IL-36在呼吸系統(tǒng)疾病中的相關(guān)研究進(jìn)展

鄭曼莉

（廣西中醫(yī)藥大學(xué)，廣西 南寧 530000）

0 引言

白介素-36 (Interleukin-36,IL-36) 是白介素-1家族的成員之一，是一種重要促炎細(xì)胞因子，包括三種激動(dòng)劑 IL-36α（IL-1F6）、IL-36β（IL-1F8）、IL-36γ（IL-1F9）及一種拮抗劑 IL-36Ra構(gòu)成[1]，IL-36細(xì)胞因子在皮膚、肺部、腸組織均有表達(dá)，在組織穩(wěn)態(tài)和炎癥中扮演重要角色[2]。近期國內(nèi)外的許多研究都表明了IL-36在促炎反應(yīng)及免疫應(yīng)答方面扮演著重要的角色，并且具有輔助肺病疾病診治及抗腫瘤靶點(diǎn)的潛力，本文旨在對呼吸系統(tǒng)疾病與IL-36的相關(guān)研究進(jìn)行綜述。

1 IL-36的分布與表達(dá)

編碼IL-36蛋白家族的基因位于人類染色體2q13上的白細(xì)胞介素基因簇中[3-4]，與“傳統(tǒng)的”IL-1細(xì)胞因子相比具有部分相似處，IL-36R只在部分細(xì)胞表達(dá)，獨(dú)立于炎癥體[5-6]。其中IL-36Ra主要表達(dá)在生物的表皮組織中，而 IL-36γ在呼吸道中表達(dá)[7]，腸道中則發(fā)現(xiàn)了IL-36γ與IL-36的表達(dá)[8]。在細(xì)胞水平方面，IL-36可見于上皮細(xì)胞、單核-巨噬細(xì)胞、朗格漢斯細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞和T淋巴細(xì)胞等多種細(xì)胞當(dāng)中[9-11]。此外上皮細(xì)胞、中性粒細(xì)胞與樹突狀細(xì)胞之間的相互作用最為顯著，它們共同構(gòu)成了三聯(lián)體分別能對IL-36進(jìn)行分泌、加工、活化，一同參與了炎癥發(fā)生與進(jìn)展[12]。Franzke等人[13]的研究發(fā)現(xiàn)再次證實(shí)IL-36β在上皮細(xì)胞中表達(dá)，并且還發(fā)現(xiàn)其受到表皮生長因子的調(diào)節(jié)。bergl?f等人[14]研究發(fā)現(xiàn)小鼠神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞中能檢測到IL-36β，但是脂多糖和IL-1β刺激都不能提高IL-36β的表達(dá)，表明其在大腦中的活性有限。有相關(guān)實(shí)驗(yàn)觀察到在小白鼠的肺內(nèi)IL-36α發(fā)揮著強(qiáng)烈地促炎作用，并且在正常人的支氣管上皮細(xì)胞IL-36γ在用受到TLR3配體IL-17A刺激后其表達(dá)會(huì)增加，通過微生物刺激能誘導(dǎo)IL-36在組織中的表達(dá)，特別的在屏障部位的表達(dá)(如皮膚、肺和腸)最為活躍[15-16]。一系列的研究表明IL-36家族在維持機(jī)體免疫平衡和一線防御機(jī)制方面起著重要作用。

