2016過敏性疾病機制研究進展

Marc E.Rothenberg, MD, PhD, Hirohisa Saito, MD, PhD, and R.Stokes Peebles, Jr, MD

翻譯：李俊達 中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)院變態(tài)(過敏)反應(yīng)科

本文著重綜述2型固有淋巴樣細胞(type 2 innate lymphoid cells，ILC2s)、CD4+Th2淋巴細胞、類二十烷酸對炎癥的調(diào)節(jié)、變態(tài)反應(yīng)應(yīng)答中的胞外膜泡、白細胞介素(interleukin，IL)-33、微生物組學(xué)特征及其與黏膜屏障功能的關(guān)系和變態(tài)反應(yīng)性炎癥細胞(嗜酸性粒細胞、嗜堿性粒細胞和肥大細胞)相關(guān)機制的研究進展。雖然本篇綜述廣泛地覆蓋了這些領(lǐng)域，但內(nèi)容均集中于2016年發(fā)表在《變態(tài)反應(yīng)與臨床免疫學(xué)雜志》的文章。希望這篇綜述有助于讀者更好地閱讀原文。

1 ILC2s

對于不同疾病狀態(tài)下ILC2s的研究取得了進一步進展。過去1年的研究發(fā)現(xiàn)了由于臭氧、肥胖、哮喘、食物過敏和呼吸道合胞病毒感染引起的炎癥中ILC2s的作用，同時進一步闡明了調(diào)控ILC2s細胞發(fā)育的關(guān)鍵分子，發(fā)現(xiàn)了促進IL-33釋放的酶，而IL-33可以活化ILC2s。

近期一項研究發(fā)現(xiàn)，臭氧暴露刺激能同時促進BALB/c和C57BL/6小鼠呼吸道中IL-33的釋放，而只有BALB/c小鼠ILC2s數(shù)量增加[1]。對BALB/c小鼠進行抗Thy1.2抗體注射以清除ILC2s可以阻斷臭氧引起的氣道反應(yīng)，當回輸ILC2s后臭氧引起的氣道反應(yīng)重新激活，提示BALB/c和C57BL/6小鼠的ILC2s存在本質(zhì)差異。

另一項研究表明，肥胖條件下ILCs將加重呼吸道疾病。食物誘導(dǎo)肥胖性小鼠的ILC2s和ILC3s數(shù)量較瘦鼠明顯增加，但是它們的氣道高反應(yīng)性卻沒有增加[2]。利用屋塵螨變應(yīng)原誘導(dǎo)變應(yīng)性氣道炎癥，肥胖鼠較瘦鼠產(chǎn)生更多的ILC2s和ILC3s，同時肺臟中IL-33和IL-1β呈高表達。通過抗CD90抗體清除ILCs可降低變應(yīng)性氣道炎癥并募集Th2和Th17細胞[2]。

一項基于重度嗜酸性粒細胞和輕度變應(yīng)性哮喘患者的橫斷面研究采用細胞內(nèi)細胞因子染色技術(shù)并利用流式細胞術(shù)分析發(fā)現(xiàn)，重度哮喘患者血液和痰液中的總ILC2s和分泌2型細胞因子的ILC2s顯著增多[3]。此外，重度哮喘伴氣道嗜酸性粒細胞(>3%)患者痰液中IL-5+IL-13+ILC2s明顯多于重度哮喘伴低嗜酸性粒細胞患者。有趣的是，重度及輕度哮喘患者血液和痰液CD4細胞、嗜酸性粒細胞祖細胞所表達的細胞內(nèi)的細胞因子沒有差異。

一項基于小鼠的研究提示ILC2s能促進食物過敏。IL-4受體(interleukin 4 receptor，IL-4R)α鏈功能獲得性突變小鼠表現(xiàn)為食物過敏的易感性增加和ILC2s數(shù)量的增加，ILC2s受IL-33刺激進而分泌IL-4[4]。已證實IL-4能抑制變應(yīng)原特異性調(diào)節(jié)T細胞產(chǎn)生和促進食物過敏。這為利用抗IL-33抗體降低食物過敏風(fēng)險提供了可能。

目前導(dǎo)致IL-33釋放和隨后ILC2激活應(yīng)答的機制得以闡明[5]。鏈格孢和塵螨變應(yīng)原提取液激發(fā)實驗發(fā)現(xiàn)，NADPH氧化酶雙氧化酶1(DUOX1)對培養(yǎng)的人上皮細胞和小鼠上皮細胞分泌IL-33起重要作用。上皮細胞受變應(yīng)原的誘導(dǎo)后分泌IL-33受鈣依賴表皮生長因子介導(dǎo)的信號通路調(diào)控并且涉及半胱氨酸氧化過程。哮喘患者鼻上皮細胞DUOX1表達升高證實其臨床相關(guān)性。

另一項研究發(fā)現(xiàn)，全身用藥能促進變態(tài)反應(yīng)性炎癥應(yīng)答，而過表達的IL-25促進Th2細胞因子和嗜酸性粒細胞趨化因子的產(chǎn)生。小鼠腸內(nèi)過表達IL-25并通過卵清蛋白致敏的小鼠在4次卵清蛋白激發(fā)后產(chǎn)生與變態(tài)反應(yīng)有關(guān)的能表達IL-5和IL-13的ILC2s，且其數(shù)量明顯多于致敏的非轉(zhuǎn)基因小鼠[6]。ILC2s和變應(yīng)原特異性Th2細胞數(shù)量間存在聯(lián)系，即Th2細胞能增強ILC2s對IL-25的應(yīng)答，然而ILC2s不能誘導(dǎo)信號傳導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子6(signal transducers and activators of transcription，STAT6)缺陷小鼠發(fā)生食物過敏，這可能與該種小鼠缺乏產(chǎn)生Th2細胞的能力有關(guān)。

