IL-17在眼部疾病中的作用研究進(jìn)展

王 嵐，李 妍，孫子雯，胡竹林

0引言

白細(xì)胞介素-17(interleukin 17，IL-17)最早由Rouvier等[1]在輔助性T細(xì)胞17(T helper cell 17,Th17)中發(fā)現(xiàn)該細(xì)胞因子的合成分泌，特定情況下自然殺傷細(xì)胞[2]、中性粒細(xì)胞(polymorphonuclear，PMN)[3]、γδT細(xì)胞[4]也能產(chǎn)生IL-17。IL-17與相應(yīng)白細(xì)胞介素-17受體(interleukin-17 receptor，IL-17R)結(jié)合后參與組織修復(fù)、免疫調(diào)節(jié)或介導(dǎo)炎癥反應(yīng)[5]。IL-17已被證實(shí)在多種自身免疫性疾病和過敏性疾病的發(fā)病機(jī)制中起著關(guān)鍵作用[6-9]。近年來許多學(xué)者和眼科醫(yī)生在眼部疾病中也發(fā)現(xiàn)了IL-17的存在[10-11]，本文就IL-17與眼部疾病的相關(guān)性進(jìn)行綜述，以期能更加深入了解IL-17在眼部疾病中所發(fā)揮的作用。

1 IL-17在眼表疾病中的作用

1.1IL-17與角膜炎IL-17在角膜炎的免疫應(yīng)答中具有重要意義。生理?xiàng)l件下IL-17可直接清除病原體，避免微生物入侵角膜。然而當(dāng)角膜上皮缺損、屏障功能受損時(shí)，IL-17可促進(jìn)免疫細(xì)胞活化，誘導(dǎo)多種炎性、趨化因子的產(chǎn)生釋放，并募集活化中性粒細(xì)胞至感染受損部位，介導(dǎo)多種免疫反應(yīng)或組織炎癥[12]。研究證明IL-17對(duì)角膜抵抗真菌感染至關(guān)重要[13]。Taylor等[14]在小鼠煙曲霉菌和鐮刀菌角膜炎模型中證明宿主的保護(hù)性免疫有賴于IL-17的產(chǎn)生。IL-17被中和或缺失后,小鼠更易受真菌感染，病情加重。IL-17可通過AKT信號(hào)通路抑制角膜緣血管內(nèi)皮細(xì)胞中連接蛋白43(connexin 43，CX43)的表達(dá)、激活血管內(nèi)皮細(xì)胞下游的炎性因子，來抑制真菌性角膜炎的發(fā)展,并促進(jìn)角膜的愈合[15]。但Zhang等[16]的研究則提出IL-17是白色念珠菌角膜炎發(fā)生的關(guān)鍵因素。將白色念珠菌接種于免疫功能正常和CD4+T細(xì)胞缺失的BALB/c小鼠及無胸腺裸鼠的角膜，觀察到正常BALB/c小鼠角膜感染后可出現(xiàn)典型的臨床表現(xiàn)，IL-17也急劇升高，使用抗IL-17A中和小鼠體內(nèi)IL-17后，角膜炎癥的嚴(yán)重程度減輕。而免疫缺陷型小鼠無真菌感染典型癥狀，也無相應(yīng)的IL-17表達(dá)。

IL-17在細(xì)菌感染引起的角膜炎中也傾向于介導(dǎo)炎癥應(yīng)激。Heimer等[17]的研究報(bào)告中指出人角膜上皮細(xì)胞感染金色葡萄球菌后IL-17 mRNA有高表達(dá)，并且釋放的IL-17誘導(dǎo)了炎癥反應(yīng)。Zaidi等[18]發(fā)現(xiàn)銅綠假單胞菌感染后的小鼠角膜中IL-17明顯升高并引起過度炎癥，誘導(dǎo)組織損傷，當(dāng)使用局部抗體中和IL-17后，角膜炎性細(xì)胞浸潤減少，細(xì)菌負(fù)荷量降低，感染的小鼠IL-17受體被敲除后，情況與使用IL-17抗體相似，角膜炎癥也隨之減輕。國內(nèi)外的研究表明，IL-17與單純皰疹性角膜炎(herpes simplex keratitis，HSK)也密切相關(guān)[19-20]。Suryawanshi等[20]在HSK小鼠的角膜中檢測(cè)出IL-17的表達(dá)，而對(duì)照組并未見IL-17的表達(dá)，與此同時(shí)還觀察到IL-17與HSK嚴(yán)重程度相關(guān)，在炎癥反應(yīng)較明顯時(shí)使用抗IL-17抗體可降低疾病嚴(yán)重程度，基質(zhì)PMN浸潤減少，角膜混濁減輕。

