IL- 27在脓毒症炎症调节机制中的研究进展

张登容， 刘春瑶，卜婷婷， 罗镇颉， 汪松

(遵义医科大学附属医院 急诊科，贵州 遵义 63003)

脓毒症是宿主对感染的免疫反应失调而引起的威胁生命的器官功能障碍[1]。据统计，脓毒症的发生率呈上升趋势，全球每年高达3 100万例患者发生脓毒症，其中约600万人死亡[2]，严重危害着人类生命健康。脓毒症的病理机制主要是炎性介质的过度释放，导致免疫功能处于抑制或麻痹状态。了解原发疾病致脓毒症的炎症调节机制核心，能有效预防其发生，避免病情进一步恶化。白介素- 27(IL- 27)是一种多效性细胞因子，在脓毒症的炎症调节过程中发挥着重要作用。IL- 27被中和及受体被阻断时，脓毒症症状能够得到相应的改善。活性氧(ROS)、酪氨酸激酶2(Tyk2)、c- Jun氨基末端激酶(JNK)、信号转导与转录激活因子3(STAT3)、T细胞免疫球蛋白及黏蛋白分子- 3(TIM- 3)均与脓毒症的炎症反应密切相关，现将上述因子与IL- 27配体/受体之间的具体作用机制进行综述。

1 IL- 27概述

IL- 27是一种异二聚体，由p28和EB病毒诱导的基因3(EBI3)两个亚单位组成[3]，参与脓毒症的发展过程。IL- 27主要由活化的抗原呈递细胞产生，在树突状细胞分泌最多，其中Ⅰ型树突状细胞产生IL- 27的能力比Ⅱ型高[4- 6]。IL- 27受体由WSX- 1(也称为IL- 27Rα)和糖蛋白gp130组成，WSX- 1可直接结合IL- 27,但不能激活信号通路， gp130受体不能单独与IL- 27结合，只有在WSX- 1存在时，两者共同形成具有高亲和力的受体复合物，才能介导IL- 27信号通路[7]。

2 IL- 27的炎性作用

IL- 27在免疫系统调节中主要对单核细胞发挥促炎作用，对巨噬细胞发挥抗炎作用，两者之间存在动态平衡，可避免炎症反应的过度活化。IL- 27可抑制人巨噬细胞的肿瘤坏死因子- α(TNF- α)和白介素- 1β(IL- 1β)的反应以及小鼠巨噬细胞的抗炎细胞因子白介素- 10(IL- 10)的产生[8- 10]。然而，Petes等[11]研究表明IL- 27在巨噬细胞中增强促炎反应。Guzzo等[12]通过先后使用IL- 27和脂多糖(LPS)处理新分离的人初级单核细胞发现，白介素- 6(IL- 6)和TNF- α等炎症细胞因子的表达较单独使用IL- 27或LPS显著增加。Yoshida等[13]研究证实,IL- 27受体缺失能够促进辅助性T细胞1(Th1)分化，进而产生干扰素- γ(IFN- γ)加速炎症反应过程。目前IL- 27在脓毒症炎症调节方面的相关文献较少，以下将对IL- 27在脓毒症中的炎症调节作用进行阐释。

3 IL- 27在脓毒症期间的炎症调节机制

3.1 IL- 27与ROS

ROS的产生即氧化爆发，具有显著的抗菌作用[14]，在中性粒细胞内，还原型辅酶Ⅱ(NADPH)氧化酶复合物所释放的ROS通过激活颗粒蛋白酶形成中性粒细胞捕获网(NETs)，以及刺激TNF- α和巨噬细胞炎症蛋白2(MIP- 2)的产生来增强中性粒细胞的抗菌反应[15]。此外，ROS能够穿过病原体的细胞膜，破坏胞内的核酸、蛋白质的复制，减少细菌的增殖[16]。Santos等[17]研究发现，中性粒细胞持续产生ROS与脓毒症患者的不良预后有关。线粒体靶向Szeto- Schiller肽(SSP)的衍生物与抗氧化剂TIron(T- SSP)结合，可显著抑制LPS介导的HLMVEC丝裂原- 活性氧(mito- ROS)的产生和炎性小体的激活[18]。在脓毒症动物模型中，抑制线粒体活性氧(mtROS)可保护心脏线粒体，减轻炎症，改善心脏功能[19]。

