陳炳利 陳大艷 岳文琪 吳碧華

(1川北醫(yī)學(xué)院，四川 南充 637000；2川北醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院老年科)

白細(xì)胞介素(IL)-33是來自IL-1家族的警報(bào)蛋白細(xì)胞因子，位于細(xì)胞核中，并在細(xì)胞核內(nèi)充當(dāng)基因調(diào)節(jié)劑。細(xì)胞損傷或死亡后，IL-33會(huì)從細(xì)胞核中釋放出來，通過跨膜形式的生長刺激表達(dá)基因2蛋白(ST2)受體發(fā)揮其促炎性生物學(xué)功能，ST2受體主要以附著在免疫細(xì)胞上的形式存在〔1〕。IL-33/ST2信號(hào)通路介導(dǎo)的效應(yīng)器功能參與了肺、皮膚、腎臟、中樞神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)和胃腸系統(tǒng)等不同器官的組織炎癥和修復(fù)反應(yīng)〔2〕。阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征(OSAHS)的特征在于慢性間歇性缺氧和睡眠破碎〔3〕，與慢性低度全身性炎癥高度相關(guān)〔1〕。近年來，IL-33由于其在炎癥性疾病中的可能作用而成為研究焦點(diǎn)。但其在OSAHS中的研究十分有限。本文通過查閱文獻(xiàn)，對(duì)IL-33/ST2信號(hào)通路及其在OSAHS中的作用進(jìn)行綜述。

1 IL-33/ST2信號(hào)通路

1.1IL-33 IL-33 mRNA在人類和小鼠中由多種器官和細(xì)胞類型表達(dá)。在蛋白質(zhì)水平上，IL-33主要由成纖維細(xì)胞、上皮細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)〔4〕，特別是在高內(nèi)皮微靜脈〔5〕。最初，它被稱為高內(nèi)皮小靜脈的核因子〔1,5〕,直到后來才確定其細(xì)胞因子活性〔6〕。編碼人IL-33的基因位于9號(hào)染色體的短臂處9p24.1。該基因由8個(gè)外顯子、干擾素刺激反應(yīng)元件和啟動(dòng)子區(qū)域中的幾個(gè)γ干擾素激活位點(diǎn)組成〔1〕。它以270個(gè)氨基酸的形式組成型表達(dá)(全長IL-33;f-IL 33)，其分子質(zhì)量為30 kD儲(chǔ)存在細(xì)胞核中，充當(dāng)核調(diào)節(jié)劑〔4,7〕。其N端核結(jié)構(gòu)域促進(jìn)了此功能，該結(jié)構(gòu)域包含與組蛋白結(jié)合的染色質(zhì)結(jié)合基序〔1〕。建立IL-33的另外兩個(gè)域是IL-1樣細(xì)胞因子域和中央域〔8〕。由于IL-33缺乏傳統(tǒng)的信號(hào)序列及非規(guī)范的加工和輸出途徑，因此細(xì)胞死亡可能是細(xì)胞因子到達(dá)細(xì)胞外的主要機(jī)制〔9〕。IL-33已被鑒定為一種雙重功能的細(xì)胞因子，從細(xì)胞釋放后還具有作為警報(bào)蛋白的全部生物活性〔1〕。此外，f-IL-33充當(dāng)嗜中性粒細(xì)胞和肥大細(xì)胞的絲氨酸蛋白酶的底物。其可使包含IL-1樣結(jié)構(gòu)域和部分中央結(jié)構(gòu)域的肽的較短形式形成成熟形式的IL-33(m-IL-33)。據(jù)估計(jì)，與f-IL-33相比，m-IL-33的生物活性提高了10～30倍〔8〕。與細(xì)胞凋亡相關(guān)的含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶(caspase)-3和caspase-7在IL-1樣結(jié)構(gòu)域內(nèi)的保守殘基Asp178裂解，并滅活I(lǐng)L-33〔9〕。Kearley等〔10〕表明，香煙煙霧誘導(dǎo)上皮細(xì)胞中IL-33的表達(dá)增加。在病毒感染引起組織損傷時(shí)，這種增加IL-33的供應(yīng)被釋放并加劇炎癥〔11〕。限制IL-33活性的主要機(jī)制是通過可溶型ST2受體蛋白(sST2)的螯合，該受體充當(dāng)誘餌，抑制IL-33介導(dǎo)的炎癥擴(kuò)展〔1〕。IL-33活性的調(diào)節(jié)還包括細(xì)胞外釋放和形成二硫鍵后半胱氨酸殘基的氧化，導(dǎo)致IL-33失活〔12〕。

