory t cells，Tregs)、嗜酸性粒细胞(eosnophils)、嗜碱性粒细胞(basophils)、替代活化的巨噬细胞和B细胞［9］。有研究表明ST2基因远端启动子单核苷酸的多态性与AD相关［12］。

2 IL-33-ST2-ILC2s轴对AD的影响

有关IL-33-ST2-ILC2s轴对AD影响的证据日渐增多，无论是在细胞分子水平，还是在临床观察或动物实验中都有体现。较早结果表明，在AD患者损伤的表皮角质形成细胞中，IL-33及其受体ST2表达增多［13］。最近研究强调，角质形成细胞衍生的细胞因子IL-33在AD病因构成中占重要部分［14］。AD是常见的2型免疫细胞相关的慢性炎性皮肤病，IL-33可通过激活ILC2s引发Th2细胞因子反应［15］。

在临床中，IL-33-ST2-ILC2s轴影响着人体AD病情的活动。有中国学者曾以探究年龄、性别、湿疹面积、严重程度指数(eczema area and severity index，EASI)评分、哮喘和鼻炎病史等因素是否影响AD患者血清IL-33水平变化为目的，进行了多元回归分析，结果显示，EASI评分(P＜0.001)和鼻炎病史(P=0.023)与血清IL-33水平的升高呈明显相关性［16］。

此外，相关AD动物模型实验也对IL-33的作用作出了证实。IL-33在犬异位性皮炎(canine atopic dermatitis，CAD)慢性皮损中的转录水平明显高于健康犬正常皮肤，其中角质形成细胞是CAD慢性皮损中IL-33产生的主要细胞来源［17］。转IL-33基因小鼠(IL33tg)的角质形成细胞经角蛋白-14启动子驱动，诱导IL-33的表达上调，从而导致小鼠AD样炎症产生［18］。另有研究表明，IL-22可通过上调小鼠角质形成细胞中Th2型细胞因子胸腺基质淋巴生成素(thymic stromal lymphopoietin，TSLP)和IL-33水平，进而激活GRP/GRPR通路引起AD的Th2型免疫反应、皮肤屏障破坏和瘙痒症状［19］。

肥大细胞(MCs)、调节性T细胞(Tregs)、嗜酸性粒细胞相关多种细胞，在增强AD炎症反应中起着举足轻重的作用，并与IL-33有密不可分的关系。①体外小鼠骨髓来源的MCs(BMMCs)在IL-33和IgE共同作用下释放IL-2，导致Tregs在体外明显扩增。②人体的慢性皮损中MC表达的IL-2，与真皮中IL-33染色共定位［20］。因此，IL-33与IgE的协同作用，对过敏性皮肤病中MCs和Tregs的刺激过程至关重要。③嗜酸性粒细胞是参与特应性皮炎的突出炎性细胞，在受累患者的局部组织和/或循环血液中大量存在［21］。在细胞受损情况下，IL-33作为内源性危险信号迅速被释放，以警醒和激活Th2、MCs、ILC2s等，可引起嗜酸性粒细胞浸润［18］。

以上发现表明，IL-33在AD患者人群的血清和皮损组织中的表达水平升高是比较明确的，IL-33能激活及诱导Th2细胞，促进AD中较为重要的疾病因子释放，或者协同其他因子导致皮损的出现、加重，并加速皮肤屏障破坏、瘙痒症状加剧。此外，IL-33对肥大细胞、嗜酸性粒细胞等细胞也有刺激作用，这与在其他自身免疫性疾病中的作用相似。

3 AD常见变应原与IL-33的关系

食物过敏的基础机制是机体摄入的抗原，与IgE抗体表面交联后促使MC介质释放，其中肠道MC负荷是重要决定因素。AD以瘙痒和多因素皮肤致敏为特征，与食物过敏密切相关。Leyva等［22］通过胶带剥离方法，发现小鼠角质形成细胞释放的IL-33，可与肠簇细胞衍生的IL-25协同作用，驱动肠ILC2s的扩增和活化，可能通过扩大和激活肠道MC以促进AD的食物过敏反应。

除食入性变应原外，吸入性变应原与AD的疾病关系常为讨论的热点。屋尘螨(house dust mite，HDM)提取物诱导角质形成细胞释放25-kDa IL-33，并介导细胞外ATP/P2信号途径致细胞内Ca2+增加［23］。进一步而言，机体对HDM变应原是一种固有免疫过程，控制HDM变应原的诱导可能抑制AD的发展或严重程度。Smejda等［24］观察发现，受试患者家中曾养猫(至少一次)，或在母亲怀孕期间养猫事件与IL-33水平呈明显正相关。然而，有关IL-33如何具体作用于对宠物敏感的AD患者仍需进一步研究。