脓毒症小鼠及患者中未成熟单核细胞中ROS持续产生，可导致器官损伤、淋巴器官功能受损、炎症反应加剧[20]。IL- 27在LPS处理时直接抑制中性粒细胞产生ROS，降低宿主细胞的抗菌能力[21]。IL- 27EBI3-/-小鼠盲肠结扎穿孔可产生更多的ROS，中性粒细胞能够迅速产生IL- 27亚单位,可能与EBI3和p28基因转录增强有关[22]。Wirtz等[23]在脓毒性腹膜炎小鼠模型中证实IL- 27是中性粒细胞氧化爆发的负性调节因子，EBI3-/-小鼠能够存活，然而在注射重组IL- 27后野生型小鼠的死亡数量显著增加。此外，IL- 27 EBI3-/-小鼠腹膜及血液中的细菌数量显著减少，与中性粒细胞的ROS增加有关。Rinchai等[24]研究也进一步证明，使用外源性IL- 27可以通过减少ROS的产生和增加TNF- α和IL- 1β的水平来提高细菌的存活率。相比之下，在被细菌感染前使用可溶性受体中和IL- 27，有助于提高氧化爆发，降低细菌存活率。因此，脓毒症时IL- 27 EBI3-/-能刺激中性粒细胞产生ROS，通过氧化爆发防御细菌及控制感染。

3.2 IL- 27与Tyk2

Tyk2是细胞内受体相关激酶JAK家族的成员，在各种免疫细胞中均表达，在全身炎症反应综合征的实验模型中具有重要作用[25]。Tyk2能够提高人类和小鼠对病毒和细菌感染的抵抗力[26]。Poelzl等[27]研究证实，Tyk2通过调节胱天蛋白酶- 11(CASP11)的转录而降低小鼠LPS所致的死亡率。此外，Tyk2或其酶活性的缺乏会抑制巨噬细胞焦磷酸化，减少促炎因子IL- 1β释放，抑制炎症反应。目前已有关于Tyk2在脓毒症所致休克中作用的报道，那么脓毒症时IL- 27与Tyk2之间是否存在某种联系，值得进一步探讨。

Tyk2通过激活内源性Ⅰ型干扰素促进IL- 27的释放，反之，Tyk2- /- 使Ⅰ型干扰素处于失活状态，抑制IL- 27的产生[28]。Bosmann等[29]通过实验发现Tyk2-/-的脓毒症小鼠的生存率为89%，血浆中IL- 27水平显著降低，而接受相同剂量大肠杆菌LPS处理的野生型小鼠的生存率为33%，血浆中IL- 27浓度显著升高，由此表明Tyk2-/-在脓毒症中具有一定的保护作用。此外，LPS与免疫细胞表面Toll样受体- 4(TLR4)的结合会产生大量的IL- 27，当TLR4活化后，Tyk2-/-小鼠巨噬细胞IL- 27的数量减少了50%，生存率明显提高[30]。以上研究均表明Tyk2调节IL- 27在脓毒症中的表达和释放，从而控制脓毒症的病情发展。

3.3 IL- 27与JNK

抑制物阻抗性酯酶1(IRE1)通过触发内质网应激信号激活JNK信号通路，从而促进细胞死亡[31]。JNK作为应激活化蛋白激酶，在炎症反应中具有重要作用[32]。在外界因素的刺激下，JNK通过上游的酶促级联反应发生磷酸化，形成磷酸化c- Jun氨基末端激酶(p- JNK)，移位到胞核发挥一定作用[33]。李青青等[34]在脓毒症小鼠模型中发现，脓毒症内质网凋亡途径中胸腺、脾脏及阑尾p- JNK、c- Jun氨基末端激酶1(JNK1)表达显著增加，脓毒症后12 h较6 h凋亡更显著，炎症反应更剧烈。JNK选择性抑制剂(IQ- 1S)能够显著抑制JNK信号通路，致JNK磷酸化及炎症细胞因子IL- 1β、IL- 6、TNF- α水平降低，对脓毒症具有一定保护作用[35]。此外，Lou等[36]研究发现，JNK信号在脓毒症所致的肺损伤中通过促进内质网应激而加速细胞凋亡，阻断该通路在一定程度上能够减轻脓毒症造成的肺部损害。