綜合以上研究結(jié)果，證實(shí)在角膜炎的發(fā)生發(fā)展中IL-17引起的炎癥反應(yīng)對(duì)感染早期誘導(dǎo)急性免疫防御、清除病原體有重要意義，但過度的促炎作用也會(huì)導(dǎo)致致病性炎癥，加重組織損傷。IL-17的促炎反應(yīng)偏向于保護(hù)作用還是致病作用取決于感染的病原微生物種類和炎癥微環(huán)境的改變。

1.2IL-17與干眼干眼是常見的眼表疾病，普遍認(rèn)為淚膜不穩(wěn)、高滲、眼表面炎癥損害、神經(jīng)感覺異常屬于干眼的病因，諸多的研究證明基于免疫應(yīng)答引起的炎癥反應(yīng)是其重要的發(fā)病機(jī)制。干燥環(huán)境與高滲性淚液都會(huì)促進(jìn)IL-17產(chǎn)生，引起角膜上皮功能障礙[21-22]。Tan等[23]、Liu等[24]、Roda等[25]的研究都指出，干眼患者淚液中IL-17的濃度與非干眼患者相比，顯著升高。Lee的研究結(jié)果表明，在干燥綜合征和非干燥綜合征的患者淚液中，干眼患者IL-17含量明顯高于無干眼患者[26]。DePaiva等[22]評(píng)估干眼患者結(jié)膜中IL-17，發(fā)現(xiàn)IL-17 mRNA的表達(dá)與干眼程度呈正相關(guān)。Chauhan等[27]研究了小鼠干眼模型與IL-17的關(guān)系，研究結(jié)果表明存在干眼的小鼠比對(duì)照組的Th17細(xì)胞數(shù)目明顯增加，使用抗IL-17抗體治療，可抑制Th17細(xì)胞，減輕干眼程度。Chen等[28]通過測(cè)量干眼C57BL/6小鼠結(jié)膜中IL-17 mRNA的水平，發(fā)現(xiàn)在急性和慢性干眼中IL-17都有高表達(dá)。

基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase，MMP)會(huì)破壞角膜上皮屏障功能，誘發(fā)干眼[29]，DePaiva等[22]的報(bào)告指出IL-17可以上調(diào)MMPs的表達(dá)，并且對(duì)已成功建立的小鼠干眼模型進(jìn)行IL-17中和后，MMP-3、MMP-9的基因表達(dá)水平顯著下降，角膜上皮的MMP-9免疫反應(yīng)性和酶分解活性也隨之降低，表明了IL-17是引起角膜上皮損傷的因素之一。Goyal[30]證明了新生的角膜淋巴管能促進(jìn)分化成熟的Th17細(xì)胞從淋巴結(jié)遷移至眼表，誘導(dǎo)角膜和結(jié)膜上皮細(xì)胞表達(dá)IL-17、IL-22等炎性因子，誘導(dǎo)和維持免疫應(yīng)答。Chauhan等[31]指出，IL-17又可以進(jìn)一步誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生血管內(nèi)皮生長因子-D，刺激正常無血管的角膜生成淋巴管。IL-17可能在干眼的體液免疫反應(yīng)中起關(guān)鍵作用，Subbarayal等[32]證明IL-17可以促進(jìn)干眼小鼠的B細(xì)胞增殖、分化為成熟的漿細(xì)胞，并產(chǎn)生抗體，進(jìn)而促進(jìn)眼表炎癥。由此可見IL-17通過多種途徑促進(jìn)干眼的發(fā)病。