目前已經(jīng)證實胸腺基質(zhì)淋巴生成素(thymic stromal lymphopoietin, TSLP)可以在呼吸道合胞病毒(respiratory syncytial virus，RSV)感染下調(diào)節(jié)ILC2s產(chǎn)生IL-13。在RSV01/2-20感染的小鼠模型中，拮抗TSLP可以發(fā)揮減少產(chǎn)生IL-13的ILC2s數(shù)量、降低氣道高反應(yīng)性、減少黏液化生和在不改變病毒載量的情況下防止出現(xiàn)RSV引起的體重減輕，其中RSV01/2-20株可以引起Th2/Th1混合型宿主免疫應(yīng)答[7]。TSLP能在另外2種RSV株感染時發(fā)揮類似作用，這兩種病毒株主要引起Th2型應(yīng)答，提示在嚴重RSV感染中TSLP可能成為潛在的治療靶標。

在固有淋巴前體細胞階段表達轉(zhuǎn)錄因子早幼粒細胞白血病鋅指基因(promyelocytic leukemia zinc finger protein，PLZF)對成熟ILC2s的功能具有長效作用，似乎是固有免疫相關(guān)刺激物進行的主要調(diào)節(jié)[8]。PLZF遺傳缺陷小鼠對木瓜蛋白酶、IL-25或者IL-33產(chǎn)生應(yīng)答時存在IL-5和IL-13分泌缺陷。因此，與野生型小鼠比較，PLZF-/-小鼠相招募嗜酸性粒細胞的能力減弱，黏液化生減少，但PLZF-/-小鼠對卵清蛋白的激發(fā)并不產(chǎn)生變態(tài)反應(yīng)，因為這個過程是由CD4+T細胞介導(dǎo)的特異性免疫應(yīng)答。

Lombardi等[9]發(fā)現(xiàn)，變態(tài)反應(yīng)患者(變應(yīng)性鼻結(jié)膜炎)和非變態(tài)反應(yīng)人群中外周血單個核細胞(peripheral blood mononuclear cells，PBMCs)中的ILC2s和ILC3s百分比無明顯差異，當只關(guān)注變應(yīng)性鼻結(jié)膜炎時發(fā)現(xiàn)了差異，尤其是變應(yīng)性鼻結(jié)膜炎并發(fā)哮喘者血中ILC2s和ILC3s百分比高于未并發(fā)哮喘者，哮喘患者外周血中ILC2s和ILC3百分比遠高于非哮喘患者，且慢性鼻結(jié)膜炎患者1型ILCs產(chǎn)生的γ干擾素(interferon-γ，IFN-γ)水平遠低于健康人群。哮喘患者ILC2s的原癌基因c-FOS、FosB、JUN表達上調(diào)，這些蛋白產(chǎn)物構(gòu)成轉(zhuǎn)錄因子激活蛋白1。然而，非變態(tài)反應(yīng)人群ILC2s的自然殺傷細胞顆粒蛋白7(natural killer cell granule protein 7，NKG7)、細胞信號傳導(dǎo)抑制因子1和TBX21基因上調(diào)，這些蛋白抑制Th2轉(zhuǎn)錄過程。近期發(fā)表的關(guān)于ILC的研究進展見表1。

表1 近期報道的關(guān)于固有淋巴樣細胞的研究進展

2 CD4+Th2細胞

GATA-3是Th2分化的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子并且受sirtuin-1的負向調(diào)控，sirtuin-1是3型組蛋白去乙?；竅10]。去乙?；甘莝irtuin-1和sirtuin-2的特異抑制劑，利用去乙?；柑幚斫】等薖BMCs可使IL4轉(zhuǎn)錄本和GATA-3乙?；黾?。研究發(fā)現(xiàn)嚴重哮喘患者PBMCs的NAD-依賴蛋白sirtuin-1活性明顯高于非嚴重哮喘患者和健康對照者，證實了上述結(jié)果的臨床相關(guān)性。

有研究表明，sirtuin-6可使GATA-3去乙酰化而抑制變應(yīng)性氣道炎癥，sirtuin-6具有組蛋白去乙酰化酶和ADP核糖基轉(zhuǎn)移酶功能，參與多種衰老相關(guān)的分子通路，包括DNA修復(fù)、端粒維持、糖酵解和炎癥反應(yīng)。在卵清蛋白激發(fā)之前對小鼠氣管輸入表達sirtuin-6的腺病毒可減少肺部炎癥細胞和氣道黏液[11]。雖然卵清蛋白致敏可誘導(dǎo)GATA-3乙酰化，但sirtuin-6過表達可降低GATA-3表達。因此這兩種抑制GATA-3活性的不同去乙?；缚赡艹蔀樽儜?yīng)性氣道疾病的治療靶標。

當戶塵螨變應(yīng)原刺激致敏小鼠時IL-1β的上調(diào)促進Th2細胞分泌IL-13，從而導(dǎo)致支氣管旁的浸潤細胞增加、黏液產(chǎn)生和杯狀細胞化生[12]。相反，Th2受IL-1β拮抗劑阿那白滯素刺激后導(dǎo)致IL-13表達降低，減少細胞浸潤和黏液分泌。這些結(jié)果提示IL-1受體進行的信號傳導(dǎo)是Th2細胞發(fā)生不同效應(yīng)的重要因素。

通過IL-4缺陷但并不抑制Th2型免疫應(yīng)答、氣道反應(yīng)性和黏液化生的研究進一步闡明了小鼠哮喘模型中CD4+T細胞分泌IL-4和IL-13的作用[13]。然而，IL-13缺陷可以抑制上述哮喘模型的生理病理特征。IL4Rα信號傳導(dǎo)對哮喘的表型極其重要，當缺少IL-4Rα信號時會促進Th17應(yīng)答，IL4Rα是IL-4和IL-13的共同受體亞家族，值得注意的是最近發(fā)現(xiàn)人源化抗IL-4Rα抗體dupilumab可以有效地治療哮喘，dupilumab獲得美國FDA批準用于特異性皮炎的治療[14-16]。