2 IL-36的信號(hào)通路

當(dāng)過度表達(dá)的IL-36Ra與IL-36R結(jié)合后，功能性白細(xì)胞介素-36受體復(fù)合物的形成會(huì)受到阻礙，抑制信號(hào)通路的激活，從而抑制炎癥與免疫反應(yīng)，該細(xì)胞因子家族在多種急性和慢性炎癥反應(yīng)中發(fā)揮重要的作用[17]。IL-36的激動(dòng)劑都能夠通過IL-36的共受體白細(xì)胞介素1受體輔助蛋白（IL-1 receptor accessory protein, IL-1RACP）與 IL-36R所組成的特異性受體二聚體相結(jié)合，所結(jié)合的復(fù)合物能夠誘導(dǎo)胞內(nèi)信號(hào)分子MyD88，MyD88與IL-36的三種亞型與特異性受體二聚體所形成的復(fù)合物在細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域結(jié)合，將白細(xì)胞介素-1R相關(guān)激酶（IL-1R-associated kinase ，IRAK）誘導(dǎo)至該復(fù)合物中，進(jìn)而激活MAPK途徑，MAPK途徑的激活導(dǎo)致IκB降解和NF-κB激活，NF-κB和AP-1被轉(zhuǎn)移至細(xì)胞核內(nèi)，激活靶基因表達(dá)，而誘導(dǎo)促炎細(xì)胞因子發(fā)揮生物學(xué)作用[18]。此外，有研究發(fā)現(xiàn)[19]IL-38與IL-1Ra有41%的同源性并且與IL-36Ra有43%的同源性，故推測IL-38與IL-36R在功能上具有一定的相似性，能夠抑制IL-36R的信號(hào)通路。

3 IL-36的生物功能

IL-36雖然歸屬于IL-1家族成員，但其生物功能卻與IL-1有所不同，實(shí)驗(yàn)證明，在IL-36的傳導(dǎo)機(jī)制作用下會(huì)聚集小鼠肺中白細(xì)胞[2]。Vigne等人[19]在對小白鼠的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)IL-36能夠誘導(dǎo)IL-2的產(chǎn)生，并且能夠增加T細(xì)胞的存活率和幼稚T細(xì)胞向輔助性T細(xì)胞的分化。Foster等人[20]在的研究中還發(fā)現(xiàn)IL-36似乎能影響T細(xì)胞的增殖，證明了IL-36對T細(xì)胞的重要影響。T細(xì)胞是人體獲得性免疫的主要效應(yīng)細(xì)胞，參與了從信號(hào)識(shí)別、抗原提呈，到炎癥因子的釋放和其他免疫細(xì)胞的激活等多個(gè)免疫反應(yīng)過程[21]，進(jìn)一步證明了IL-36對免疫細(xì)胞的增殖和分化方面有著重要的影響。

隨著研究的深入，越來越多的結(jié)果提示IL-36在特定的疾病中起著重要作用。Ge等人[22]經(jīng)過研究證明,IL-36γ能夠促進(jìn)CD4+T細(xì)胞分泌IL-4、IL-1和IFN-γ，促進(jìn)Th1細(xì)胞免疫反應(yīng)。Carrier等人[23]的研究表明IL-36不僅可以上調(diào)Th17的表達(dá)，Th17還可能反過來上調(diào)IL-36的表達(dá)，形成正反饋循環(huán)，放大自身免疫效果，這種作用能在肺部炎癥、皮膚炎癥、關(guān)節(jié)炎癥、慢性黏膜組織病變中表現(xiàn)出來。這表明了IL-36在先天免疫和適應(yīng)性免疫方面之間存在顯著聯(lián)系，作為生物標(biāo)志物具有巨大潛力。

此外，有實(shí)驗(yàn)研究表明IL-36R在人肺成纖維細(xì)胞和支氣管上皮細(xì)胞中表達(dá)，并且IL-36的三種亞型能夠上調(diào)趨化因子CXCL8和細(xì)胞因子IL-6在人肺成纖維細(xì)胞和支氣管上皮細(xì)胞中的基因表達(dá)，促進(jìn)CXCL8和IL-6從人肺成纖維細(xì)胞和支氣管上皮細(xì)胞中釋放。此外，由IL-36所介導(dǎo)的CXCL8和IL-6會(huì)受到p38MAPK、ERK或Akt的信號(hào)通地調(diào)節(jié)，這加速了CXCL8和IL-6在人肺成纖維細(xì)胞和支氣管上皮細(xì)胞分泌。IL-36介導(dǎo)的人肺成纖維細(xì)胞和支氣管上皮細(xì)胞中白細(xì)胞介素-6和CXCL8的產(chǎn)生可能參與肺部炎癥，其中以細(xì)菌或病毒感染引起的肺部組織炎癥較為明細(xì)[24]。在通常情況下，IL-36介導(dǎo)的促炎作用的激活有助于機(jī)體抵抗感染并促進(jìn)愈合，而且這種能促炎作用能夠被IL-36Ra的反抗炎作用所平衡。IL-36尚有許多生物學(xué)功能機(jī)制還需要進(jìn)一步的探索，以期為檢測疾病，臨床治療及判斷疾病預(yù)后提供更多數(shù)據(jù)和理論支持。