1.2ST2受體 1989年Tominaga等〔13〕將ST2受體鑒定為IL-1受體家族的一員，屬于Toll樣受體(TLR)/IL-1R(TIR)超家族。ST2受體是IL-33特異性受體。ST2基因位于人染色體2q12.1上，約40 kb長〔14〕。由于RNA水平的選擇性剪接和3′端方式不同，并且通過不同的啟動(dòng)子和轉(zhuǎn)錄本的可變剪接進(jìn)行區(qū)分，在人血清中檢測(cè)到ST2基因主要表達(dá)2種形式的蛋白，即跨膜型ST2受體蛋白(ST2L)和sST2〔15,16〕。ST2L是全長蛋白，包括細(xì)胞外免疫球蛋白樣結(jié)構(gòu)域、短的細(xì)胞外間隔子、跨膜結(jié)構(gòu)域和細(xì)胞內(nèi)TIR結(jié)構(gòu)域〔9〕。它可與IL-1受體輔助蛋白結(jié)合形成受體復(fù)合物，再與IL-33結(jié)合后可表達(dá)生物活性〔16〕。ST2蛋白在心肌細(xì)胞和各種各樣的免疫細(xì)胞上表達(dá)，包括輔助型T細(xì)胞2〔14,17〕、調(diào)節(jié)性T細(xì)胞〔18〕、先天性淋巴細(xì)胞2型〔19〕、M2極化的巨噬細(xì)胞、肥大細(xì)胞〔14,20〕、嗜酸性粒細(xì)胞、嗜堿性粒細(xì)胞、嗜中性粒細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞和自然殺傷T細(xì)胞〔4,5,14〕。免疫細(xì)胞中通過ST2發(fā)出的信號(hào)會(huì)誘導(dǎo)2型和調(diào)節(jié)性T細(xì)胞免疫反應(yīng)、免疫球蛋白E產(chǎn)生和嗜酸性粒細(xì)胞增多〔18,19〕。

sST2蛋白缺少ST2L上包含的跨膜結(jié)構(gòu)和胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域，并且包含獨(dú)特的9個(gè)氨基酸的C端序列〔14〕。sST2存在于人血清中〔9〕，sST2與可溶性的受體輔助蛋白結(jié)合形成受體復(fù)合物，但其復(fù)合物與IL-33結(jié)合后則會(huì)抑制IL-33的生物活性〔16〕。在體外，已證明人肺上皮細(xì)胞和心肌細(xì)胞中的親溶性細(xì)胞因子(IL-1β和腫瘤壞死因子α)可增強(qiáng)sST2的產(chǎn)生。sST2還可以由肺、腎、心臟和小腸中的細(xì)胞自發(fā)產(chǎn)生〔13,21〕。故sST2通過各種炎癥刺激及心血管〔15〕、風(fēng)濕病和過敏性疾病而增加，從而有力地限制了全身性IL-33升高的有害作用。在人類中，全基因組關(guān)聯(lián)研究已鑒定出與血清sST2水平改變相關(guān)的IL-1受體樣蛋白1的變異體，這可能會(huì)影響對(duì)IL-33介導(dǎo)反應(yīng)的敏感性〔9〕。

