楊勝男，何巍

（1. 沈陽醫(yī)學(xué)院臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)2020級(jí)碩士研究生，遼寧 沈陽 110034；2. 沈陽醫(yī)學(xué)院附屬中心醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科）

近年來，肺纖維化的發(fā)病率和病死率逐漸升高［1］。肺纖維化持續(xù)進(jìn)展將會(huì)導(dǎo)致肺換氣功能障礙，進(jìn)而出現(xiàn)呼吸衰竭。目前肺纖維化的病因可歸因于病原體或惰性物質(zhì)，如輻射、二氧化硅、石棉、香煙煙霧和其他化學(xué)物質(zhì)［2］。發(fā)病機(jī)制方面受多種因素影響，大致上可歸因于重復(fù)性慢性上皮或血管損傷導(dǎo)致肺泡上皮細(xì)胞損傷、肺泡上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化、成纖維細(xì)胞灶形成、膠原蛋白過度沉積，而纖維化反應(yīng)很可能與持續(xù)損傷和異常修復(fù)相關(guān)［3］。IL-1β以劑量依賴的方式直接刺激成纖維細(xì)胞分泌膠原，氣道上皮細(xì)胞短暫過表達(dá)IL-1β可以增加肺中的TGF-β和膠原沉積［4］。IL-1β的自分泌信號(hào)將促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)分子基因表達(dá)的增加，導(dǎo)致膠原在組織中沉積。在如此正反饋循環(huán)中，肺組織纖維化程度的增加進(jìn)一步激活和刺激成纖維細(xì)胞，不斷驅(qū)動(dòng)纖維化的自我維持［5］。眾多研究表明，免疫系統(tǒng)紊亂在肺纖維化中發(fā)揮著重要作用，特別是最新發(fā)現(xiàn)的免疫細(xì)胞ILC2，可以分泌多種促纖維化細(xì)胞因子，并通過與其他細(xì)胞間相互作用調(diào)控疾病進(jìn)程［6］。TGF-β1是一個(gè)調(diào)節(jié)性的細(xì)胞因子，在細(xì)胞的分化、生長、調(diào)節(jié)細(xì)胞外基質(zhì)等方面都有一定的作用，尤其能夠趨化和剌激成纖維細(xì)胞合成細(xì)胞外基質(zhì)，最終導(dǎo)致肺纖維化形成［7］。本綜述將探討IL-1β、ILC2、TGF-β1調(diào)控機(jī)制與肺纖維化疾病的關(guān)系。

1 肺纖維化的大致形成過程

損傷愈合包括4個(gè)不同的階段：凝血期、炎癥細(xì)胞遷移期、成纖維細(xì)胞遷移（增殖/激活期）以及組織重塑和溶解期。肺損傷后，上皮細(xì)胞釋放炎癥介質(zhì)，啟動(dòng)抗纖溶凝血級(jí)聯(lián)反應(yīng)，從而觸發(fā)血小板活化和血凝塊的形成，隨后是炎癥細(xì)胞如中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和T細(xì)胞等遷移進(jìn)入，被招募的上述細(xì)胞分泌促纖維化細(xì)胞因子，如IL-1β、TNF、IL-13和TGF-β［8］。在隨后的階段，來自骨髓的成纖維細(xì)胞和駐留的成纖維細(xì)胞增殖并分化為肌成纖維細(xì)胞，從而釋放細(xì)胞外基質(zhì)成分。成纖維細(xì)胞和肌成纖維細(xì)胞也可能來源于接受上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化治療的上皮細(xì)胞［9］。在最后的重塑和溶解階段，活化的肌成纖維細(xì)胞可以促進(jìn)損傷修復(fù)，導(dǎo)致受損部位收縮和血管恢復(fù)，從而分泌過多的細(xì)胞外基質(zhì)，這與基質(zhì)降解的減少共同導(dǎo)致組織纖維化程度增加，進(jìn)而導(dǎo)致肺泡組織功能喪失［10］。

