李昌波(綜述),董昭興,張 濤(審校)
(昆明醫(yī)科大學第二附屬醫(yī)院呼吸內(nèi)科,昆明 650031)
肺纖維化主要包括特發(fā)性肺纖維化、結(jié)節(jié)病、藥物或者放射線導致的纖維化等,其中以特發(fā)性肺纖維化為主。但各種類型的肺纖維化進程都有共同的規(guī)律,即肺間質(zhì)、肺泡、肺小血管或末梢呼吸道都存在不同程度的炎癥,在反復的炎癥損傷和修復過中,肌成纖維細胞(myofibroblast,MFB)的增生可導致肺纖維化的形成[1]。
白細胞介素27(interleukin-27,IL-27)是2002年P(guān)flanz等[2]發(fā)現(xiàn)的一種IL-6/IL-12細胞因子家族成員的一種新型白細胞介素,由p28和EB13兩個亞單位組成,由抗原呈遞細胞產(chǎn)生,在機體內(nèi)發(fā)揮著促進和抑制炎癥的雙重作用。IL-27調(diào)節(jié)輔助性T淋巴細胞(T helper cells,Th細胞)的分化,可以促進初始CD4+增殖,使其向Th1細胞分化,同時抑制Th2細胞和Th17細胞的生長,而在Th1細胞高度活躍時,又會抑制Th1細胞的應(yīng)答強度[3]?,F(xiàn)已證實,IL-27在抗腫瘤、自身免疫性疾病、炎性腸病、感染、哮喘等方面有積極的作用。
細胞免疫是由T淋巴細胞介導的,CD4+T淋巴細胞亞群主要分為Th1細胞、Th2細胞和調(diào)節(jié)性T淋巴細胞,它們所分泌的細胞因子相互調(diào)節(jié),共同維持機體的免疫平衡。Th1細胞主要分泌IL-12、IL-2、干擾素γ等,Th2細胞主要分泌IL-4、IL-5、IL-10、IL-13等,調(diào)節(jié)性T淋巴細胞主要分泌IL-17。目前研究證實,Th1/Th2細胞間的免疫失衡是導致炎性反應(yīng)的免疫基礎(chǔ)[4],Th1細胞減弱,Th2細胞強化會加強炎性反應(yīng)和免疫損傷?,F(xiàn)已證實,IL-27可以促進初始T細胞,即Th0細胞向Th1細胞分化,促進Th1細胞免疫反應(yīng),促進自然殺傷細胞產(chǎn)生大量的干擾素γ、腫瘤壞死因子等炎性因子[3]。IL-27的另一個重要功能是對Th1細胞免疫反應(yīng)起負反饋調(diào)控作用,當Th1細胞免疫反應(yīng)過度表達時抑制Th1細胞免疫反應(yīng),使機體在防御免疫反應(yīng)與過度的免疫反應(yīng)引起的病理性損傷之間保持平衡狀態(tài)。同時,IL-27抑制早期Th2細胞的活化,實驗證明缺乏IL-27受體(IL-27 receptor,IL-27R)的小鼠,Th2細胞活性增強,小鼠的炎性反應(yīng)增加[5]。Th0細胞還可以分化Th17細胞,是一類新近發(fā)現(xiàn)的T淋巴細胞亞群,高分泌IL-17,而近來研究證實IL-17可以介導免疫損傷,在博萊霉素誘導的小鼠肺纖維化模型中IL-17表達增高,促進成纖維細胞的增殖與活化,促進肺纖維化的形成[6]。而另有研究表明,IL-27可以通過信號轉(zhuǎn)導子和轉(zhuǎn)錄激活子(signal transducer and activator of transcription,STAT)1信號通路下調(diào)IL-6和轉(zhuǎn)化生長因子β(transforming growth factor-beta,TGF-β)的表達抑制Th17細胞的分化,減少IL-17的生成[7]。IL-27通過增強Th1細胞炎性反應(yīng)、減弱Th2細胞免疫反應(yīng)、抑制Th17細胞的活化,從而達到調(diào)控免疫反應(yīng),抑制肺纖維化形成的目的。
IL-27是抗原呈遞細胞分泌的一種細胞因子,必然會通過一定的信號轉(zhuǎn)導通路在體內(nèi)發(fā)揮生物學效應(yīng)。IL-27R廣泛存在于多種細胞的表面,由WSX-1/T細胞細胞因子受體和gp130組成,有研究表明,IL-27/WSX-1信號轉(zhuǎn)導途徑可下調(diào)呼吸道高反應(yīng)性,減輕過敏性哮喘的肺部炎癥,而WSX-1缺陷小鼠Th2細胞反應(yīng)增強,過敏性哮喘加重[8]。IL-27與受體結(jié)合后,通過Janus酪氨酸激酶(Janus tyrosine kinase,JAK)/STAT通路完成信號轉(zhuǎn)導,JAK/STAT信號通路廣泛存在于不同的細胞中,IL-27在不同的細胞激活不同的JAK/STAT信號通路,產(chǎn)生不同的生物學效應(yīng)。IL-27在T細胞中激活JAK1、JAK2、STAT1、STAT3、STAT5等,在B細胞激活STAT1,在單核細胞激活STAT1和STAT3,引起JAK/STAT信號通路磷酸化,發(fā)揮生物學效應(yīng)[9]。