4 IL-36在呼吸系統(tǒng)疾病中的相關(guān)研究

4.1 支氣管哮喘

支氣管哮喘以氣道高炎癥反應(yīng)致氣道阻塞、肺通換氣功能障礙為基礎(chǔ)病理特征，有較高的發(fā)病率和死亡率，嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量，隨著病情的進(jìn)展，患者氣道越發(fā)狹窄致呼吸氣流阻塞加劇，極易誘發(fā)呼吸衰竭，嚴(yán)重危及生命，加重了社會(huì)經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)[25]。支氣管哮喘的發(fā)生與T輔助型細(xì)胞亞群(Th1/Th2)密切相關(guān)，其中Th2細(xì)胞相關(guān)性哮喘的主要特征是嗜酸性粒細(xì)胞浸潤，而非Th2細(xì)胞相關(guān)性哮喘主要是與Th1、Th17 細(xì)胞參與的炎癥反應(yīng)有關(guān)。IL-36就主要作用于抗原呈遞細(xì)胞參與免疫應(yīng)答，促使T輔助型細(xì)胞極化，其中以誘導(dǎo)TH1輔助細(xì)胞為主，但也參與到Th2、Th17的炎癥反應(yīng)過程中[26]。有研究通過對IL-36基因組序列檢測發(fā)現(xiàn)小鼠染色體2號(hào)上與過敏原誘導(dǎo)的氣道高反應(yīng)性有關(guān)的Abhr1位點(diǎn)有編碼IL-36γ基因功能[27]。在支氣管哮喘患者當(dāng)中IL-36γ在氣道上皮組織中地過度表達(dá)，進(jìn)一步促進(jìn)了中性粒細(xì)胞地聚集及氣道黏液分泌，加重了氣道高反應(yīng)性[28]。這說明了IL-36與在支氣管哮喘的發(fā)病及發(fā)展關(guān)系密切，可能為IL-36通過調(diào)節(jié)其主要效應(yīng)細(xì)胞來控制支氣管哮喘的重要途徑提供了證據(jù)。

趙艷景[29]研究發(fā)現(xiàn)支氣管哮喘患者呼出氣一氧化氮（FeNO）水平與IL-36水平成反比關(guān)系，血清中l(wèi)L-36會(huì)隨著FeNO的升高而降低。但是與健康人相對比支氣管哮喘患者血清IL-36水平和FeNO程度都明顯升高，說明IL-36與FeNO在支氣管哮喘診斷中具有一定的臨床意義。

孟亞奇等人[30]的研究發(fā)現(xiàn)IL-36γ在哮喘患者血清中升高，與肺功能指標(biāo)FEV1/FVC、FEV1%pred呈明顯反比，并且跟病情控制水平以及IL-13血清水平相關(guān)，此外，IL-13能夠通過促進(jìn)IL-36γ在人支氣管上皮細(xì)胞的表達(dá)，上調(diào)哮喘患者體內(nèi)該蛋白的表達(dá)水平，表明血清IL-36γ能夠反映哮喘患者的控制狀態(tài)，有助于臨床上指導(dǎo)哮喘治療方案，為在識(shí)別重癥哮喘或哮喘控制不佳方面上提供指導(dǎo)依據(jù)。