2 IL-1β的調(diào)控機(jī)制與肺纖維化的相關(guān)性

IL-1β被稱為淋巴細(xì)胞激活因子［11］，是白介素IL-1家族成員之一，IL-1β主要由單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞產(chǎn)生，也可以從上皮細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞以及膠質(zhì)細(xì)胞等細(xì)胞中釋放，其可全身分泌并循環(huán)作用。IL-1β以低水平表達(dá)，轉(zhuǎn)錄和翻譯水平需要誘導(dǎo)，加工和分泌需要調(diào)節(jié)。IL-1β的釋放主要涉及3個(gè)步驟：（1）產(chǎn)生生物活性不強(qiáng)的pro-IL-1β；（2）Caspase-1裂解pro-IL-1β，產(chǎn)生成熟的、具有生物活性的IL-1β；（3）將成熟的IL-1β分泌到外環(huán)境中。白介素IL-1受體拮抗劑（IL-1Ra）是IL-1β的高親和力競爭者，可以下調(diào)IL-1介導(dǎo)的炎癥過程，當(dāng)在肺實(shí)質(zhì)的慢性炎癥期間由間充質(zhì)干細(xì)胞產(chǎn)生時(shí)，可發(fā)揮抗纖維化作用。

2.1 IL-1β的活化及其與肺纖維化的相關(guān)性 IL-1β從非活性前體轉(zhuǎn)化為具有生物活性的細(xì)胞因子是其激活的重要步驟。這一過程主要通過炎癥小體激活細(xì)胞內(nèi)Caspase-1介導(dǎo)［12］。典型的炎癥小體由一個(gè)炎癥小體傳感器蛋白（包括NLRP1、NLRP3、NLRP6等）與pro-caspase-1結(jié)合［13］。炎癥小體以作為主要支架結(jié)構(gòu)的NLR或ALR家族蛋白命名。其中NLR包含3個(gè)區(qū)域：（1）C末端亮氨酸重復(fù)序列：炎癥小體信號(hào)感知區(qū)域；（2）核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域（NACHT）；（3）N末端效應(yīng)結(jié)合域［14］。LRR識(shí)別相關(guān)損傷信號(hào)后可以誘導(dǎo)NACHT區(qū)寡聚化，從而暴露N末端結(jié)合域中的Caspase募集和活化結(jié)構(gòu)域（CARD），后者可與同樣含有CARD區(qū)的pro-caspase-1結(jié)合。雖然某些NLR的N端無CARD區(qū)，但存在熱蛋白結(jié)構(gòu)域（pyrin domain，PYD），這時(shí)需要含有PYD 和CARD兩個(gè)結(jié)構(gòu)域的凋亡相關(guān)斑點(diǎn)樣蛋白ASC作為接頭蛋白將NLR與pro-caspase-1連接。當(dāng)炎癥小體信號(hào)感知區(qū)域識(shí)別相應(yīng)信號(hào)后，直接或通過ASC間接募集pro-caspase-1，pro-caspase-1經(jīng)過自身剪切作用水解，形成具有活性的Caspase-1，活化的Caspase-1可通過剪切作用將 pro-IL-1β轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂猩飳W(xué)活性的IL-1β成熟體［15-16］。

NLRP3炎癥小體能夠感知來自內(nèi)源性和外源性的各種信號(hào)，是目前研究最廣泛的炎癥小體［17-18］，其激活主要通過鉀離子外流、活性氧（ROS）產(chǎn)生及溶酶體損傷釋放組織蛋白酶B等［19］。Sohn等［20］制備小鼠肺纖維化模型時(shí)發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組相比，模型組IL-1β與NLRP3炎癥小體表達(dá)呈正相關(guān)。博來霉素是最常用來制備特發(fā)性肺纖維化動(dòng)物模型的藥物，研究發(fā)現(xiàn)，缺乏ASC蛋白的小鼠對(duì)促纖維化化合物博萊霉素的反應(yīng)減弱，表明博來霉素誘導(dǎo)IL-1β的產(chǎn)生依賴于接頭蛋白ASC的存在，博來霉素誘導(dǎo)的肺部炎癥和纖維化過程主要依賴于IL-1β的產(chǎn)生和其下游的 IL-1R1/MyD88信號(hào)途徑［21］。博來霉素可引起肺泡上皮細(xì)胞和巨噬細(xì)胞產(chǎn)生大量ROS，導(dǎo)致生物膜脂質(zhì)過氧化，體內(nèi)ROS生成過多導(dǎo)致的氧化和還原之間不平衡，會(huì)導(dǎo)致促炎因子IL-1β的釋放［22-23］。吸入石棉纖維或SiO2晶體時(shí)，會(huì)沉積于小氣道，隨后被肺內(nèi)巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞及肺泡上皮細(xì)胞吞噬，巨噬細(xì)胞吞噬石棉和SiO2晶體后會(huì)將這2種晶體分子裝入溶酶體中進(jìn)行降解，然而溶酶體中各種酶類無法降解這2種無機(jī)晶體物質(zhì)，反而導(dǎo)致溶酶體裂解釋放組織蛋白酶B，繼而活化NLRP3炎癥小體并分泌IL-1β［24］。由于上述2種晶體一旦進(jìn)入肺組織內(nèi)很難被清除出體內(nèi)，可以循環(huán)往復(fù)地造成肺組織內(nèi)NLRP3小體的持續(xù)激活，從而導(dǎo)致慢性炎癥形成，并導(dǎo)致肺部肉芽腫形成，膠原沉積和肺纖維化，此過程所致的肺間質(zhì)纖維化已有較多研究［25］。與健康對(duì)照組相比，肺纖維化患者的支氣管肺泡灌洗液和肺活檢中IL-1β也被證明升高；此外，在血清和支氣管肺泡灌洗液中，與健康對(duì)照組相比，肺纖維化患者的IL-1Ra/IL-1β比值降低［26］。