IL-25和IL-33可能參與慢性鼻炎伴鼻息肉的發(fā)病，慢性鼻炎伴鼻息肉患者的息肉組織中發(fā)現(xiàn)一類Th2細胞，這類Th2細胞共表達IL-25受體亞家族IL-17受體B和跨膜區(qū)mRNA及可溶性IL-33受體亞家族ST2，使IL-25和IL-33刺激后活化，導(dǎo)致IL-5和IL-13分泌增多[17]。在IL-17受體B陽性CD4+細胞的不同患者中鑒定到幾個相同序列的T淋巴細胞受體β鏈可變區(qū)互補決定域3，提示通過共同抗原進行克隆擴增的可能性。

對導(dǎo)致Th2極化代謝途徑的了解仍處于初期階段。在IL-4R RNA表達和Th2特異性信號傳導(dǎo)調(diào)節(jié)偶聯(lián)糖酵解和Th2極化過程中RhoA不可或缺[18]。RhoA超活化可促進Th2極化并引起變應(yīng)性氣道炎癥。與此相反，體外實驗發(fā)現(xiàn)，RhoA基因缺陷抑制Th2，同時阻礙卵清蛋白引起的小鼠變應(yīng)性氣道炎癥的進展，而不影響Th1細胞成熟。此外，Toll樣受體9激動劑(CpG)的存在可抑制變應(yīng)原皮試過程中Th2細胞成熟，其機制是通過MyD88依賴的應(yīng)答向Th1和Th17應(yīng)答轉(zhuǎn)變[19]。

3 類二十烷酸對炎癥的調(diào)節(jié)

磷脂酶A2調(diào)控花生四烯酸生成的限速步驟，花生四烯酸是生成前列腺素和白三烯(leukotriene，LT)的前體物質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)嗜酸性粒細胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體及顆粒中存在分泌型磷脂酶A2-X(sPLA2-X)[20]，sPLA2-X的特異性抑制能降低嗜酸性粒細胞花生四烯酸甲酰甲硫氨酰-亮氨酰-苯丙氨酸的誘導(dǎo)釋放和半胱氨酸LT的生成減少。IL-13和TNF/IL-1β對嗜酸性粒細胞的短期刺激能促進編碼sPLA2-X的基因的表達。這些結(jié)果提示sPLA2-X在嗜酸性粒細胞生成半胱氨酸LT過程中發(fā)揮作用，其在嗜酸性粒細胞來源的LT引起的疾病中可能有治療作用。

在阿司匹林加重性呼吸系統(tǒng)疾病(aspirin-exacerbated respiratory disease，AERD)患者中前列腺素E2(prostaglandin E2，PGE2)對LT生成具有抑制作用[21]。一項研究比較并評估正常對照鼻黏膜和AERD患者鼻息肉的纖維母細胞中PGE2相關(guān)蛋白表達情況，包括與PGE2合成的相關(guān)酶(COX-2和微粒體前列腺素E合成酶1)、誘導(dǎo)產(chǎn)生COX-2和Ⅰ型IL-1受體(IL-1 receptor 1，IL-1R1)的細胞因子受體、通過PGE2信號抑制LT生成的前列腺素E2受體(prostaglandin E2 receptor ，EP2)[22]。AERD患者鼻息肉的纖維母細胞中IL-1R1和EP2表達量均低于正常對照者。利用PGE2或選擇性EP2拮抗劑的外源刺激可增加正常對照者鼻黏膜來源纖維母細胞中IL-1R1的表達，而對AERD患者鼻息肉的纖維母細胞影響很小。這些數(shù)據(jù)提示AERD患者EP2表達降低導(dǎo)致IL-1R1表達上調(diào)，而抑制IL-1β上調(diào)COX-2的能力和微粒體前列腺素E合成酶1(prostaglandin E synthase 1，PGES1)的表達則導(dǎo)致PGE2生成降低。

PGE2的生物學(xué)效應(yīng)是由其受體通過前列腺素信號所調(diào)控的，EP2和EP4與Gs偶聯(lián)而EP3和Gi偶聯(lián)。LTD4和PGE2可引起血管通透性增加并導(dǎo)致小鼠耳朵水腫[23]，這種效應(yīng)是由LTD4通過半胱氨酸白三烯受體1和PGE2信號通過EP3介導(dǎo)，從而導(dǎo)致細胞外信號調(diào)節(jié)激酶、c-FPS磷酸化及吞噬細胞炎性蛋白1和COX2表達上調(diào)，肥大細胞生成PGD2。同時使用半胱氨酸白三烯受體1和EP3拮抗劑可以降低血管通透性，提示以這兩個受體作為靶點可抑制炎性血管滲漏。

AERD患者尿液半胱氨酸白三烯水平升高與疾病嚴重程度相關(guān)。阿司匹林脫敏可以改善臨床癥狀，但是目前仍未完全闡明脫敏機制。與正常對照者比較，AERD患者CD4+T細胞的CD3+和CD28+活化更能促進STAT6活化[24]。在細胞刺激之前利用COX抑制劑吲哚美辛或阿司匹林處理CD4+T細胞，無論細胞是否來源于AERD，均能下調(diào)STAT6活性，然而，AERD患者細胞STAT6活性出現(xiàn)顯著下降，這些現(xiàn)象為解釋阿司匹林脫敏對AERF患者有效的機制提供了可能的理論依據(jù)。

