朱華，陶武賢，熊曉星

(武漢大學(xué)人民醫(yī)院神經(jīng)外科，武漢 430060)

缺血性腦卒中是最常見(jiàn)的腦卒中類(lèi)型，發(fā)生在頸部或大腦血管阻塞時(shí)[1]。缺血性腦卒中發(fā)生后，腦組織的血液供應(yīng)嚴(yán)重缺乏，導(dǎo)致腦組織的氧供應(yīng)不足，繼而出現(xiàn)神經(jīng)元死亡。腦毛細(xì)血管的血液-內(nèi)皮界面處發(fā)生的炎癥事件是缺血性組織損傷的基礎(chǔ)，在血液-內(nèi)皮界面處發(fā)生的炎癥相互作用涉及細(xì)胞因子、黏附分子、趨化因子和白細(xì)胞，對(duì)于腦梗死中組織損傷的發(fā)病機(jī)制至關(guān)重要[2]。缺血性腦卒中后，起源于缺血損傷腦組織的炎癥分子激活浸潤(rùn)性免疫細(xì)胞(中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和淋巴細(xì)胞)，從而引發(fā)無(wú)菌性炎癥，通過(guò)一系列炎癥機(jī)制激活多種免疫細(xì)胞，使其功能由炎癥向修復(fù)轉(zhuǎn)變[3]。然而，盡管進(jìn)行了大量的研究工作，但腦卒中損傷的確切機(jī)制目前仍尚未完全了解，但已明確炎癥細(xì)胞在缺血性卒中疾病進(jìn)展中的重要作用。

白細(xì)胞介素(interleukin，IL)是指在白細(xì)胞或免疫細(xì)胞間相互作用的細(xì)胞因子，在免疫細(xì)胞的激活、分化、增殖、成熟、遷移和黏附等過(guò)程中發(fā)揮了重要作用，具有促炎和抗炎特性，主要功能是通過(guò)與細(xì)胞表面的高親和力受體結(jié)合，引起細(xì)胞和組織的多種反應(yīng)調(diào)節(jié)炎癥和免疫反應(yīng)期間免疫細(xì)胞的生長(zhǎng)、分化和活化[4]。炎癥細(xì)胞在缺血性卒中疾病中起重要作用，IL與缺血性腦卒中的發(fā)病機(jī)制存在密切聯(lián)系，現(xiàn)就IL在缺血性腦卒中發(fā)病過(guò)程中的抗炎作用及其機(jī)制予以綜述，旨在整體直觀(guān)地描述IL在缺血性腦卒中中的作用。

1 IL-2

IL-2是由接受抗原刺激后的T淋巴細(xì)胞產(chǎn)生的具有淋巴因子樣免疫調(diào)節(jié)作用的細(xì)胞因子，除在體外維持T細(xì)胞長(zhǎng)期的增殖和分化外，IL-2還具有增強(qiáng)自然殺傷細(xì)胞殺傷活性的重要生物學(xué)功能，并能促進(jìn)B細(xì)胞的增殖分化以及誘導(dǎo)淋巴因子激活的殺傷細(xì)胞的產(chǎn)生。

急性腦卒中患者血清IL-2水平明顯低于正常對(duì)照組，其機(jī)制可能與以下兩方面因素有關(guān)，①急性腦卒中時(shí)，機(jī)體產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)，體內(nèi)免疫穩(wěn)定性被破壞，特別是T細(xì)胞功能受到影響，使血清IL-2水平明顯降低；②急性腦卒中時(shí)，腦組織細(xì)胞受損，局部缺血、缺氧使腦內(nèi)IL-2合成減少。