2.2 抑制IL-1β對(duì)肺纖維化的影響 IL-1β是炎癥小體活化后產(chǎn)生的主要促炎因子，在人和動(dòng)物的研究中發(fā)現(xiàn)，慢性炎癥和纖維化的組織中均有大量的IL-1β存在［27］。如果能夠在急性炎癥期抑制IL-1β的產(chǎn)生，則能有效阻斷后續(xù)的慢性炎癥反應(yīng)和纖維化發(fā)生。阻斷IL-1β的生物學(xué)效應(yīng)可在多個(gè)水平實(shí)現(xiàn)：阻斷NF-κB信號(hào)（如BAY 11-7082）可抑制NLRP3、pro-IL-1β轉(zhuǎn)錄［28］；抑制Caspase-1活性可減少IL-1β活化［29］；阻斷IL-1β分泌或阻斷其同源受體可直接抑制下游生物學(xué)效應(yīng)［30］。美國FDA批準(zhǔn)了可以減緩肺纖維化進(jìn)展的藥物：尼達(dá)尼布［31］，屬于一種小分子酪氨酸激酶抑制劑。有研究表明，在尼達(dá)尼布作用下，肺纖維化患者的支氣管肺泡灌洗液中淋巴細(xì)胞和中性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)減少，胞漿中IL-1β濃度降低，組織學(xué)分析中炎癥和肉芽腫形成減少。尼達(dá)尼布已被證明可以抑制肺纖維化，并且這些作用與肺組織中IL-1β水平的降低相關(guān)。

3 ILC2的調(diào)控機(jī)制與肺纖維化的相關(guān)性

Moro等［32］研究發(fā)現(xiàn)，IL-33刺激會(huì)引起大量的杯狀細(xì)胞增生，將該類型細(xì)胞命名為nuocytes。Price等［33］發(fā)現(xiàn)了一類廣泛分布于腸道、腸系膜淋巴結(jié)、肺臟等黏膜組織，人體外周血，與天然輔助細(xì)胞（NHCs）和nuocytes功能非常相似的固有淋巴細(xì)胞，將其命名為固有Ⅱ型輔助細(xì)胞（Th2）。在隨后的研究中，研究者們將NHCs、nuocytes和Th 2統(tǒng)稱為Ⅱ型固有淋巴細(xì)胞（ILC2）。

3.1 ILC2的來源與作用 ILC2起源于骨髓淋巴祖細(xì)胞，屬于固有淋巴細(xì)胞家族中的一個(gè)亞型［34］。正常情況下，ILCs有部分會(huì)駐留在原有組織中，并在特定的病理情況下在局部進(jìn)行增殖和分化；在機(jī)體出現(xiàn)損傷時(shí)，ILCs會(huì)通過血流遷移至其他器官，重新在機(jī)體內(nèi)分布。ILC2s在人肺組織中所占比例較低，但它通過分泌多種Th2型細(xì)胞因子在機(jī)體免疫功能和疾病進(jìn)展中起至關(guān)重要的作用［35-36］。