PGD2可以激活2種G蛋白偶聯(lián)受體，即前列腺素D2受體1(prostaglandin D1 receptor ，DP1)和DP2。利用PGD2體外激活人巨噬細胞上的DP1、DP2或者同時激活兩者可以引起TNF分泌和細胞遷移[25]。于氣道進行脂多糖(lipopolysaccharides，LPS)激發(fā)前皮下注射PGD2會增強中性粒細胞型肺損傷，DP1和DP2信號通路參與此過程。清除巨噬細胞可減弱中性粒細胞的功能，而在LPS激發(fā)前進行PGD2處理會增強中性粒細胞功能，這些證據(jù)強調(diào)了巨噬細胞在這種肺損傷小鼠中的作用。抑制內(nèi)源性PGD2的生成可阻斷LPS誘導(dǎo)的中性粒細胞型炎癥反應(yīng)。

DP2也是Th2細胞表達的趨化因子受體同源分子(chemoattractant receptor-homologous molecule expressed on Th2 cells，CRTH2)，可以作為鑒定致病性效應(yīng)Th2(peTh2)細胞的標志物，peTh2細胞是一類具有促炎功能的Th2細胞亞型[26]。此外，這類peTh2細胞同時表達DP2和造血前列腺素D合酶(hematopoietic prostaglandin d synthase，hPGDS)并能產(chǎn)生PGD2，而一般Th2細胞不具備這種功能。hPGDS+細胞中IL-5和IL-13的表達水平顯著高于hPGDS-細胞。對peTh2細胞的潛在功能研究表明，peTh2細胞與血嗜酸性粒細胞數(shù)量成正相關(guān)，嗜酸性胃腸道疾病患者腸道的peTh2細胞數(shù)量遠多于正常人。此外，與一般Th2細胞比較，peTh2細胞中TSLP、IL-25和IL-33受體表達更強，提示這類細胞在這些細胞因子處于低水平時可以被激活。值得注意的是CRTH2拮抗劑fevipiprant可以降低難以控制的嚴重嗜酸性粒細胞哮喘患者痰液中嗜酸性粒細胞數(shù)量[27]。

胸腺基質(zhì)淋巴生成素(thymic stromal lymphopoietin，TSLP)是AERD患者產(chǎn)生PGD2的重要調(diào)節(jié)因子。所有鼻息肉中的TSLPmRNA與編碼hPGDS和羧肽酶基因表達量具有很強的關(guān)聯(lián)性，其中羧肽酶是肥大細胞特有的[28]。AERD患者鼻息肉中同時存在失活的和活化形式的TSLP，同時重組TSLP可誘導(dǎo)培養(yǎng)的人肥大細胞產(chǎn)生PGD2。通過對較穩(wěn)定的尿PGD2水平進行檢測，進一步確定了AERD與PGD2的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)AERD患者PGD2水平是正常對照人群的2倍，并且PGD2水平受阿司匹林的激發(fā)而升高。

一項研究對奧馬珠單抗治療至少12個月的AERD患者進行分析，發(fā)現(xiàn)治療后其癥狀減輕，說明IgE可能參與AERD的致病過程[29],21例接受奧馬珠單抗治療的哮喘患者尿液LTE4和PGD2代謝產(chǎn)物水平降低。因此進行隨機雙盲安慰劑對照臨床試驗確定奧馬珠單抗在AERD患者中的治療作用非常必要。

脂氧素(lipoxin，LX)是花生四烯酸的代謝產(chǎn)物，具有抗炎和生物活性。脂氧素A4(lipoxin A4，LXA4)抑制TNF介導(dǎo)的中性粒細胞的趨化和激活，同時通過抑制核酸因子κB通路下調(diào)促炎基因的表達[30]。通過對間歇性哮喘患者和正常對照者外周血粒細胞進行研究，發(fā)現(xiàn)與單獨使用氟替卡松或LXA4治療相比較，氟替卡松與LXA4聯(lián)合使用能促進粒細胞受體的活化。糖皮質(zhì)激素的應(yīng)用可增強LXA4對粒細胞受體活化能力的促進作用，提示LX對哮喘患者具有保護作用。

最新的研究證實，類二十烷酸可能在毒液免疫治療相關(guān)耐受中發(fā)揮作用，特異性抗原刺激PBMCs導(dǎo)致PGE2和LXA4水平上升。有趣的是，在毒液免疫治療過程中PGE2和LXA4沒有明顯變化[31]。毒液免疫治療后的患者PGE2和LXA4水平上升，同時伴隨IL-10和TGF-β的產(chǎn)生，提示PGE2和LXA4在誘導(dǎo)、發(fā)生和維持免疫耐受過程中具有一定作用。

4 細胞外囊泡細胞外囊泡與變態(tài)反應(yīng)

細胞外囊泡細胞外囊泡(extracellular vesicles，EVs)是細胞分泌的囊泡狀小體，直徑0.05～5 μm，根據(jù)其來源與特征分為外泌體、細胞微泡和凋亡小體3 類(圖1)。EVs從細胞膜分泌時攜帶各類DNAs、蛋白、mRNA和microRNAs(miRs)，并在變態(tài)反應(yīng)或免疫應(yīng)答中發(fā)揮重要作用，目前對其在代謝和腫瘤形成中的作用已有一定的認識。例如，肉狀瘤患者肺泡灌洗液的EVs中有690余種蛋白和幾種炎癥相關(guān)蛋白(LTA4水解酶和維他命D結(jié)合蛋白)表達上調(diào)[32]。正常鼻上皮細胞可表達miR-146a，而變應(yīng)性鼻炎患者鼻上皮細胞中miR-146a表達水平顯著降低。利用Th2細胞因子進行刺激，EVs和鼻上皮細胞miR-146a的釋放受到抑制。鼻上皮細胞來源的miR-146a包含在EVs中，并通過單核細胞上調(diào)IL-10的表達[33]。