IL-2/IL-2抗體復(fù)合物(IL-2/IL-2Ab)可能通過(guò)調(diào)節(jié)機(jī)體內(nèi)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(regulatory T cell，Treg細(xì)胞)的數(shù)量來(lái)改善缺血性腦卒中的預(yù)后。Treg細(xì)胞可預(yù)防缺血性腦卒中，然而，Treg細(xì)胞的數(shù)量限制了其臨床效果。IL-2/IL-2Ab能夠選擇性地增加血液、脾臟和淋巴結(jié)中Treg細(xì)胞的數(shù)量。與IsoAb治療的腦卒中小鼠相比，IL-2/IL-2Ab治療的小鼠腦梗死體積明顯減小，神經(jīng)炎癥受到抑制，且感覺(jué)運(yùn)動(dòng)功能得到改善[5]。IL-2/IL-2Ab能夠擴(kuò)增Treg細(xì)胞并增強(qiáng)其免疫調(diào)節(jié)功能。Treg細(xì)胞中CD39/CD73信號(hào)傳導(dǎo)的激活可能作為潛在機(jī)制參與IL-2/IL-2Ab，對(duì)缺血性腦損傷起神經(jīng)保護(hù)作用。因此，IL-2/IL-2Ab作為可行的臨床免疫療法，能夠促進(jìn)內(nèi)源性Treg免疫反應(yīng)并改善缺血性腦損傷。

2 IL-4

IL-4是一種主要由肥大細(xì)胞、輔助性細(xì)胞和非抗原性細(xì)胞組成的超抗原[6]。IL-4可以調(diào)節(jié)多種免疫反應(yīng)，包括T細(xì)胞分化和B細(xì)胞的非特異性類(lèi)轉(zhuǎn)換；也是迄今為止最具特征的M2極化啟動(dòng)子。IL-4在腦功能中起著至關(guān)重要的作用，如T細(xì)胞來(lái)源的IL-4對(duì)于正常大腦的學(xué)習(xí)和記憶非常重要[7]。大腦IL-4水平隨年齡的增長(zhǎng)而下降，這可能是老年人認(rèn)知能力減退的原因之一，同時(shí)也增加了阿爾茨海默病的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。

IL-4在腦卒中急性期的重要性亦得到了相關(guān)臨床和動(dòng)物研究的證實(shí)。在腦卒中發(fā)病數(shù)小時(shí)后，患者血清IL-4水平顯著升高[8]。卒中動(dòng)物模型短暫性大腦中動(dòng)脈閉塞后24 h的IL-4缺乏導(dǎo)致腦損傷及神經(jīng)功能改變[9]。IL-4對(duì)腦缺血后小膠質(zhì)細(xì)胞/巨噬細(xì)胞M2極化和長(zhǎng)期恢復(fù)至關(guān)重要，缺乏IL-4小鼠在腦缺血后將出現(xiàn)更多的M1極化的小膠質(zhì)細(xì)胞/巨噬細(xì)胞、更大的梗死灶以及更嚴(yán)重的功能缺損，而重組IL-4則可消除這些作用，提示IL-4是腦卒中發(fā)病后早期內(nèi)源性轉(zhuǎn)歸機(jī)制之一[10]。IL-4能夠介導(dǎo)損傷的中樞神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)保護(hù)和恢復(fù)，并能夠增強(qiáng)創(chuàng)傷、炎癥或神經(jīng)退行性變的中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷過(guò)程中CD4+T細(xì)胞生成，以減輕軸突損傷的潛力[11]。以IL-4受體為治療靶點(diǎn)的快速直接神經(jīng)元信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)可能提供新的治療策略[12]。