3.2 ILC2參與肺纖維化的形成過程 當(dāng)損傷發(fā)生后，肺部IL-25 和IL-33的表達(dá)量增加，會(huì)激活I(lǐng)LC2的功能，并釋放IL-5、IL-13、IL-9、IL-4和雙調(diào)蛋白等，繼而激活巨噬細(xì)胞和成纖維細(xì)胞活化增殖，達(dá)到組織修復(fù)或?qū)е陆M織纖維化［37］。ILC2可通過雙調(diào)蛋白導(dǎo)致病毒感染后的小鼠的呼吸道上皮完整性喪失、肺功能下降和氣道重塑性受到損傷［38］。Hams等［39］發(fā)現(xiàn)，在肺纖維化小鼠模型中IL-25誘導(dǎo)了肺ILC2增多，并在IPF患者中發(fā)現(xiàn)了IL-25以及BALF中ILC2升高。

3.3 抑制ILC2對(duì)肺纖維化的影響 己獲得FDA及歐盟委員會(huì)批準(zhǔn)的新藥：Zinbryta，是IL-2受體的α鏈作用的人源化單克隆抗體，該藥通過修飾免疫細(xì)胞的表型，進(jìn)而通過減少ILC2水平來調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答，可用于治療復(fù)發(fā)型多發(fā)性硬化癥成人患者，但是該藥是否可適用于肺纖維化患者，仍有待進(jìn)一步研究［40］。

4 TGF-β1的調(diào)控機(jī)制與肺纖維化的相關(guān)性

人的TGF-β有3個(gè)亞型：TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3。TGF-β分布廣泛，如骨、肺、腎等器官，其中肺部分泌 TGF-β的細(xì)胞較多。TGF-β具有多種生物學(xué)功能，如抑制免疫細(xì)胞的增殖，促進(jìn)膠原蛋白和纖黏連蛋白等細(xì)胞外基質(zhì)的表達(dá)，趨化單核細(xì)胞和成纖維細(xì)胞等［41］。其中，TGF-β1參與了肺組織成纖維細(xì)胞的增殖和凋亡，肺泡上皮細(xì)胞的凋亡、細(xì)胞外基質(zhì)的過度積累［42］。TGF-β在免疫應(yīng)答中也具有重要作用［43］，T淋巴細(xì)胞與TGF-β1之間存在密切的關(guān)系，Th2能誘導(dǎo)TGF-β1的產(chǎn)生，增強(qiáng)細(xì)胞外基質(zhì)的產(chǎn)生，參與肺纖維化形成過程［44］。TGF-β1和1L-6同時(shí)存在可促進(jìn)原始的CD4+T細(xì)胞分化為Th17細(xì)胞，Th17細(xì)胞分泌的IL-17能間接地促進(jìn)肺纖維化的產(chǎn)生［45］。在肺纖維化中，核轉(zhuǎn)錄共抑制因子SnoN可特異地與TGF-β 1/Smad通路中的Smad2、Smad3，及Smad4C端MAD同源結(jié)構(gòu)2結(jié)合，形成復(fù)合物，從而阻止Smad與TGF-β1反應(yīng)啟動(dòng)子結(jié)合，發(fā)揮負(fù)性調(diào)控作用，阻止肺纖維化的發(fā)生發(fā)展［46］。

綜上所述，IL-lβ作為一種關(guān)鍵的促炎細(xì)胞因子，參與多種自身免疫性炎癥反應(yīng)和多種細(xì)胞活動(dòng)，包括細(xì)胞增殖、分化和凋亡。雖然ILC2在肺部的數(shù)量較少，但通過旁分泌效應(yīng)可以影響相鄰細(xì)胞，使其效果明顯增強(qiáng)，在纖維化中發(fā)揮作用［47］。TGF-β1生物學(xué)作用廣泛，是主要的致纖維化因子［48］。目前，已有多項(xiàng)研究表明IL-lβ、ILC2及TGF-β1與肺纖維化形成過程有關(guān)。因此深入研究三者的調(diào)控機(jī)制，闡明三者在宿主的自我防御和肺纖維化發(fā)生過程中的作用，能夠?yàn)橹贫ㄐ碌姆卫w維化治療策略提供新的靶點(diǎn)。