在哮喘嚴(yán)重患者存在明顯的氣流受限，臨床上會(huì)以機(jī)械通氣輔助治療以緩解其癥狀，孫姝玲等人[31]在最近的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，無創(chuàng)正壓通氣治療重癥哮喘上存在治療無效風(fēng)險(xiǎn)，這不僅僅加重了患者經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，更會(huì)耽誤患者氣管插管、氣管切開通氣時(shí)機(jī)，而血清IL-36γ的測定可以作為預(yù)測重癥哮喘患者無創(chuàng)正壓通氣治療有無治療無效風(fēng)險(xiǎn)的指標(biāo)之一，是IL-36已證明具有診斷或預(yù)測效用的情況下，為優(yōu)化治療哮喘方案提供指導(dǎo)依據(jù)。

4.2 慢性阻塞性肺疾病

慢性阻塞性肺疾病(COPD)的特征是炎性細(xì)胞因子濃度升高和慢性肺部炎癥，常見的臨床癥狀表現(xiàn)為呼吸困難、咳嗽和/或咳痰，有較高的發(fā)病率和死亡率，且病程較長，易反復(fù)發(fā)作，治愈困難等特點(diǎn)，在世界致死疾病中排名第四。炎癥因子在COPD的發(fā)病機(jī)制中扮演著重要角色，對COPD的發(fā)生發(fā)展及預(yù)后產(chǎn)生巨大影響。有研究表明，COPD的發(fā)病與IL-36有關(guān)，當(dāng)機(jī)體處于香煙顆粒等物質(zhì)的刺激及各種病原體感染時(shí)，氣道上皮細(xì)胞會(huì)促進(jìn)IL-36的產(chǎn)生[32]。氣道上皮細(xì)胞和周圍肺泡巨噬細(xì)胞及肺成纖維細(xì)胞會(huì)對IL-36產(chǎn)生反應(yīng)，進(jìn)而激活NF-κB和MAPKs信號(hào)途徑，促進(jìn)中性粒細(xì)胞趨化因子CXCL-3、IL-8和Th17趨化因子CCL-20的表達(dá)，并將大量淋巴細(xì)胞和中性粒細(xì)胞聚集到氣道中，引起氣道的高反應(yīng)性和粘液的分泌增加[33]。此外，Aoyagi T等人[34]實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，缺乏IL-36R的小白鼠會(huì)減少因流感病毒誘導(dǎo)的肺損傷和死亡。感染流感病毒小白鼠肺內(nèi)IL-36的表達(dá)會(huì)上調(diào)，并伴有淋巴細(xì)胞活化減少、髓樣細(xì)胞積聚、肺泡上皮屏障通透性降低，還會(huì)上調(diào)肺中其他如IL-6、IL-17、CXCL1和CXCL10等促炎細(xì)胞因子和趨化因子的表達(dá)。

Li W 等人[35]研究發(fā)現(xiàn)，與健康人相比COPD患者痰中IL-36α和IL-36γ水平顯著升高，明顯高于健康對照組，且痰液IL-36α和IL-36γ水平與痰液中性粒細(xì)胞數(shù)量呈正相關(guān)，痰液中IL-36γ與痰液中淋巴細(xì)胞數(shù)量呈正相關(guān)，而IL-36β的表達(dá)兩組差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。IL-36在COPD氣道炎癥反應(yīng)中，主要通過誘導(dǎo)Th1反應(yīng)參與炎癥反應(yīng)，同時(shí)也介導(dǎo)了Th2和Th17反應(yīng)。Moermans C[36]等人研究發(fā)現(xiàn)嗜酸性粒細(xì)胞型COPD炎癥患者的痰水平表現(xiàn)出IL-36水平降低，推測為IL-36水平與氣道抗菌作用有關(guān)，IL-36的降低使他們更容易受到氣道感染。