體外IL-4能夠誘導(dǎo)表達(dá)M2小膠質(zhì)細(xì)胞表型的基因的表達(dá)，并刺激過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體(peroxisome proliferator-activated receptor，PPAR)γ依賴(lài)的凋亡神經(jīng)元的吞噬作用[13]。在動(dòng)物模型中，這一作用表現(xiàn)為腦卒中后14 d病變體積減小以及神經(jīng)功能恢復(fù)增加。研究認(rèn)為，可能存在一種獨(dú)特的NVU調(diào)節(jié)信號(hào)電路，可通過(guò)IL-4保護(hù)缺血性神經(jīng)元免受組織損傷[13]。缺血性半暗帶神經(jīng)元衍生的IL-4作用于鄰近的小膠質(zhì)細(xì)胞，使這些小膠質(zhì)細(xì)胞向愈合的M2表型極化，其基因表達(dá)譜與PPARγ的基因表達(dá)譜相反。小膠質(zhì)細(xì)胞具有吞噬功能，對(duì)清除修復(fù)梗死病灶組織有重要作用。現(xiàn)已證明，PPARγ信號(hào)通路上調(diào)小膠質(zhì)細(xì)胞清道夫受體的表達(dá)[14]，包括CD36(中心PPARγ基因靶)，從而增加吞噬作用[15]。經(jīng)IL-4處理的小膠質(zhì)細(xì)胞的吞噬功效顯著升高，故認(rèn)為IL-4的促吞噬作用可能通過(guò)PPARγ信號(hào)傳導(dǎo)介導(dǎo)。在臨床相關(guān)腦出血?jiǎng)游锬Ｐ秃统錾笕毖阅X卒中中，PPARγ和CD36被認(rèn)為是急性腦損傷后清理的關(guān)鍵因素。對(duì)腦出血患者的研究表明，CD36缺陷患者的血腫吸收受損，與較短的短期神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)局相關(guān)[16]。

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)春新堿處理后小鼠IL-4/信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子6的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)下調(diào)，小鼠IL-4的缺失增加了對(duì)機(jī)械性痛覺(jué)的敏感性，IL-4基因敲除小鼠也產(chǎn)生更多的促炎細(xì)胞因子，包括IL-1β和腫瘤壞死因子-α[17]。由此可見(jiàn)，抗炎細(xì)胞因子IL-4通過(guò)刺激IL-4/信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子6信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和抑制促炎細(xì)胞因子，對(duì)長(zhǎng)春新堿誘導(dǎo)的大鼠周?chē)窠?jīng)病變起保護(hù)作用。推測(cè)其在中樞神經(jīng)系統(tǒng)可能有類(lèi)似作用機(jī)制。

3 IL-10

IL-10既具有免疫抑制作用，又有免疫促進(jìn)作用。IL-10通過(guò)抑制單核細(xì)胞表面主要組織相容性復(fù)合體Ⅱ類(lèi)分子表達(dá)降低單核細(xì)胞的抗原呈遞能力，阻斷抗原特異性單核/巨噬細(xì)胞因子的產(chǎn)生，從而降低機(jī)體的抗感染免疫能力。IL-10通過(guò)阻斷T細(xì)胞激活所必需的CD28分子的協(xié)同刺激通路，可以引起T細(xì)胞免疫抑制，通過(guò)抑制γ干擾素的產(chǎn)生間接抑制自然殺傷細(xì)胞的活性[18]?？梢?jiàn)，IL-10既抑制了機(jī)體的固有免疫系統(tǒng)功能，又抑制了特異性免疫系統(tǒng)中的細(xì)胞免疫功能，在腦卒中后免疫抑制過(guò)程中起重要作用。

IL-10對(duì)缺血性腦卒中的保護(hù)一直是研究熱點(diǎn)之一，過(guò)度表達(dá)IL-10通過(guò)抗炎調(diào)節(jié)增強(qiáng)間充質(zhì)干細(xì)胞移植的神經(jīng)保護(hù)作用，從而支持神經(jīng)元在急性缺血期的存活[19]。IL-10在大腦中的表達(dá)隨著中樞神經(jīng)系統(tǒng)的病理改變而增加，促進(jìn)神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞的存活，并通過(guò)多種信號(hào)通路抑制炎癥反應(yīng)[20]。IL-10水平顯著降低與神經(jīng)功能缺損程度顯著相關(guān)，IL-10水平對(duì)急性腦卒中后早期神經(jīng)行為表現(xiàn)具有較高的預(yù)測(cè)價(jià)值[21]。IL-10可以介導(dǎo)輔助性T細(xì)胞(helper T cell，Th細(xì)胞)2的功能，發(fā)揮保護(hù)作用，導(dǎo)致缺血梗死病灶的減小。

