IL-33對(duì)特應(yīng)性皮炎患者ST2-ILC2s軸及皮膚屏障影響的研究進(jìn)展

梁曉冬，談桂其，李春紅，鄧新華，張錫寶

1.暨南大學(xué)附屬順德醫(yī)院，廣東 佛山 528305；2.廣州市皮膚病防治所，廣東 廣州 510095

嚴(yán)重的特應(yīng)性皮炎(atopic dermatitis，AD)危害患者身心健康，影響患者及其家人的日常生活，對(duì)其造成較大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)［1］。瘙癢發(fā)作、病情反復(fù)、繼發(fā)感染是影響患者生活質(zhì)量低下的主要原因［2］。AD的病理生理是復(fù)雜和多因素的，包括屏障功能障礙、細(xì)胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)、IgE介導(dǎo)的超敏反應(yīng)及環(huán)境因素等，已知透皮水分丟失、皮膚pH值變化、絲聚合蛋白(flaggrin，F(xiàn)LG)突變均與AD病情有關(guān)。此外，涉及皮膚屏障功能的遺傳物質(zhì)改變，亦可導(dǎo)致AD臨床癥狀的發(fā)生［3］。

白介素33(interleukin-33，IL-33)與AD發(fā)病、免疫連鎖炎癥過(guò)程、臨床癥狀都存在較為重要聯(lián)系，但現(xiàn)引起的關(guān)注仍然欠缺。本文綜述IL-33在AD致病、發(fā)展過(guò)程中的重要作用，為進(jìn)一步探究AD的分子機(jī)制、尋求新的治療方案、加強(qiáng)AD治療效能和疾病管理提供新的思路。

1 IL-33的定位與作用機(jī)制

IL-33是一種促炎細(xì)胞因子，是IL-1家族成員之一，在AD、銀屑病、白癜風(fēng)等免疫性疾病中起關(guān)鍵作用［4］。一般而言，外界刺激誘導(dǎo)有關(guān)mRNA表達(dá)和翻譯，使細(xì)胞分泌IL-33因子芳香胺［5］。IL-33主要在上皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，并定位于細(xì)胞核中，其次少量存在于平滑肌細(xì)胞、成骨細(xì)胞、脂肪細(xì)胞及免疫細(xì)胞中［6-7］。IL-33是細(xì)胞內(nèi)的“警報(bào)蛋白”(alarmin)，皮膚科領(lǐng)域認(rèn)為alarmin是細(xì)胞產(chǎn)生的內(nèi)源性物質(zhì)，其定義尚未達(dá)成共識(shí)，IL-33加工的精確機(jī)制亦尚未被完全闡明。

IL-33具有抑炎和促炎的雙重作用。①在正常細(xì)胞內(nèi)，IL-33作為蛋白質(zhì)儲(chǔ)存在細(xì)胞核內(nèi)，具有轉(zhuǎn)錄抑制特性，通過(guò)減少觸發(fā)因子的基因表達(dá)，以達(dá)到抑制促炎信號(hào)的作用。②在細(xì)胞受病原體攻擊或細(xì)胞死亡后，IL-33可上調(diào)細(xì)胞核因子κB(nuclear factor kappa B，NF-κB)復(fù)合物的p65亞基，警示先天性免疫系統(tǒng)，以促進(jìn)細(xì)胞炎癥［8］。

IL-33不僅是一種胞內(nèi)核因子，也是一種胞外因子。長(zhǎng)型血清刺激因子-2(long form of serum simulation-2，ST2)，也稱(chēng)為IL-33Rα鏈(IL-33R alpha chain)或IL-1RL1，被認(rèn)為是一種表達(dá)在2型輔助T細(xì)胞(type 2 helper cells，Th2)表面的孤兒受體，而IL-33是ST2的功能配體。換言之，IL-33受體復(fù)合物(異源二聚體)由ST2和信號(hào)受體亞基IL-1受體輔助蛋白(IL-1 receptor accessory protein，IL-1RAcP)組成［9］。

被釋放的胞外IL-33可通過(guò)與異源二聚體結(jié)合發(fā)揮其生物學(xué)效應(yīng)。IL-33與相關(guān)ST2細(xì)胞受體結(jié)合后，觸發(fā)ST2/IL-1RAcP復(fù)合物，啟動(dòng)髓樣分化初級(jí)反應(yīng)88(MyD88)，及IRAKs、TRAF6的進(jìn)一步募集，并通過(guò)激活NF-κB和絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)通路導(dǎo)致多種炎癥介質(zhì)的表達(dá)［10］，最終在靶細(xì)胞上發(fā)揮炎癥功能［11］。其中，表達(dá)ST2受體的組織駐留免疫細(xì)胞包括第2組固有淋巴細(xì)胞(group 2 natural lymphocytes，ILC2s)、肥大細(xì)胞(mast cells，MCs)、輔助型T細(xì)胞2(T helper 2 cell，Th2)、調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(regulatory t cells，Tregs)、嗜酸性粒細(xì)胞(eosnophils)、嗜堿性粒細(xì)胞(basophils)、替代活化的巨噬細(xì)胞和B細(xì)胞［9］。有研究表明ST2基因遠(yuǎn)端啟動(dòng)子單核苷酸的多態(tài)性與AD相關(guān)［12］。