近幾年來還有研究發(fā)現(xiàn)IL-36R也在白鼠肺主要的免疫細(xì)胞CD11c+肺泡巨噬細(xì)胞中表達(dá)，IL-36Ra能夠拮抗這些炎癥反應(yīng)，從而抑制肺部炎癥[37]。此外，令人驚訝的是，IL-36的不同亞型在生理和病理?xiàng)l件下表達(dá)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，在感染的引起的炎癥反應(yīng)中具有不同的功能。綜上所述，IL-36參與了COPD的氣道炎癥反應(yīng),且IL-36Ra能夠抑制其促炎作用，這為未來診療COPD方面提供新方向。

4.3 肺部腫瘤

肺癌一直占據(jù)人類癌性死亡的一大部分，其早期診斷以及針對性治療已經(jīng)成為一個(gè)研究熱點(diǎn)和臨床難題。近年來探討IL-36與肺部腫瘤關(guān)系的相關(guān)實(shí)驗(yàn)越來越多。腫瘤細(xì)胞在初期生長過程中會(huì)導(dǎo)致正常細(xì)胞損傷而刺激IL-36γ的釋放，其在肺部腫瘤組織中表達(dá)增高，其中以鱗癌及腺癌類型較為明顯，在癌組織中表達(dá)顯著高于癌旁組織，且在早期肺鱗癌的表達(dá)大于中晚期肺鱗癌，表明IL-36γ的水平在早期診斷非小細(xì)胞肺癌中具有臨床指導(dǎo)意義。

IL-36在抗腫瘤方面同樣扮演著重要角色。CD8+T細(xì)胞具有再激活細(xì)胞毒的作用，其抗腫瘤免疫應(yīng)答效應(yīng)是目前抗癌治療中備受矚目[38]。然而在腫瘤微環(huán)境下，會(huì)出現(xiàn)因免疫抑制使機(jī)體中的CD8+T消耗增多而出現(xiàn)完全耗盡，分泌效應(yīng)細(xì)胞因子的功能降低的情況，即所謂的腫瘤免疫循環(huán)。通過對荷瘤小鼠模型進(jìn)行體內(nèi)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)[39]IL-36能夠改變腫瘤微環(huán)境，促進(jìn)CD8+T細(xì)胞的活化和增殖，刺激效應(yīng)細(xì)胞產(chǎn)生并分泌IFN-γ，促使NK細(xì)胞及γδT增殖，增強(qiáng)抗腫瘤效應(yīng)，這有機(jī)會(huì)成為恢復(fù)抗腫瘤免疫抑制的新的方法。CD8+T細(xì)胞可分化成具有不同生理功能的亞群，有研究發(fā)現(xiàn)對CD8+T細(xì)胞的亞群之一Tc9細(xì)胞分化有重要影響，IL-36不僅能夠刺激其分化增殖，還能上調(diào)IL-9、IL-10等炎癥因子的表達(dá)，通過對荷瘤小鼠的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)經(jīng)IL-36γ和IL-36β刺激促分化的Tc9均較傳統(tǒng)經(jīng)TGF-β與IL-4促分化的Tc9的腫瘤過繼治療效果更好，能在體內(nèi)保持更高的濃度，更有效的抑制小鼠腫瘤細(xì)胞生長,延長其的壽命。證明了IL-36誘導(dǎo)的Tc9細(xì)胞具有更優(yōu)秀的性能，進(jìn)一步闡釋了IL-36介導(dǎo)的CD8+T抗腫瘤效應(yīng)的相關(guān)機(jī)制，同時(shí)為腫瘤過繼性免疫治療提供了新的理論依據(jù)[40-41]。此外，小鼠CD8+T細(xì)胞、γδ T細(xì)胞與NK細(xì)胞均能表達(dá)IL-36R，IL-36γ的抗腫瘤效應(yīng)與IL-36R的完整性密切相關(guān)，以上預(yù)示IL-36Y有潛力在臨床上作為腫瘤疫苗佐劑，以加強(qiáng)機(jī)體的抗腫瘤免疫效應(yīng)，具有重要的臨床價(jià)值，并可能為開發(fā)新的治療策略提供線索[42]。