IL-10在急性腦缺血后抑制炎癥反應(yīng)的機(jī)制主要為：①減少γ干擾素，IL-1β和腫瘤壞死因子-α等前炎癥細(xì)胞因子的合成及活性[22]；②抑制Th1類(lèi)淋巴因子的合成及活性[23]。IL-10治療可有效下調(diào)腦卒中后急性期缺血性病變上調(diào)的促炎信號(hào)，可以為缺血性腦卒中提供神經(jīng)保護(hù)，是一種與腦缺血損傷及修復(fù)過(guò)程相關(guān)的重要抗炎因子[24]。腦動(dòng)脈缺血前IL-10基因的轉(zhuǎn)導(dǎo)可減輕大鼠缺血再灌注所致的腦損傷。這種預(yù)防卒中復(fù)發(fā)的方法可能會(huì)在腦卒中初治的介入治療中實(shí)現(xiàn)[25]。

4 IL-13

IL-13是由活化的T細(xì)胞分泌的一種蛋白，是體外調(diào)節(jié)人單核細(xì)胞和B細(xì)胞功能的一種強(qiáng)有力的調(diào)節(jié)因子。IL-13與IL-4具有共同的生物活性，它們的基因存在序列同源性。雖然克隆的IL-4受體蛋白不能與IL-13結(jié)合，但I(xiàn)L-4受體蛋白和IL-13受體蛋白具有共同的亞基，它們?cè)谛盘?hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中起著重要的作用[26]。

免疫細(xì)胞的時(shí)間依賴(lài)性募集和激活是缺血后繼發(fā)性損傷的標(biāo)志。在缺血性腦卒中早期，這些免疫細(xì)胞可以獲得M2抗炎表型的保護(hù)功能，表現(xiàn)出與體外IL-4和IL-13極化細(xì)胞相似的特征。在缺血性腦卒中晚期，免疫細(xì)胞可以分化為一種經(jīng)典的激活狀態(tài)，被稱(chēng)為M1促炎表型，呈現(xiàn)出與體外內(nèi)毒素和γ干擾素激活細(xì)胞相似的特征[27]。已有實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)了IL-13在腦缺血性卒中后的作用，IL-13通過(guò)對(duì)卒中后腦內(nèi)小膠質(zhì)細(xì)胞和浸潤(rùn)巨噬細(xì)胞的作用，調(diào)節(jié)小膠質(zhì)細(xì)胞和巨噬細(xì)胞抗炎向促炎表型的自發(fā)極化轉(zhuǎn)變[28]。IL-13作為一種體外免疫應(yīng)答調(diào)節(jié)劑，能明顯減少促炎因子的分泌和炎癥細(xì)胞的浸潤(rùn)，抑制軸突喪失，在神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病的神經(jīng)保護(hù)中具有重要作用[29]。

持續(xù)分泌IL-13的IL-13-骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞在缺血性腦卒中的促炎狀態(tài)下，能夠使小膠質(zhì)細(xì)胞和巨噬細(xì)胞分化為神經(jīng)保護(hù)型M2表型。IL-13-骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞被認(rèn)為是神經(jīng)炎癥中細(xì)胞和分子反應(yīng)的強(qiáng)有力的調(diào)節(jié)因子，具有很強(qiáng)的抗炎潛力，可在腦卒中和其他神經(jīng)退行性疾病的動(dòng)物模型中進(jìn)一步探索。這一新發(fā)現(xiàn)可能具有明顯的治療意義，利用人類(lèi)生物系統(tǒng)，如人類(lèi)來(lái)源的間充質(zhì)干細(xì)胞，將免疫反應(yīng)調(diào)節(jié)研究轉(zhuǎn)化為臨床實(shí)踐。