此外，嗜酸性粒細胞也能分泌EVs，在哮喘患者中EVs分泌量增加[34]。嗜酸性粒細胞胞外誘捕網(wǎng)(eosinophil extracellular traps，EETs)是一類EVs，通過釋放核DNA和線粒體DNA聯(lián)合細胞毒顆粒蛋白達到消滅細菌的目的[35]。在金黃色葡萄球菌感染的慢性鼻炎伴鼻息肉組織中可發(fā)現(xiàn)EETs的形成并伴隨IL-5和骨膜蛋白組織水平的升高。在體外實驗中，EETs的形成受金黃色葡萄球菌的誘導(dǎo)而不受表皮葡萄球菌誘導(dǎo)，在黏膜內(nèi)外表面均可以發(fā)現(xiàn)嗜酸性粒細胞的遷移以消滅金黃色葡萄球菌。嗜酸性粒細胞溶解除了產(chǎn)生EVs以外，未水解的嗜酸性粒細胞也能釋放EETs和其他EVs[35]。

血小板來源的EVs由血小板胞膜釋放，是人血液中最豐富的EVs。最近對血小板來源的EVs分子和功能進行研究，結(jié)果提示它們在多種生理病理過程，尤其是炎癥反應(yīng)中發(fā)揮作用，而不是作為細胞活化的惰性產(chǎn)物[36]。移除血小板或移植IL-33基因缺乏的血小板可降低變態(tài)反應(yīng)性炎癥中血小板表達功能性IL-33和木瓜蛋白酶引起的嗜酸性粒細胞氣道炎癥程度[37]。正常狀態(tài)下IL-33存在于細胞內(nèi)，并在細胞壞死時大量釋放，例如上皮細胞。不像其他細胞因子，IL-33并非直接通過受體依賴的信號通路而產(chǎn)生和釋放。然而，壞死并不是唯一產(chǎn)生IL-33的病理機制，尤其是造血類細胞，例如血小板和單核細胞[38]。生物壓力也可以引起活細胞中IL-33以時間依賴的方式從分泌小體中釋放[39]。

5 IL-33：多功能細胞因子

IL-33通過促進ILC2s產(chǎn)生2型細胞因子并抑制天然抗病毒免疫在變態(tài)反應(yīng)性炎性疾病中發(fā)揮重要作用[40]。利用全基因組關(guān)聯(lián)分析發(fā)現(xiàn)，IL-33及其受體ST2的基因多樣性與哮喘的發(fā)病風(fēng)險有關(guān)。Ferreira等[41]利用新型系統(tǒng)分析方法鑒定了4種與核苷酸合成和信號通路相關(guān)的哮喘風(fēng)險基因，哮喘動物模型研究也發(fā)現(xiàn)其中兩種基因產(chǎn)物的激活劑可以誘導(dǎo)IL-33的釋放和肺部嗜酸性粒細胞的浸潤。

IL-33在多種生理病理過程中發(fā)揮作用，同時IL-33還參與腫瘤微環(huán)境的形成和結(jié)腸直腸癌的進程[42]。IL-33和ST2還可以通過誘導(dǎo)解偶聯(lián)蛋白1的表達激活產(chǎn)熱反應(yīng)，對于寒冷環(huán)境中出生的嬰兒的保護極其重要[43]。同時，圍產(chǎn)期孕婦的IL-33通過誘導(dǎo)胚胎蛻膜B細胞表達孕激素誘導(dǎo)阻斷因子1而對以Th1介導(dǎo)的炎癥為特征的早產(chǎn)兒起保護作用[44]。在IL-33刺激下，ILC2s細胞分泌2型細胞因子，從而在內(nèi)臟脂肪組織中形成有效的抗炎環(huán)境[45]。高脂飲食可加重變應(yīng)性氣道炎癥，主要表現(xiàn)在肺部ILC2s和ILC3s細胞浸潤。雖然目前并不清楚IL-33在這種模型中的作用，但是目前發(fā)現(xiàn)內(nèi)臟脂肪組織中IL-33高表達且ILC標志物減少[2]。事實上，在某些實驗?zāi)Ｐ椭蠭L-33可以誘導(dǎo)組織原位Treg增加[45]。

圖1EVs的類型、大小和內(nèi)容物

目前已計劃將抗IL-33抗體用于包括哮喘等多項變態(tài)反應(yīng)性疾病的臨床試驗，而哮喘受其內(nèi)源性影響存在表型異質(zhì)性(比如肥胖型哮喘)[46-47]。因此了解IL-33參與不同類型疾病的作用機制，從而針對性地納入合適的患者(例如內(nèi)臟脂肪明顯增多的患者)以及設(shè)定合理的給藥時間對于抗IL-33抗體的臨床研究尤其重要。2016年雜志發(fā)表的關(guān)于IL-33研究進展摘要見表2。

表2 2016年發(fā)表的關(guān)于IL-33的研究進展

6 屏障功能和微生物組學(xué)

2016年研究者明確地闡明了上皮和表皮屏障損傷如何引起炎癥以及滲入這些損傷屏障的變應(yīng)原如何引起2型固有性和獲得性免疫應(yīng)答的機制，大量研究報道了這些屏障組織微生物與變態(tài)反應(yīng)性疾病發(fā)生的關(guān)系。例如氣道上皮細胞、塵螨過敏的鼻炎患者，其屏障功能損傷伴隨著緊密連接蛋白(閉合蛋白和緊密連接蛋白ZO-1)表達的下調(diào)[48-53]。關(guān)于哮喘的疾病進展，雖然已經(jīng)證實哮喘與微生物紊亂呈正相關(guān)，但是大多數(shù)研究仍為概念驗證研究。對于這種相關(guān)性的機制目前仍不清楚，依然是今后的研究熱點。例如，一項基于丹麥兒童的人群隊列研究發(fā)現(xiàn)，選擇性剖宮產(chǎn)兒童的哮喘風(fēng)險遠高于急診刨宮產(chǎn)兒童[54]，同時對剖宮產(chǎn)兒童和順產(chǎn)兒童進行比較，發(fā)現(xiàn)剖宮產(chǎn)影響新生兒早期腸道而不影響氣道的定植菌群[55]。關(guān)于食物補充對哮喘疾病進程影響的研究發(fā)現(xiàn)，孕期食用魚源n-3長鏈多不飽和脂肪酸可降低后代持續(xù)喘息、哮喘和下呼吸道感染風(fēng)險，但并不減緩變態(tài)反應(yīng)性疾病的致敏風(fēng)險[56]。未來應(yīng)進一步研究微生物組引發(fā)哮喘與哮喘分類的關(guān)系。