2 IL-33-ST2-ILC2s軸對(duì)AD的影響

有關(guān)IL-33-ST2-ILC2s軸對(duì)AD影響的證據(jù)日漸增多，無(wú)論是在細(xì)胞分子水平，還是在臨床觀察或動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中都有體現(xiàn)。較早結(jié)果表明，在AD患者損傷的表皮角質(zhì)形成細(xì)胞中，IL-33及其受體ST2表達(dá)增多［13］。最近研究強(qiáng)調(diào)，角質(zhì)形成細(xì)胞衍生的細(xì)胞因子IL-33在AD病因構(gòu)成中占重要部分［14］。AD是常見(jiàn)的2型免疫細(xì)胞相關(guān)的慢性炎性皮膚病，IL-33可通過(guò)激活I(lǐng)LC2s引發(fā)Th2細(xì)胞因子反應(yīng)［15］。

在臨床中，IL-33-ST2-ILC2s軸影響著人體AD病情的活動(dòng)。有中國(guó)學(xué)者曾以探究年齡、性別、濕疹面積、嚴(yán)重程度指數(shù)(eczema area and severity index，EASI)評(píng)分、哮喘和鼻炎病史等因素是否影響AD患者血清IL-33水平變化為目的，進(jìn)行了多元回歸分析，結(jié)果顯示，EASI評(píng)分(P＜0.001)和鼻炎病史(P=0.023)與血清IL-33水平的升高呈明顯相關(guān)性［16］。

此外，相關(guān)AD動(dòng)物模型實(shí)驗(yàn)也對(duì)IL-33的作用作出了證實(shí)。IL-33在犬異位性皮炎(canine atopic dermatitis，CAD)慢性皮損中的轉(zhuǎn)錄水平明顯高于健康犬正常皮膚，其中角質(zhì)形成細(xì)胞是CAD慢性皮損中IL-33產(chǎn)生的主要細(xì)胞來(lái)源［17］。轉(zhuǎn)IL-33基因小鼠(IL33tg)的角質(zhì)形成細(xì)胞經(jīng)角蛋白-14啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)，誘導(dǎo)IL-33的表達(dá)上調(diào)，從而導(dǎo)致小鼠AD樣炎癥產(chǎn)生［18］。另有研究表明，IL-22可通過(guò)上調(diào)小鼠角質(zhì)形成細(xì)胞中Th2型細(xì)胞因子胸腺基質(zhì)淋巴生成素(thymic stromal lymphopoietin，TSLP)和IL-33水平，進(jìn)而激活GRP/GRPR通路引起AD的Th2型免疫反應(yīng)、皮膚屏障破壞和瘙癢癥狀［19］。

肥大細(xì)胞(MCs)、調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Tregs)、嗜酸性粒細(xì)胞相關(guān)多種細(xì)胞，在增強(qiáng)AD炎癥反應(yīng)中起著舉足輕重的作用，并與IL-33有密不可分的關(guān)系。①體外小鼠骨髓來(lái)源的MCs(BMMCs)在IL-33和IgE共同作用下釋放IL-2，導(dǎo)致Tregs在體外明顯擴(kuò)增。②人體的慢性皮損中MC表達(dá)的IL-2，與真皮中IL-33染色共定位［20］。因此，IL-33與IgE的協(xié)同作用，對(duì)過(guò)敏性皮膚病中MCs和Tregs的刺激過(guò)程至關(guān)重要。③嗜酸性粒細(xì)胞是參與特應(yīng)性皮炎的突出炎性細(xì)胞，在受累患者的局部組織和/或循環(huán)血液中大量存在［21］。在細(xì)胞受損情況下，IL-33作為內(nèi)源性危險(xiǎn)信號(hào)迅速被釋放，以警醒和激活Th2、MCs、ILC2s等，可引起嗜酸性粒細(xì)胞浸潤(rùn)［18］。

以上發(fā)現(xiàn)表明，IL-33在AD患者人群的血清和皮損組織中的表達(dá)水平升高是比較明確的，IL-33能激活及誘導(dǎo)Th2細(xì)胞，促進(jìn)AD中較為重要的疾病因子釋放，或者協(xié)同其他因子導(dǎo)致皮損的出現(xiàn)、加重，并加速皮膚屏障破壞、瘙癢癥狀加劇。此外，IL-33對(duì)肥大細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞等細(xì)胞也有刺激作用，這與在其他自身免疫性疾病中的作用相似。