2 IL-17在葡萄膜炎中的作用

葡萄膜有豐富的血管和色素，內(nèi)含較多的免疫活性物質(zhì)，易激活各種免疫反應(yīng)，引起葡萄膜的炎癥。感染性葡萄膜炎與病原體入侵有關(guān)，非感染性與基因、免疫失調(diào)有關(guān)，多為自身免疫性葡萄膜炎，常常和其他自身免疫性疾病一同發(fā)生。目前已確定IL-17通過促進(jìn)慢性炎癥在自身免疫病中發(fā)揮作用，因此考慮IL-17也參與了葡萄膜炎的發(fā)病過程。隨著對(duì)葡萄膜炎免疫學(xué)研究的深入，更加清楚地認(rèn)識(shí)IL-17是如何在葡萄膜炎的發(fā)生發(fā)展和轉(zhuǎn)歸中起關(guān)鍵作用。

實(shí)驗(yàn)性自身免疫性葡萄膜炎(experimental autoimmune uveoretinitis,EAU)模型已廣泛應(yīng)用于探討葡萄膜炎的發(fā)病機(jī)制、藥物治療等基礎(chǔ)研究。Amadi-Obi等[33]通過眼底檢查和組織病理評(píng)估了EAU的進(jìn)展，同時(shí)使用實(shí)時(shí)熒光定量PCR檢測(cè)小鼠視網(wǎng)膜和淋巴結(jié)內(nèi)的IL-17，證明了IL-17的表達(dá)與EAU的發(fā)生在時(shí)間上呈正相關(guān)，并且當(dāng)抑制IL-17時(shí)，EAU的病情緩解。梁亮等[34]、侯彬等[35]則進(jìn)一步證明在EAU大鼠炎癥表現(xiàn)最為明顯時(shí)，眼前節(jié)血管膜、視網(wǎng)膜IL-17蛋白表達(dá)也達(dá)到高峰。Yoshimura等[36]同時(shí)使用IL-17基因敲除小鼠和野生型小鼠誘導(dǎo)EAU,發(fā)現(xiàn)在疾病早期兩種模型小鼠的嚴(yán)重程度相似，但在恢復(fù)期IL-17基因被敲除的小鼠愈后更理想，提示IL-17主要參與了葡萄膜炎后期的免疫反應(yīng)。Kaufmann等[37]建立了一種Lewis大鼠EAU模型，在單相自限性EAU中共表達(dá)IFN-γ和IL-17的細(xì)胞增加，在復(fù)發(fā)性葡萄膜炎中，檢測(cè)到分泌IFN-γ的細(xì)胞增加同時(shí)伴有分泌IL-17的細(xì)胞減少，考慮IL-17在單相EAU發(fā)病中作用更重要。

Behcet病和Vogt-小柳原田氏病(Vogt-Koyannagi-Harada，VKH)是兩種臨床最常見的非感染性葡萄膜炎，臨床研究證明了IL-23/IL-17炎癥軸在這兩種葡萄膜炎中都起到重要調(diào)控作用。與非活動(dòng)期相比，處于活動(dòng)期的VKH患者外周血中Th17細(xì)胞大量擴(kuò)增，并且與健康對(duì)照相比，活動(dòng)期患者Th17相關(guān)細(xì)胞因子TGF-β、IL-6、IL-23、IL-17水平明顯升高[38]。更多的證據(jù)[39-40]顯示IL-23/IL-17信號(hào)通路下游因子如IFN-γ、IL-10、IL-35在VKH中表達(dá)異常，使IL-23/IL-17過度激活，從而導(dǎo)致VKH的發(fā)生。Na等[41]發(fā)現(xiàn)在Behcet病患者中表達(dá)IL-17的CD4+記憶T細(xì)胞顯著增加，在活動(dòng)性葡萄膜炎的患者血清和房水中IL-23、IL-17和IFN-α均顯著增加。體外實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了重組IL-23可以促進(jìn)Behcet病患者CD4+T細(xì)胞產(chǎn)生IL-17[42]。

動(dòng)物模型和臨床研究都表明了IL-17與葡萄膜炎密切相關(guān)，但I(xiàn)L-17如何參與炎癥目前尚未明確?？赡苁亲鳛槿砻庖叻磻?yīng)中的介質(zhì)沉積于血管引發(fā)免疫應(yīng)答，也可能是引起眼內(nèi)抗原物質(zhì)抗原性的改變，從而誘發(fā)葡萄膜炎，但具體的調(diào)節(jié)機(jī)制還需進(jìn)一步研究。