不同于其他變態(tài)反應(yīng)性疾病，21世紀發(fā)生食物過敏的人數(shù)急劇增加。越來越多的證據(jù)表明，通過皮膚致敏食物變應(yīng)原是打破口服耐受的可能機制[57-58]。2016年發(fā)表了多項關(guān)于特異性皮炎和其他變態(tài)反應(yīng)性疾病中皮膚屏障功能和皮膚微生物組學(xué)的研究報告，報道了新生兒皮膚功能紊亂與2歲左右的兒童食物過敏風(fēng)險增加的關(guān)系[59]、生活用水硬度和氯含量與特異性皮炎風(fēng)險增加的關(guān)系[60]、2月齡兒童定植共生葡萄球菌與1歲特應(yīng)性皮炎發(fā)生風(fēng)險降低的關(guān)系[61]。

關(guān)于皮膚屏障功能紊亂的機制研究發(fā)現(xiàn)，2型和17型炎癥反應(yīng)可以同時發(fā)生及拮抗，且分別受TSLP和IL-23的調(diào)控[62]。雖然凡士林已經(jīng)廣泛用作保濕劑，且僅僅認為是物理屏障，但近期研究發(fā)現(xiàn)，凡士林的使用可以引起抗菌肽(例如S100A8和人β防御素2)[62]、固有免疫基因(例如IL6)和屏障分化標志物(例如絲聚合蛋白)的表達。關(guān)于微生物組對變態(tài)反應(yīng)性疾病進程的研究發(fā)現(xiàn)，對牛奶過敏的嬰兒腸道微生物和同齡健康對照者有所不同[63]，并且在特異性皮炎加重過程中皮膚微生物多樣性減少[64]。這些病理過程所涉及的機制以及基于恢復(fù)屏障功能的治療方法還需要進一步進行研究[64-65]。

圖 2 嗜酸性粒細胞研究最新進展

7 嗜酸性粒細胞增多癥

2016年嗜酸性粒細胞增多癥受到極大關(guān)注(圖2)，毫無疑問，這與第一類抗嗜酸性粒細胞藥物(如基于抗IL-5抗體的瑞利珠單抗和美泊利單抗)常規(guī)用于嗜酸性粒細胞性哮喘的治療有關(guān)[66]。除此之外，清除嗜酸性粒細胞的人源化抗體抗IL-5Ra(benralizumab)對治療嗜酸性粒細胞哮喘極其有效[67-68]。嗜酸性粒細胞胃腸疾病也同樣受到極大關(guān)注。有證據(jù)顯示，質(zhì)子泵抑制劑(proton pump inhibitor，PPI)反應(yīng)性食管嗜酸性粒細胞增多癥(reactive esopha-geal eosinophilia，REE)也可進行飲食治療[69]，與最近報道的PPI-REE與嗜酸性食管炎(eosinophilic esophagitis，EoE)的分子機制一致，包括變態(tài)反應(yīng)性炎癥的主要特征[70]。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，EoE同樣可以用飲食管理、糖皮質(zhì)激素應(yīng)用或PPI進行治療[71]。有趣的是，PPI治療主要是通過抑制上皮細胞釋放嗜酸性粒細胞活化趨化因子(CCL26)發(fā)揮作用，而這也可能是EoE和其他嗜酸性粒細胞紊亂患者的患病機制，例如慢性鼻竇炎伴鼻息肉[72]。指南指出EoE患者應(yīng)避免進食小麥，而目前的研究資料并不支持將避食小麥延伸至避食谷蛋白[73]。雖然EoE患者食物特異性IgE水平?jīng)]有明顯增加，但是Erwin等[74]報道發(fā)現(xiàn)抗牛奶IgE水平與禁食牛奶缺乏應(yīng)答有關(guān)，同時稱IgG4/IgE比值升高提示這個比例與耐受患者一致(例如養(yǎng)蜂人、養(yǎng)貓人以及花生口服免疫治療后的人)。值得注意的是，Wright等[75]發(fā)現(xiàn)EoE患者血液及食管中食物特異性IgG4水平上升。并發(fā)現(xiàn)纖維化狹窄的EoE很容易診斷，但目前不清楚相關(guān)機制。最近研究發(fā)現(xiàn)，培養(yǎng)的食道縱向平滑肌細胞對剛性基質(zhì)會產(chǎn)生促纖維化應(yīng)答，實際上，剛性細胞基質(zhì)誘導(dǎo)的形態(tài)學(xué)和轉(zhuǎn)錄水平改變與EoE一致[76]。此發(fā)現(xiàn)對炎癥形成EoE的假說提出了質(zhì)疑，因為該發(fā)現(xiàn)表明食道硬度對纖維化形成有正反饋作用。嗜酸性粒細胞型組織重塑的原因部分地與骨膜蛋白誘導(dǎo)嗜酸性粒細胞活化而產(chǎn)生依賴于αMβ2整合素的轉(zhuǎn)化生長因子-β(transforming growth factor-β，TGF-β)有關(guān)[77]。另一項不同疾病的研究發(fā)現(xiàn)，支氣管熱整形術(shù)可降低重度哮喘患者血液嗜酸性粒細胞水平，由此推測利用熱整形術(shù)降低平滑肌質(zhì)量可以破壞正反饋環(huán)路，從而減少嗜酸性粒細胞[78]。對EoE患者循環(huán)生物標志物的研究發(fā)現(xiàn)，嗜酸性祖細胞水平與食道嗜酸性粒細胞水平呈正相關(guān)[79]。此外，對嗜酸性腸炎患兒的生物標志物的研究發(fā)現(xiàn)TSLP和IL33蛋白水平增加，但其他Th2標志物沒有變化，提示這些分子不僅在EoE患者中起作用，同時也與其他嗜酸性粒細胞型腸病有關(guān)[80]。