5 IL-19

IL-19基因位于染色體1q32中的“IL-10簇”中，包括幾個(gè)其他IL-10家族成員的基因。IL-19是IL-10的IL家族成員，更廣泛地歸類(lèi)為 Ⅱ 類(lèi)細(xì)胞因子，包括IL-10家族成員和干擾素(Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ型)[30-31]。IL-19與含30個(gè)殘基的IL-10具有氨基酸同一性，包括已知的正確折疊IL-10所需的4個(gè)半胱氨酸以及41個(gè)形成IL-10疏水核心所需的氨基酸(共50個(gè))[32]。整體IL-19氨基酸序列與IL-10具有20%的同一性，并且X射線(xiàn)晶體學(xué)證實(shí)，IL-19在結(jié)構(gòu)上與IL-10相似，但具有關(guān)鍵差異[33]。此外，IL-10與IL-10受體鏈1相互作用的同源區(qū)在IL-19中并非保守區(qū)域?？梢?jiàn)，盡管IL-19與IL-10具有氨基酸同一性，但不能通過(guò)IL-10受體復(fù)合物識(shí)別或通過(guò)IL-10受體復(fù)合物發(fā)出信號(hào)。

IL-19首先由Gallagher[30]在脂多糖和粒細(xì)胞巨噬細(xì)胞刺激因子刺激的原代人單核細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)，隨后關(guān)于IL-19的報(bào)道主要集中于其作為免疫細(xì)胞產(chǎn)物的作用[34]。在免疫細(xì)胞中，IL-19主要由單核細(xì)胞表達(dá)，小部分由B細(xì)胞表達(dá)。已有文獻(xiàn)報(bào)道了IL-19在淋巴細(xì)胞中的作用，結(jié)果表明IL-19處理能夠使人T細(xì)胞的成熟從促炎性Th1表型極化到抗炎Th2表型[35]。另外，IL-19在血管性疾病中的抗炎作用也已得到了明確的證實(shí)[36]。

IL-19作為抗炎因子，在缺血性腦卒中發(fā)病后的免疫反應(yīng)中亦具有十分重要的作用。實(shí)驗(yàn)證明，IL-19 能夠通過(guò)抗炎作用減小梗死體積、減輕缺血性腦卒中后神經(jīng)功能損害[36]。IL-19治療能夠顯著減弱缺血性卒中后腫瘤壞死因子-α和IL-6信使RNA表達(dá)的升高，抑制小膠質(zhì)細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、CD4+T細(xì)胞、CD8+T細(xì)胞、B細(xì)胞的數(shù)量增加，并阻止巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞的活化。腦卒中后血液中巨噬細(xì)胞、CD4+T細(xì)胞、CD8+T細(xì)胞和B細(xì)胞的數(shù)量顯著下降，而IL-19有助于維持上述各細(xì)胞的數(shù)量[37]。IL-19能夠減小卒中后小鼠腦梗死面積并減輕其神經(jīng)功能損傷，可能通過(guò)抑制免疫細(xì)胞的浸潤(rùn)和活化以及抑制促炎因子的基因表達(dá)實(shí)現(xiàn)，IL-19可能成為可能成為限制卒中后神經(jīng)炎癥發(fā)展的新的選擇。