3 IL-17在視網(wǎng)膜疾病中的作用

正常生理?xiàng)l件下，視網(wǎng)膜并不表達(dá)IL-17，但是在很多視網(wǎng)膜疾病的研究中發(fā)現(xiàn)，病理環(huán)境中IL-17在視網(wǎng)膜的表達(dá)明顯升高，提示IL-17參與了視網(wǎng)膜相關(guān)疾病的病理損傷過程。

3.1IL-17與糖尿病性視網(wǎng)膜病變糖尿病引起的體內(nèi)高糖狀態(tài)會(huì)改變微血管環(huán)境，造成的病變最終反映在視網(wǎng)膜上會(huì)引起糖尿病性視網(wǎng)膜病變(diabetic retinopathy，DR)。研究顯示，炎癥反應(yīng)與DR的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)[43]。IL-17作為重要的炎癥因子是否也參與其中，成為了許多學(xué)者的關(guān)注點(diǎn)。王靜等[44]、Hang等[45]比較了有無DR的糖尿病患者血清中的IL-17水平后發(fā)現(xiàn)有DR的患者血清中IL-17顯著增高。Takeuchi等[46-47]課題組的系列研究分析了增殖性糖尿病視網(wǎng)膜病變(proliferative diabetic retinopathy，PDR)患者Th17相關(guān)炎性細(xì)胞因子表達(dá)水平，發(fā)現(xiàn)在PDR患者玻璃體液、房水和血清中都可檢測(cè)到IL-17表達(dá)上調(diào)，并與病情呈正相關(guān)。但Afzal等[48-49]的研究發(fā)現(xiàn)DR患者與對(duì)照組患者相比，血清IL-17表達(dá)程度沒有顯著差異性，甚至DR患者的IL-17表達(dá)更低，猜測(cè)可能是患者服用藥物后抑制炎癥的效果，也不排除IL-17與DR發(fā)生呈負(fù)相關(guān)的可能性。因此IL-17在DR中發(fā)揮的具體作用及其機(jī)制是很多研究者的研究方向。

血-視網(wǎng)膜屏障(blood-retinal barrier,BRB)被破壞是DR的主要病理改變之一，高糖狀態(tài)可以導(dǎo)致BRB分解，循環(huán)系統(tǒng)中的免疫活性物質(zhì)進(jìn)入眼內(nèi)，誘導(dǎo)強(qiáng)烈的免疫和炎癥反應(yīng)[50]。Xu等[51]學(xué)者發(fā)現(xiàn)，在鏈脲佐菌素誘導(dǎo)的糖尿病大鼠模型中觀察到BRB結(jié)構(gòu)破壞明顯的同時(shí)檢測(cè)到IL-17在該模型中的視網(wǎng)膜和外周血中均有高表達(dá)。使用抗IL-23 RP19抗體處理模型，抑制IL-23/IL-17信號(hào)通路后，IL-17 mRNA和蛋白表達(dá)下調(diào)，視網(wǎng)膜屏障相較于未使用抗體處理組，結(jié)構(gòu)更完整，病變也較輕，考慮IL-17在DR的發(fā)病機(jī)制中與BRB損害有關(guān)。Chen等[52]證明了IL-17能導(dǎo)致視網(wǎng)膜連接緊密蛋白ZO-1、occluclin空間分布異常，破壞視網(wǎng)膜屏障功能，并且發(fā)現(xiàn)IL-17能刺激視網(wǎng)膜上皮細(xì)胞產(chǎn)生單核細(xì)胞趨化蛋白、CXCL8、IL-6等可募集中性粒細(xì)胞和單核細(xì)胞的趨化因子及促炎細(xì)胞因子，誘導(dǎo)視網(wǎng)膜炎癥反應(yīng)。視網(wǎng)膜的慢性炎癥會(huì)導(dǎo)致視網(wǎng)膜血管通透性增加、毛細(xì)血管內(nèi)皮損傷、血管內(nèi)皮生長因子代償增多，從而造成內(nèi)皮細(xì)胞增生、新生血管生成[53-55]。這些結(jié)果都表明IL-17可能是通過破壞視網(wǎng)膜微血管系統(tǒng)參與DR的發(fā)生發(fā)展。