临床上，过敏原免疫疗法对哮喘和过敏性鼻炎的治疗已取得较多的成效［25］，然而对AD的治疗仍存在争议，目前尚无可靠的检测方法证实食入或吸入变应原对AD的疾病触发作用［26］。即使在无特定病原体的条件下，转IL-33基因的小鼠也会出现瘙痒性皮炎，并出现与AD特征非常相似的表型［18］。一般而言，获得性免疫中的变态反应需要抗原的刺激，如雪松花粉、动物皮毛等，但与天然免疫相关的炎性细胞因子IL-33在无抗原刺激的情况下也可激活ILC2s，诱导2型细胞因子产生。这些结果表明，AD患者可能存在抗原非依赖性炎症及适应性免疫反应。

4 IL-33与屏障受损-瘙痒循环的关系

红斑、干燥、脱屑等特征表现常与获得性或遗传性皮肤屏障损伤有关。表皮的主要功能是保护和防御，皮肤屏障的损伤作为AD病程发展的关键，重要的结构改变及功能障碍可能导致AD患者发生各种炎性症状、增加感染倾向。Ren等［1］研究表明，儿童或成人AD患者因多种皮肤感染原因(包括细菌、病毒、真菌以及性传播感染)就诊的几率明显增高。金黄色葡萄球菌被认为是特应性皮炎、慢性鼻窦炎、哮喘等特应性疾病的主要辅助因子。尽管宿主对金葡菌菌株分泌谱免疫反应的精确机制仍然是一个有争议的问题，但已有证据显示金葡菌变应原是经IL-33/ST2信号轴诱导机体的过敏反应，并进一步启动2型免疫应答［27］。

IL-33在AD发生发展的不同阶段对表皮屏障的主要作用不同。在过敏和组织损伤的早期阶段，刺激因子诱导IL-33释放，上调ILC2s中ST2受体表达，这表明IL-33和ILC2s对于维持上皮完整性和组织稳态可能至关重要［28］。Nakamura等［29］利用胶带剥离技术检测AD患者角质层IL-33(stratum corneum IL-33，SCEL-33)的表达水平是否与AD的严重程度和皮疹类型相关，结果显示，活动期AD患者SCEL-33的表达水平明显高于非活动期患者或健康对照组。躯干SCEL-33表达水平与苔藓形成评分明显正相关，而与红斑、渗出/结痂、水肿/丘疹、剥脱、干燥度评分、总强度评分无明显相关性。丝聚蛋白(filaggrin，FLG)是组成角质层透明颗粒的主要成分，对于维持角质层的物理强度、抵御外来抗原侵袭及减少经皮水分丢失均十分重要。有研究发现，体外培养的角质形成细胞中经IL-33处理后，FLG、外披蛋白的mRNA水平显著下调［30］。因此，IL-33也参与AD中皮肤屏障功能的受损过程。

搔抓刺激可促进角质形成细胞释放IL-33。IL-33可降低丝聚蛋白和claudin-1的表达，降低皮肤屏障功能。屏障破坏导致经皮暴露于过敏原或IL-33释放，进一步增加过敏原暴露风险及IL-33的再释放。另一方面，IL-33亦可诱导IL-31的产生，从而使瘙痒加重［12］，这也印证了以上SCEL-33主要引起患者皮肤苔藓样变的结果。AD通常在婴儿期或儿童期发病，部分甚至会延长至成年期，对患者的生活、工作、心理健康造成较大影响。瘙痒是AD患者的重要问题，且搔抓会使病情进一步加重。因此，IL-33可能是进入AD瘙痒-搔抓循环的共同切入点。

5 IL-33成为潜在的治疗靶点

鉴于IL-33对AD疾病的重要性，针对IL-33的靶点治疗药物日益增多。2，4-二硝基氯苯诱导的AD样小鼠经αIL-33Ab(IL-33抗体)处理后，AD样症状可得到较大改善。此外，αIL-33Ab还可明显减少嗜酸性粒细胞和MCs浸润程度，降低血清IgE水平［31］。IL-33激活原代小鼠骨髓来源的MCs，进一步产生IL-6、IL-13、TNF和MIP-1a(CCL3)，这一过程可被抗氧化剂和核糖核苷酸还原酶抑制剂抑制，同时MCs的活化作用也被减弱［32］。异泽兰黄素具有抗凋亡、抗氧化和抗炎等活性，作为角质形成细胞系中过氧化物酶体增殖物的激动剂。异泽兰黄素能抑制恶唑酮诱导的类AD小鼠IgE、IL-4和IL-33等因子表达，提高FLG和氯丙蛋白的水平，减轻炎症反应并增强皮肤屏障功能［33］。以上证据为开发以IL-33为治疗核心的潜在药物奠定了一定的理论基础。

6 结语

IL-33激活ILC2s、Th2及MCs等细胞，产生多种免疫炎症因子，导致IgE表达增加、嗜酸粒细胞浸润、表皮蛋白下降，促使AD临床症状出现。IL-33破坏患者皮肤屏障功能，导致瘙痒进一步加重，微生物感染风险与各变应原敏感性增加，又进一步促使自身的释放。IL-33是作为AD发生发展过程中的原因还是结果的问题迄今未明。IL-33有望成为治疗AD的新靶点。