3 AD常見(jiàn)變應(yīng)原與IL-33的關(guān)系

食物過(guò)敏的基礎(chǔ)機(jī)制是機(jī)體攝入的抗原，與IgE抗體表面交聯(lián)后促使MC介質(zhì)釋放，其中腸道MC負(fù)荷是重要決定因素。AD以瘙癢和多因素皮膚致敏為特征，與食物過(guò)敏密切相關(guān)。Leyva等［22］通過(guò)膠帶剝離方法，發(fā)現(xiàn)小鼠角質(zhì)形成細(xì)胞釋放的IL-33，可與腸簇細(xì)胞衍生的IL-25協(xié)同作用，驅(qū)動(dòng)腸ILC2s的擴(kuò)增和活化，可能通過(guò)擴(kuò)大和激活腸道MC以促進(jìn)AD的食物過(guò)敏反應(yīng)。

除食入性變應(yīng)原外，吸入性變應(yīng)原與AD的疾病關(guān)系常為討論的熱點(diǎn)。屋塵螨(house dust mite，HDM)提取物誘導(dǎo)角質(zhì)形成細(xì)胞釋放25-kDa IL-33，并介導(dǎo)細(xì)胞外ATP/P2信號(hào)途徑致細(xì)胞內(nèi)Ca2+增加［23］。進(jìn)一步而言，機(jī)體對(duì)HDM變應(yīng)原是一種固有免疫過(guò)程，控制HDM變應(yīng)原的誘導(dǎo)可能抑制AD的發(fā)展或嚴(yán)重程度。Smejda等［24］觀察發(fā)現(xiàn)，受試患者家中曾養(yǎng)貓(至少一次)，或在母親懷孕期間養(yǎng)貓事件與IL-33水平呈明顯正相關(guān)。然而，有關(guān)IL-33如何具體作用于對(duì)寵物敏感的AD患者仍需進(jìn)一步研究。

臨床上，過(guò)敏原免疫療法對(duì)哮喘和過(guò)敏性鼻炎的治療已取得較多的成效［25］，然而對(duì)AD的治療仍存在爭(zhēng)議，目前尚無(wú)可靠的檢測(cè)方法證實(shí)食入或吸入變應(yīng)原對(duì)AD的疾病觸發(fā)作用［26］。即使在無(wú)特定病原體的條件下，轉(zhuǎn)IL-33基因的小鼠也會(huì)出現(xiàn)瘙癢性皮炎，并出現(xiàn)與AD特征非常相似的表型［18］。一般而言，獲得性免疫中的變態(tài)反應(yīng)需要抗原的刺激，如雪松花粉、動(dòng)物皮毛等，但與天然免疫相關(guān)的炎性細(xì)胞因子IL-33在無(wú)抗原刺激的情況下也可激活I(lǐng)LC2s，誘導(dǎo)2型細(xì)胞因子產(chǎn)生。這些結(jié)果表明，AD患者可能存在抗原非依賴(lài)性炎癥及適應(yīng)性免疫反應(yīng)。

4 IL-33與屏障受損-瘙癢循環(huán)的關(guān)系

紅斑、干燥、脫屑等特征表現(xiàn)常與獲得性或遺傳性皮膚屏障損傷有關(guān)。表皮的主要功能是保護(hù)和防御，皮膚屏障的損傷作為AD病程發(fā)展的關(guān)鍵，重要的結(jié)構(gòu)改變及功能障礙可能導(dǎo)致AD患者發(fā)生各種炎性癥狀、增加感染傾向。Ren等［1］研究表明，兒童或成人AD患者因多種皮膚感染原因(包括細(xì)菌、病毒、真菌以及性傳播感染)就診的幾率明顯增高。金黃色葡萄球菌被認(rèn)為是特應(yīng)性皮炎、慢性鼻竇炎、哮喘等特應(yīng)性疾病的主要輔助因子。盡管宿主對(duì)金葡菌菌株分泌譜免疫反應(yīng)的精確機(jī)制仍然是一個(gè)有爭(zhēng)議的問(wèn)題，但已有證據(jù)顯示金葡菌變應(yīng)原是經(jīng)IL-33/ST2信號(hào)軸誘導(dǎo)機(jī)體的過(guò)敏反應(yīng)，并進(jìn)一步啟動(dòng)2型免疫應(yīng)答［27］。