3.2IL-17與年齡相關(guān)性黃斑變性年齡相關(guān)性黃斑變性(age-related macular degeneration，ARMD)是以影響中心視力為主，較為常見的黃斑變性。盡管ARMD的病因尚不明確，但目前已知與遺傳因素、氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng)有關(guān)，而IL-17參與了其中的多種機(jī)制：(1)IL-17參與了ARMD的DNA甲基化修飾。DNA甲基化的水平是影響基因活化、調(diào)控基因表達(dá)的重要機(jī)制，在ARMD患者受影響的黃斑區(qū)和外周血CD4+T單核細(xì)胞中IL-17RC蛋白表達(dá)升高，而IL-17RC啟動(dòng)子區(qū)呈低甲基化表達(dá)[56]。(2)IL-17可能是氧化應(yīng)激的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。視網(wǎng)膜尤其是黃斑區(qū)在氧化應(yīng)激狀態(tài)下會(huì)導(dǎo)致視網(wǎng)膜色素上皮(retina pigment epithelium，RPE)細(xì)胞氧化損傷，RPE易變性壞死[57]，而脂質(zhì)過氧化物又可以作為啟動(dòng)信號(hào)來激活非特異性和適應(yīng)性免疫。Behnke等[58]構(gòu)建的小鼠氧化應(yīng)激模型中，小鼠RPE細(xì)胞IL-17RA表達(dá)升高，在氧化條件下體外培養(yǎng)的RPE細(xì)胞也觀察到IL-17RA表達(dá)顯著增強(qiáng)。除此之外，抑制內(nèi)源性IL-17受體后，IL-8、IL-6等與IL-17表達(dá)相關(guān)的炎癥因子表達(dá)水平也隨之下調(diào)。IL-17在氧化應(yīng)激過程中有明顯表達(dá)，而氧化應(yīng)激又是ARMD發(fā)展的重要因素[59]，說明IL17在ARMD中起到重要作用。(3)IL-17參與了慢性炎癥反應(yīng)。促炎反應(yīng)是ARMD的病因之一，在ARMD患者黃斑區(qū)和病變附近的脈絡(luò)膜中均可發(fā)現(xiàn)許多免疫細(xì)胞[60]。ARMD患者的外周血單核細(xì)胞中Th17細(xì)胞及表達(dá)的IL-17與健康對(duì)照組相比，表達(dá)水平明顯升高[61]。廣泛參與免疫反應(yīng)的補(bǔ)體C5a在ARMD患者外周血和玻璃膜疣中有高表達(dá)，而C5a可以誘導(dǎo)CD4+T細(xì)胞分泌IL-17，促進(jìn)病情發(fā)展[62]。(4)IL-17還與脈絡(luò)膜新生血管(choroidal neovascularization，CNV)形成有關(guān)[63]。ARMD屬于脈絡(luò)膜新生血管性疾病，在激光光凝誘導(dǎo)的CNV模型中，IL-17表達(dá)水平在眼內(nèi)升高，使用C5、C5a受體拮抗劑后，IL-17被抑制，新生血管滲出減少[64]。使用抗VEGF治療后，具有IL-17高表達(dá)的ARMD患者血清IL-17濃度降低，病情改善[65]。以上結(jié)果表明，IL-17可通過多途徑促進(jìn)ARMD的發(fā)生發(fā)展。

4結(jié)語

綜上所述，IL-17與多種眼部疾病有關(guān)。隨著對(duì)IL-17了解的深入，認(rèn)識(shí)到在不同的眼部疾病中，IL-17參與的階段、作用機(jī)制可能不盡相同。誘導(dǎo)促炎和趨化因子的產(chǎn)生，募集免疫細(xì)胞介導(dǎo)眼部組織炎癥和損傷是IL-17發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用的基礎(chǔ)作用機(jī)制，除此之外，IL-17還能通過促新生血管和淋巴管生成、促進(jìn)B細(xì)胞增殖分化、破壞眼部的生物屏障等多種途徑誘導(dǎo)和維持免疫炎癥反應(yīng)，參與眼部疾病的發(fā)生發(fā)展。因此明確IL-17在各疾病中具體的作用機(jī)制和相關(guān)信號(hào)通路，抑制IL-17及分泌IL-17的相關(guān)免疫細(xì)胞、調(diào)控信號(hào)通路來調(diào)節(jié)IL-17的功能，可能是治療有關(guān)眼部疾病的新策略。