6 IL-33

IL-33是IL-1家族成員，IL-33與其受體復(fù)合物(由膜結(jié)合受體和IL受體輔助蛋白)結(jié)合后，將活化信號(hào)傳遞至細(xì)胞內(nèi)，經(jīng)過(guò)下游IL-1相關(guān)蛋白激酶、髓樣分化因子88和腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子6等一系列信號(hào)分子，激活核因子κB和促分裂原活化的蛋白激酶，從而調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄，導(dǎo)致Th2細(xì)胞效應(yīng)分子IL-5、IL-4和IL-13等的釋放[38]。ST2基因表達(dá)于激活的Th2細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和心肌細(xì)胞等。ST2特異表達(dá)于Th2細(xì)胞，而不表達(dá)于Th1細(xì)胞和其他免疫細(xì)胞，因此可以作為T(mén)h2細(xì)胞的特異性標(biāo)志物[39]。臨床研究表明，循環(huán)Th2細(xì)胞的增加與心血管事件風(fēng)險(xiǎn)的降低有關(guān)[40]。Th1型反應(yīng)可促進(jìn)心血管疾病中促炎癥介質(zhì)的產(chǎn)生，而Th2型反應(yīng)可導(dǎo)致抗炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生，如IL-4、IL-5、IL-9、IL-13、IL-25和IL-33[41-42]。Th1型和Th2型炎癥反應(yīng)的相對(duì)優(yōu)勢(shì)對(duì)進(jìn)入大腦的免疫細(xì)胞的組成和活動(dòng)至關(guān)重要，對(duì)腦缺血后最終結(jié)果的嚴(yán)重性至關(guān)重要[43]。如IL-10可以介導(dǎo)Th2細(xì)胞的功能，減小缺血梗死病灶，而IL-10缺乏會(huì)導(dǎo)致腦卒中后更嚴(yán)重的梗死和功能障礙。

Zhang等[44]認(rèn)為，利用Th2促進(jìn)細(xì)胞因子(重組IL-33)調(diào)節(jié)炎癥介質(zhì)分布的藥理學(xué)干預(yù)可以限制腦卒中早期的腦損傷和功能障礙，短期使用Th2促進(jìn)細(xì)胞因子IL-33和IL-4能夠減少腦缺血再灌注后的急性腦損傷，但僅可限制卒中發(fā)展，對(duì)總免疫細(xì)胞的浸潤(rùn)無(wú)影響，表明IL-33可能通過(guò)調(diào)節(jié)炎癥環(huán)境介導(dǎo)損傷，使活化的單核細(xì)胞、促炎性小膠質(zhì)細(xì)胞/巨噬細(xì)胞、CD8+T細(xì)胞、CD4+自然殺傷T細(xì)胞、雙陰性T細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞的數(shù)量減少，但中性粒細(xì)胞和表達(dá)IL-10的調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的數(shù)量增加。

盡管IL-33具有神經(jīng)保護(hù)作用，但在腦卒中急性期，IL-33可以促進(jìn)Th1型向Th2型炎癥反應(yīng)系統(tǒng)性轉(zhuǎn)換，這種轉(zhuǎn)換與腦卒中后免疫抑制、肺部細(xì)菌感染加劇有關(guān)，增加了腦卒中患者感染的發(fā)病率和死亡率。因此，抗生素與IL-33聯(lián)合使用可防止由Th2促進(jìn)細(xì)胞因子引起的腦卒中后肺部感染發(fā)病率和死亡率的增加，且仍具有神經(jīng)保護(hù)作用。

7 小 結(jié)

IL與缺血性腦卒中密切相關(guān)，IL-2、IL-4、IL-10、IL-13、IL-19、IL-33等細(xì)胞因子在缺血性腦卒中的免疫機(jī)制中起重要作用，并在腦卒中后發(fā)揮抗炎作用，可在一定程度上減小腦梗死體積，緩解腦損傷，具有神經(jīng)保護(hù)作用，并能夠改善患者預(yù)后。缺血性腦卒中后，缺血所致血管內(nèi)皮損傷可誘發(fā)免疫反應(yīng)，IL對(duì)局部或全身免疫細(xì)胞的作用及細(xì)胞因子間的相互作用決定了腦內(nèi)的免疫反應(yīng)過(guò)程，可影響患者的神經(jīng)功能損傷程度及其臨床預(yù)后。因此，對(duì)IL在缺血性腦卒中抗炎作用的深入研究有助于尋找缺血性卒中的臨床治療方法。