8 嗜酸性粒細胞肉芽腫伴多血管炎

嗜酸性粒細胞肉芽腫伴多血管炎(eosinophilic granulomatosis with polyangiitis，EGPA)，原名Churg-Strauss綜合征，其發(fā)生主要與Fcγ受體(FcγR)基因拷貝數(shù)變化導(dǎo)致自身免疫性疾病有關(guān)[81]。EGPA患者的典型表現(xiàn)是IgGFc端受體3B(FCGR3B)缺陷(如低表達)，提示這可能會影響免疫球蛋白清除或擾亂抑制/活化Fc受體的平衡，尤其是因為EGPA出現(xiàn)明顯的自身抗體和IgG4水平升高[81]。

圖 3 嗜堿性粒細胞及肥大細胞最新進展

9 嗜堿性粒細胞

2016年關(guān)于嗜堿性粒細胞的研究有一系列重大發(fā)現(xiàn)(圖3)。Oliver等[82]發(fā)現(xiàn)，慢性自發(fā)性蕁麻疹患者血清嗜堿性粒細胞CRTH2表達異常，提示這個受體可以作為自發(fā)性蕁麻疹診斷或治療監(jiān)測的標志物?；谘h(huán)嗜堿性粒細胞活化標志物的表達研究發(fā)現(xiàn)，嗜堿性粒細胞與輕度變應(yīng)性哮喘患者變應(yīng)原誘導(dǎo)的支氣管狹窄有關(guān)[83]。一項有趣的研究發(fā)現(xiàn)，嗜堿性粒細胞和肥大細胞均能通過生物鐘影響變態(tài)反應(yīng)，提示FcεRI介導(dǎo)的變態(tài)反應(yīng)有明顯的晝夜差異。PF670462是一種關(guān)鍵生物鐘相關(guān)酪蛋白激酶1δ/ε選擇性抑制劑，可以抑制IgE介導(dǎo)的小鼠骨髓來源的肥大細胞和嗜堿性粒細胞變態(tài)反應(yīng)，同時對小鼠被動皮膚變態(tài)性反應(yīng)也有抑制作用。因此，對嗜堿性粒細胞的分子鐘進行藥物重置可能是一種新的控制IgE介導(dǎo)的變態(tài)反應(yīng)性疾病的策略[84]。

IgG亞群介導(dǎo)的嗜堿粒細胞活化或抑制機制已被闡明。嗜堿性粒細胞表達活化受體是CD32a(FcγRIIa)和抑制受體CD32b(FcγRIIb)，IgG2和IgG3可以與CD32b結(jié)合，IgG3與CD32b結(jié)合性較強而IgG1和IgG4不能與CD32b結(jié)合。這一發(fā)現(xiàn)使得IgG3介導(dǎo)的抑制和直接封閉抗原的IgG4用于評價免疫治療前后的免疫應(yīng)答成為可能[85]。

Fcγ鏈對于嗜堿性粒細胞產(chǎn)生IL-4是必需的結(jié)構(gòu)[86]。通過對花生過敏患者血循環(huán)中的白細胞進行分析，發(fā)現(xiàn)嗜堿性粒細胞是血液中對花生刺激反應(yīng)最靈敏的細胞，花生刺激后CD63表達上調(diào)，這是嗜堿性粒細胞脫顆粒的標志，可調(diào)節(jié)FcεRI、CD23、CD16和CD32的表達并下調(diào)CD25和CD38的表達[87]。

變應(yīng)原暴露后CD203c水平升高的嗜堿性粒細胞活化測定實驗是一種有效評價變應(yīng)原致敏作用的方法。一項研究顯示，在鑒定變應(yīng)性支氣管肺曲霉菌病伴囊性纖維化方面，CD63和CD203c同時測定并不優(yōu)于單獨檢測CD203c的效果[88]。

嗜堿性粒細胞參與多種變態(tài)反應(yīng)性疾病的發(fā)生，包括通過由TSLP介導(dǎo)的疾病，例如特應(yīng)性皮炎小鼠模型。然而，最近一項研究發(fā)現(xiàn)，皮膚嗜堿性粒細胞歸巢并不依賴嗜堿性粒細胞表達TSLP受體，更令人吃驚的是，嗜堿性粒細胞可以緩解特應(yīng)性皮炎癥狀。提示IL-4依賴和TSLP依賴的促炎應(yīng)答更多是由樹突狀細胞而非嗜堿性粒細胞介導(dǎo)的[89]。

10 肥大細胞

關(guān)于肥大細胞的研究進展相繼報道(圖3)，尤其是血管炎小鼠中，LTD4-PGE2通過半胱氨酰LT受體1和PG受體3影響肥大細胞而發(fā)揮作用。這個發(fā)現(xiàn)提示半胱氨酰LT受體1和EPG受體3可以作為雙靶標在減緩炎癥中發(fā)揮作用[23]。目前已證實肥大細胞對控制小鼠的感染性休克至關(guān)重要。研究發(fā)現(xiàn)，非受體酪氨酸激酶IL-2誘導(dǎo)T細胞激酶和Bruton酪氨酸激酶對LPS誘導(dǎo)的肥大細胞炎性反應(yīng)發(fā)揮負向調(diào)節(jié)作用，其機制主要通過調(diào)節(jié)肥大細胞LPS受體(Toll樣受體4)功能下游信號通路核因子κB、磷脂酰肌醇活化-4,5-二磷酸3激酶/AK和p38實現(xiàn)[90]。另一項研究發(fā)現(xiàn)，IL-6可以促進人肥大細胞增生，并通過抑制可溶性IL-6受體的裂解和抑制細胞因子信號3自身抑制信號通路的下調(diào)而產(chǎn)生一種激活表型[91]。