Bauer等[37]研究发现，在小鼠盲肠结扎穿孔术后，肝组织中EBI3和P28亚基mRNA及IL- 27受体亚基WSX- 1表达增加，与促炎因子IL- 6、TNF- α增加程度一致，表明IL- 27可能促进脓毒症炎症反应。在脓毒症所致肝损伤的研究中，加用IL- 27的野生型小鼠肝脏组织JNK磷酸化水平显著升高，而IL- 27受体缺乏组小鼠肝脏组织JNK磷酸化水平较野生型组降低，提示IL- 27与脓毒症肝脏JNK的活化相关[38]。此外，在炎症状态下，巨噬细胞中IL- 27受体亚基WSX- 1表达明显增加。LPS可促进巨噬细胞JNK信号通路磷酸化，增加促炎因子IL- 6和TNF- α的表达，使用LPS与重组IL- 27共同刺激巨噬细胞，JNK磷酸化水平会进一步增加。

3.4 IL- 27与STAT3

STAT信号通路被证实参与脓毒症的发生及炎症调节过程，不仅显著上调STAT3蛋白和mRNA表达，而且能够增加炎症因子的转录和表达[39]。STAT3是一种原癌基因，能诱导炎性相关基因产生，在胞内被激活后可编码一系列炎性相关蛋白，扩大炎症反应[40]。

据报道，IL- 27是STAT3的上游调节因子[41]。IL- 27通过激活STAT3促进其在体内的磷酸化，减少肾脏炎症及细胞凋亡，保护肾脏缺血再灌注损伤[42]。巫霞等[43]在LPS引起的脓毒症急性肺炎小鼠模型中发现，LPS组小鼠肺组织及血清中炎症因子明显升高；在LPS+IL- 27抗体组检测到高度表达的磷酸化信号转导与转录激活因子3(p- STAT3)及STAT3；在LPS+IL- 27组中发现p- STAT3及STAT3蛋白表达水平出现相反结果。以上实验结果表明IL- 27抑制STAT3信号通路相关蛋白磷酸化，改善LPS所致的脓毒症急性肺炎。相关研究显示，在LPS与TLR4共同作用下，髓样分化因子88(MyD88)和β- 干扰素TIR结构域衔接蛋白(TRIF)信号通路得以激活，可促进IL- 27的表达[5]。Bosmann等[44]研究证实，TLR4活化的巨噬细胞中加入IL- 10后，IL- 27+细胞数量明显减少，表明IL- 10能够抑制IL- 27的释放。然而当巨噬细胞中STAT3基因缺失时，IL- 10无法影响IL- 27的表达。因此，IL- 10可通过STAT3信号通路抑制感染过程中IL- 27产生，降低炎症反应，提高脓毒症的存活率。

3.5 IL- 27与TIM- 3

TIM- 3是T细胞表达的一种抑制性受体，在炎症过程中可影响巨噬细胞发挥相应作用，进而导致机体免疫应答功能受限[45]。此外，TIM- 3 还可以通过抑制核转录因子- κB(NF- κB)活性调节TLR，避免机体产生过度炎症。脓毒症时阻断TIM- 3，淋巴细胞凋亡减少，炎症因子IL- 10和TNF- α分泌增加[46]。使用TIM- 3配体(Galectin- 9)对脓毒症小鼠具有一定治疗作用，其机制主要是通过增加自然杀伤T细胞(NKT)和PDCA+CD11C+巨噬细胞数量以及调控促炎细胞因子的表达[47]。此外，使用与TIM- 3配体结构相似的α- 乳糖可降低脓毒症中的TIM- 3表达水平，减少炎症细胞因子的产生，显著提高脓毒症小鼠的存活率[48]。目前研究发现，小鼠体内IL- 27的过度表达能够增加T细胞表达TIM- 3。IL- 27诱导的TIM- 3表达已在结肠炎的效应CD4+T细胞中得到证实。Zhu等[49]实验发现，核因子白介素- 3(NFIL3)是IL- 27产生抗炎作用的重要介质，其表达依赖STAT3，通过诱导TIM- 3和IL- 10的表达及T细胞功能障碍，发挥相应作用。

4 结 语

脓毒症是由感染引起的全身炎症反应综合征。近年来对脓毒症的研究不断深入，相关指南对其治疗策略进行了严格规范，但脓毒症的发病率和致死率仍居高不下，主要是没有消灭脓毒症的真凶，即“炎症”。尽管IL- 27与ROS、Tyk2、JNK、STAT3、TIM- 3均参与了脓毒症的炎症调节，但是临床应用需要进一步的研究来证实。