IL-33在AD發(fā)生發(fā)展的不同階段對(duì)表皮屏障的主要作用不同。在過(guò)敏和組織損傷的早期階段，刺激因子誘導(dǎo)IL-33釋放，上調(diào)ILC2s中ST2受體表達(dá)，這表明IL-33和ILC2s對(duì)于維持上皮完整性和組織穩(wěn)態(tài)可能至關(guān)重要［28］。Nakamura等［29］利用膠帶剝離技術(shù)檢測(cè)AD患者角質(zhì)層IL-33(stratum corneum IL-33，SCEL-33)的表達(dá)水平是否與AD的嚴(yán)重程度和皮疹類(lèi)型相關(guān)，結(jié)果顯示，活動(dòng)期AD患者SCEL-33的表達(dá)水平明顯高于非活動(dòng)期患者或健康對(duì)照組。軀干SCEL-33表達(dá)水平與苔蘚形成評(píng)分明顯正相關(guān)，而與紅斑、滲出/結(jié)痂、水腫/丘疹、剝脫、干燥度評(píng)分、總強(qiáng)度評(píng)分無(wú)明顯相關(guān)性。絲聚蛋白(filaggrin，F(xiàn)LG)是組成角質(zhì)層透明顆粒的主要成分，對(duì)于維持角質(zhì)層的物理強(qiáng)度、抵御外來(lái)抗原侵襲及減少經(jīng)皮水分丟失均十分重要。有研究發(fā)現(xiàn)，體外培養(yǎng)的角質(zhì)形成細(xì)胞中經(jīng)IL-33處理后，F(xiàn)LG、外披蛋白的mRNA水平顯著下調(diào)［30］。因此，IL-33也參與AD中皮膚屏障功能的受損過(guò)程。

搔抓刺激可促進(jìn)角質(zhì)形成細(xì)胞釋放IL-33。IL-33可降低絲聚蛋白和claudin-1的表達(dá)，降低皮膚屏障功能。屏障破壞導(dǎo)致經(jīng)皮暴露于過(guò)敏原或IL-33釋放，進(jìn)一步增加過(guò)敏原暴露風(fēng)險(xiǎn)及IL-33的再釋放。另一方面，IL-33亦可誘導(dǎo)IL-31的產(chǎn)生，從而使瘙癢加重［12］，這也印證了以上SCEL-33主要引起患者皮膚苔蘚樣變的結(jié)果。AD通常在嬰兒期或兒童期發(fā)病，部分甚至?xí)娱L(zhǎng)至成年期，對(duì)患者的生活、工作、心理健康造成較大影響。瘙癢是AD患者的重要問(wèn)題，且搔抓會(huì)使病情進(jìn)一步加重。因此，IL-33可能是進(jìn)入AD瘙癢-搔抓循環(huán)的共同切入點(diǎn)。

5 IL-33成為潛在的治療靶點(diǎn)

鑒于IL-33對(duì)AD疾病的重要性，針對(duì)IL-33的靶點(diǎn)治療藥物日益增多。2，4-二硝基氯苯誘導(dǎo)的AD樣小鼠經(jīng)αIL-33Ab(IL-33抗體)處理后，AD樣癥狀可得到較大改善。此外，αIL-33Ab還可明顯減少嗜酸性粒細(xì)胞和MCs浸潤(rùn)程度，降低血清IgE水平［31］。IL-33激活原代小鼠骨髓來(lái)源的MCs，進(jìn)一步產(chǎn)生IL-6、IL-13、TNF和MIP-1a(CCL3)，這一過(guò)程可被抗氧化劑和核糖核苷酸還原酶抑制劑抑制，同時(shí)MCs的活化作用也被減弱［32］。異澤蘭黃素具有抗凋亡、抗氧化和抗炎等活性，作為角質(zhì)形成細(xì)胞系中過(guò)氧化物酶體增殖物的激動(dòng)劑。異澤蘭黃素能抑制惡唑酮誘導(dǎo)的類(lèi)AD小鼠IgE、IL-4和IL-33等因子表達(dá)，提高FLG和氯丙蛋白的水平，減輕炎癥反應(yīng)并增強(qiáng)皮膚屏障功能［33］。以上證據(jù)為開(kāi)發(fā)以IL-33為治療核心的潛在藥物奠定了一定的理論基礎(chǔ)。

6 結(jié)語(yǔ)

IL-33激活I(lǐng)LC2s、Th2及MCs等細(xì)胞，產(chǎn)生多種免疫炎癥因子，導(dǎo)致IgE表達(dá)增加、嗜酸粒細(xì)胞浸潤(rùn)、表皮蛋白下降，促使AD臨床癥狀出現(xiàn)。IL-33破壞患者皮膚屏障功能，導(dǎo)致瘙癢進(jìn)一步加重，微生物感染風(fēng)險(xiǎn)與各變應(yīng)原敏感性增加，又進(jìn)一步促使自身的釋放。IL-33是作為AD發(fā)生發(fā)展過(guò)程中的原因還是結(jié)果的問(wèn)題迄今未明。IL-33有望成為治療AD的新靶點(diǎn)。