IL-27能夠通過STAT1通路直接抑制Th1細胞和Th17細胞介導的免疫應(yīng)答,具有抗炎癥功能[10]。同時,IL-27 也可以間接通過STAT1和STAT3信號通路促使T細胞分泌IL-10 而達到抑制免疫應(yīng)答的目的[11]。劉金蘋等[12]研究發(fā)現(xiàn),JAK/STAT信號通路在肺纖維化中可能通過表達異常的STAT1,誘導各種炎性細胞在肺內(nèi)聚集,引起血小板源性生長因子大量分泌,刺激平滑肌細胞、成纖維細胞增殖,也可以促進肺纖維化的形成。故目前對于JAK/STAT信號通路激活后對肺纖維化的影響仍有爭論,需要進一步研究證實。
各種損傷因子導致的肺部炎性反應(yīng)是肺纖維化形成的起始環(huán)節(jié),由此可以推論,減輕炎性反應(yīng)可以減少滲出,減少膠原蛋白的形成,從而抑制肺纖維化的形成。IL-27抑制炎性反應(yīng)的機制不是十分明確,可能通過Th1細胞刺激自然殺傷細胞分泌干擾素γ,同時抑制Th2細胞生成IL-4。趙云峰等[13]證實,IL-27可以減輕卵白蛋白誘導的小鼠哮喘的氣管的炎性反應(yīng)。相關(guān)研究表明,IL-27可以明顯減輕免疫炎癥損傷、感染炎癥損傷[14]。
肺纖維化是彌漫性肺間質(zhì)疾病的共同結(jié)局,成纖維細胞分化成為胞質(zhì)含大量平滑肌肌動蛋白的MFB,是肺纖維化的病理特征。TGF-β是迄今為止發(fā)現(xiàn)的最強的細胞外基質(zhì)沉淀促進劑,參與調(diào)控細胞的增殖與分化、細胞外基質(zhì)的分泌,是公認的對纖維化有重要促進作用的纖維化因子,在MFB的分化過程中起促進作用[15]。高濃度的TGF-β在創(chuàng)傷的皮膚中可以促進愈合及纖維化的形成[16]。姚魯肅等[17]的研究發(fā)現(xiàn),IL-10在體外抑制TGF-β誘導肺成纖維細胞向MFB轉(zhuǎn)化,降低細胞增殖水平及膠原產(chǎn)生量,從而抑制肺纖維化的形成。研究證實,IL-10在體內(nèi)也能抑制TGF-β誘導肺成纖維細胞向MFB轉(zhuǎn)化,減輕肺纖維化[18]。劉金蘋等[12]闡明IL-27可以促進Th1細胞分泌IL-10。故可以推測,IL-27通過分泌IL-10抑制TGF-β對成纖維細胞向MFB分化的作用,從而抑制肺纖維的形成。但是也有研究表明,重組人結(jié)締組織生長因子可通過JAK/STAT信號通路誘導人胚肺成纖維細胞轉(zhuǎn)化為MFB[19]。IL-27也可以激活JAK/STAT信號產(chǎn)生生物學效應(yīng)。目前,IL-27對成纖維細胞的分化的影響及機制不是很明確。
在炎癥損傷修復的過程中有一個重要環(huán)節(jié)就是血管生成,在損傷修復的初期就有毛細血管的形成,血管周圍附著炎性細胞。而滲出的炎性細胞以巨噬細胞為主,巨噬細胞分泌大量的血小板衍生生長因子、TGF-β、IL-1以及腫瘤壞死因子,這些炎性因子都可以進一步刺激成纖維細胞及毛細血管增生。姚魯肅等[17]已闡述了IL-27通過誘導Th0細胞向Th1細胞分化,分泌大量的IL-10,抑制TGF-β的產(chǎn)生,從而抑制成纖維細胞的分化及毛細血管的增生。IL-27的抗血管生成作用在腫瘤的研究中已經(jīng)得到證實。劉麗華等[20]研究表明,IL-27在食管癌荷瘤裸鼠模型中促進干擾素γ分泌,上調(diào)干擾素γ誘導蛋白10和干擾素γ誘導的單核因子表達,從而抑制腫瘤內(nèi)血管的生成。國外相關(guān)研究也證實,IL-27可以激活腫瘤特異性CD8+T細胞,分泌多種細胞因子(如干擾素γ),抑制腫瘤血管的形成[21]。IL-27抗肺部血管生成的作用未見報道,但是可以推測IL-27抑制毛細血管的增生可以有效地抑制肺纖維化的程度。
IL-27是一種新近發(fā)現(xiàn)的細胞因子,屬于IL-6/IL-12家族,在體內(nèi)具有重要的免疫調(diào)節(jié)作用,能夠發(fā)揮促炎和抑制炎癥的雙重作用,現(xiàn)已證實IL-27在抗感染、抗腫瘤、抗免疫性疾病方面發(fā)揮重要作用,但在肺纖維化進程中的作用國內(nèi)外報道較少。Kim等[22]研究Toll樣受體2在博萊霉素致肺纖維化的作用機制中發(fā)現(xiàn),Toll樣受體2主要表達在支氣管上皮細胞中,能夠促進肺纖維化的進程,分析其機制可能為誘導呼吸上皮細胞分泌IL-27。IL-27的生物學效應(yīng)非常廣泛,對肺纖維化的影響機制不是十分明確,需要進一步研究證明。
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