隨著現(xiàn)醫(yī)療技術(shù)的不斷發(fā)展，臨床上對肺癌精確治療的要求越來越顯著，分子靶向藥物與免疫治療成為提高不可手術(shù)切除的中晚期肺癌患者生存期及生活質(zhì)量的重要手段。免疫檢查點(diǎn)抑制劑(ICIs)是今年來新發(fā)展的免疫抑制抗腫瘤治療中的一種，該類藥物通增強(qiáng)T細(xì)胞的免疫應(yīng)答來消除腫瘤細(xì)胞，ICIs已被批準(zhǔn)用于治療包括非小細(xì)胞肺癌在內(nèi)的多種惡性腫瘤疾病[43]?；谌芰霾《?Oncolytic virus，OV)治療是一種通過免疫原性細(xì)胞死亡的形式誘導(dǎo)被感染的癌細(xì)胞和腫瘤相關(guān)細(xì)胞發(fā)揮溶瘤作用的腫瘤免疫療法[44]。然而通常的免疫治療方法會(huì)受腫瘤的免疫抑制性所制約，不能發(fā)揮其原本的治療效果[45]。在次研究基礎(chǔ)上Yang M[46]等人發(fā)現(xiàn)IL-36γ與OV存在協(xié)同作用，并利用IL-36與OV之間的協(xié)同作用構(gòu)建了IL-36γ-OVs，IL-36γ-OVs能夠增加獨(dú)特腫瘤抗原CD4+和CD8+的數(shù)量，調(diào)節(jié)腫瘤微環(huán)境，降低腫瘤的免疫抑制性進(jìn)而提高免疫治療腫瘤效果。IL-36在介導(dǎo)腫瘤免疫應(yīng)答中的作用還有許多未知作用值得我們進(jìn)一步發(fā)掘。

4.4 肺結(jié)核

肺結(jié)核是因感染結(jié)核分枝桿菌所引發(fā)的肺部傳染性疾病，一般通過飛沫傳播，嚴(yán)重危害人體健康，我國是世界上高肺結(jié)核發(fā)病率的國家之一[47]。Ahsan等人[48]實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)機(jī)體在感染結(jié)核分枝桿菌后會(huì)誘導(dǎo)產(chǎn)生IL-36γ，觸發(fā)TolI樣受體并且激活MyD88途徑，進(jìn)而上調(diào)IL-36γ在肺組織中的表達(dá)。并且在內(nèi)源性IL-18與IL-1的刺激下，會(huì)促進(jìn)IL-36γ的分泌，IL-36γ受體依賴型結(jié)核分枝桿菌的生長受到抑制，這為研發(fā)醫(yī)治肺結(jié)核藥物提供了新思路。

5 小結(jié)與展望

眾多研究表明了IL-36與人體細(xì)胞免疫及炎癥機(jī)制密切相關(guān)，主要是通過激活MAPK和NF-κB等信號(hào)通路，誘導(dǎo)人肺成纖維細(xì)胞、支氣管上皮細(xì)胞等相關(guān)靶細(xì)胞分泌促炎因子和趨化因子，進(jìn)而發(fā)揮其在肺部炎癥反應(yīng)及腫瘤免疫應(yīng)答反應(yīng)中的生物學(xué)作用。此外，IL-36不僅對呼吸系統(tǒng)疾病有著重要意義，還涉及皮膚、腸道等器官疾病的發(fā)生發(fā)展。IL-36不僅僅是一種炎癥標(biāo)記物，還是一種病原傳感器，其通過致病性損傷釋放和激活，在肺部炎癥及腫瘤靶向治療方面有著巨大的潛力，但是IL-36在肺部疾病中的作用機(jī)制研究還不夠深入，IL-36在呼吸系統(tǒng)疾病方面還有許多未知領(lǐng)域等待探索，希望后續(xù)隨著對IL-36不斷深入研究,進(jìn)一步闡明IL-36在人體的作用機(jī)制，以期未來IL-36在肺部相關(guān)疾病的評估及治療上提供新的見解。