最近一篇綜述聚焦在鑒定的Mas相關(guān)G蛋白偶聯(lián)受體X2(Mas related G protein coupled receptor X2，MRGPRX2)，該受體由肥大細胞表達并且參與非IgE介導(dǎo)的肽類藥物過敏反應(yīng)[92]。這篇綜述總結(jié)了MRGPRX2在多種應(yīng)答(包括疼痛、發(fā)癢、蕁麻疹、哮喘和藥物反應(yīng))中發(fā)揮作用的研究進展，強調(diào)了抑制MRGPRX2的可能路徑。大量研究都聚焦于肥大細胞的急性活化，例如給予單次劑量的抗IgE刺激，但是變態(tài)反應(yīng)可能涉及變應(yīng)原的重復(fù)暴露。最近的一項研究報道了利用RNA測序方法評估FcεRI介導(dǎo)的肥大細胞活化情況，研究人員發(fā)現(xiàn)289個基因在抗IgE重復(fù)刺激后明顯上調(diào)而在單次刺激后這些基因中的大多數(shù)并無表達。有趣的是，鑒定出的基因與慢性鼻炎組織中表達的基因表達譜有重疊，可以為變態(tài)反應(yīng)性疾病的發(fā)生機制研究提供新的認識[93]。

最近，研究人員報道了一種新的皮膚微生物信號機制，通過利用脂質(zhì)體刺激角質(zhì)形成細胞而產(chǎn)生干細胞因子，從而使皮膚內(nèi)肥大細胞被招募并成熟[94]。肥大細胞浸潤與腹腔疾病和黏膜損傷的嚴重程度有關(guān)，提示存在新的疾病類型。有趣的是，肥大細胞可以直接與無免疫原性的麥醇蛋白片段反應(yīng)而釋放促炎因子介質(zhì)[95]。研究對肥大細胞釋放蛋白進行了質(zhì)譜分析，發(fā)現(xiàn)其中最豐富的一種蛋白是谷氨酰胺轉(zhuǎn)移酶凝血因子ⅩⅢA，在肥大細胞缺陷小鼠的研究中證實了肥大細胞的作用，尤其是糜蛋白酶在調(diào)節(jié)谷氨酰胺轉(zhuǎn)移酶促凝因子ⅩⅢA血漿活動水平和出血時間方面的作用[96]。

參考文獻請見原文：

J Allergy Clin Immunol, 2017,140(6):1622-1631

專家點評

何韶衡錦州醫(yī)科大學(xué)變態(tài)反應(yīng)與臨床免疫研究中心

本篇綜述總結(jié)了2016年變態(tài)反應(yīng)性疾病機制研究的一些進展，包括2型固有淋巴樣細胞對臭氧的應(yīng)答、參與食物過敏反應(yīng)及其受上皮警報素IL-33的調(diào)節(jié)；Th2型淋巴細胞，尤其是發(fā)現(xiàn)去乙?；?1(Ⅲ型組蛋白去乙?；?表觀調(diào)控GATA-3表達從而調(diào)節(jié)Th2型細胞的新路徑；進一步提高了類二十烷酸對炎癥調(diào)節(jié)的認識，主要集中在磷酯酶A2新的特性、前列腺素D2及其受體的新功能以及抑制性前列腺素E2的信號通路、胞外膜泡釋放的機制及其在變態(tài)反應(yīng)中的作用。人們還進一步加深了對黏膜屏障功能、IL-33以及微生物組學(xué)的認識。在變態(tài)反應(yīng)性炎癥細胞(肥大細胞、嗜堿性粒細胞和嗜酸性粒細胞)的研究上也取得了進展。這些研究成果不僅使人們對變態(tài)反應(yīng)性疾病的發(fā)病機制有了新的認識，拓寬了人們觀察此類疾病的視野，還對此類疾病的新治療策略的決策具有重大影響，因此是一篇很有價值的文章。然而，正如絕大多數(shù)綜述一樣，本文很難在有限的篇幅中涵蓋所有的內(nèi)容，如發(fā)表在NatImmunol上的自身膜型IgE信號防止IgE記憶形成這樣的文章都沒有提及，因此本人認為此文的題目有些過大，應(yīng)當寫成“一些重要進展”等字樣。由于文章的參考文獻主要來自于JAllergyClinImmunol，因此在某些觀點及認識上有可能出現(xiàn)偏頗，讀者在閱讀時要引起注意。

何韶衡何韶衡,博士、博士后,曾在英國、美國留學(xué)12年。1999年在世界著名的英國南安普頓大學(xué)呼吸細胞與分子生物學(xué)分院任高級研究員、博士生導(dǎo)師,領(lǐng)導(dǎo)班子成員。2001年起為教育部“長江學(xué)者”特聘教授,現(xiàn)任沈陽醫(yī)學(xué)院整合醫(yī)學(xué)研究院執(zhí)行院長、轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究中心主任。主要從事變態(tài)反應(yīng)性疾病發(fā)病機制及診治手段的研發(fā)工作,是國際變態(tài)反應(yīng)學(xué)領(lǐng)域的知名專家?！笆濉眹铱萍贾斡媱?、國家自然科學(xué)基金重點項目、國家林業(yè)局行業(yè)計劃專項及遼寧省高等學(xué)校重大科技平臺———“炎癥性疾病診治工程研究中心”等項目負責(zé)人。獲國家發(fā)明專利授權(quán)19項,實用新型專利授權(quán)12項,軟件著作權(quán)1項,醫(yī)療器械生產(chǎn)批文1項。獲省科技進步獎一等獎1項,二、三等獎各2項,均排名第一。主編過敏學(xué)專著5部。