1.3IL-33/ST2信號(hào)通路 IL-33信號(hào)通路始于細(xì)胞因子與ST2受體的結(jié)合。蛋白質(zhì)附著到ST2之后，募集了校正劑IL-1受體輔助蛋白，并形成了異二聚體信號(hào)復(fù)合物，該復(fù)合物涉及髓樣分化初級(jí)應(yīng)答蛋白(MYD)88，IL-1R相關(guān)激酶絲氨酸蘇氨酸激酶1和4(IRAK1，IRAK4)及腫瘤壞死因子受體相關(guān)受體(TRAF)6〔6,22〕。這導(dǎo)致核因子(NF)-κB轉(zhuǎn)錄和絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)的激活，包括c-Jun N端激酶(JNK)和p38〔6〕，然后通過信號(hào)傳導(dǎo)途徑驅(qū)動(dòng)此類過程如增殖、細(xì)胞存活、細(xì)胞因子分泌(IL-4、IL-5和IL-13)和雙調(diào)蛋白的表達(dá)〔9〕。IL-33刺激僅影響ST2+細(xì)胞。響應(yīng)的類型因受刺激細(xì)胞的類型而異，因?yàn)門輔助(Th)2細(xì)胞通過分泌IL-5和IL-13來響應(yīng)〔6〕，而肥大細(xì)胞釋放出不同的細(xì)胞因子，包括IL-4，IL-5和IL-6。另一方面，IL-33刺激后的中性粒細(xì)胞通過趨化性遷移〔1〕，在嗜酸性粒細(xì)胞的情況下，它們的反應(yīng)包括脫顆粒和活性氧的產(chǎn)生〔9〕，而對(duì)IL-33的巨噬細(xì)胞則形成另一種激活的表型。IL-33還顯示出可激活調(diào)節(jié)性T細(xì)胞中的NF-κB和p38，這導(dǎo)致ST2+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的擴(kuò)增。另外，IL-33刺激轉(zhuǎn)化生長因子β介導(dǎo)的調(diào)節(jié)性T細(xì)胞分化。僅以獨(dú)立于IL-33/ST2的方式觀察到通過MYD88激活調(diào)節(jié)性T細(xì)胞〔1〕?？傊?，IL-33/ST2軸的潛在信號(hào)傳導(dǎo)途徑與IL-1樣信號(hào)傳導(dǎo)一致。IL-33與ST2L的特異性結(jié)合通過細(xì)胞質(zhì)TIR結(jié)構(gòu)域募集了許多信號(hào)分子(MYD88、IRAK1、IRAK4和TRAF6)，通過信號(hào)傳導(dǎo)分子絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)，細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(ERK)1/2，P38和JNK1/2)，從而激活了NF-κB，激活蛋白(AP)-1和MAPK通路。這些轉(zhuǎn)錄因子的激活反過來導(dǎo)致促炎性細(xì)胞因子基因如IL-1β、干擾素γ和腫瘤壞死因子α的表達(dá)上調(diào)〔5〕。

IL-33信號(hào)傳導(dǎo)途徑受到sST2的負(fù)調(diào)控，該sST2缺乏跨膜結(jié)構(gòu)域，并充當(dāng)功能性IL-33的誘餌受體。此外，已知單個(gè)免疫球蛋白IL-1R相關(guān)分子，也稱為TIR8，通過與ST2-IL-33復(fù)合物相互作用來阻斷IL-33信號(hào)傳導(dǎo)〔5〕。IL-33通過ST2受體與靶細(xì)胞的相互作用促進(jìn)了促炎性細(xì)胞因子的存活、黏附、脫粒、趨化性和分泌，這種現(xiàn)象廣泛涉及各種炎癥性疾病。對(duì)IL-33的核和免疫調(diào)節(jié)功能的闡明表明，IL-33與轉(zhuǎn)錄因子NF-κB相互作用并削弱了其與DNA的結(jié)合，導(dǎo)致成纖維細(xì)胞中NF-κB依賴的促炎基因轉(zhuǎn)錄減少〔5〕。

2 OSAHS

OSAHS的特征是在睡眠過程中反復(fù)發(fā)生上呼吸道部分或完全塌陷的事件，從而導(dǎo)致肺泡通氣改變，間歇性低氧血癥及呼吸作用增加和胸內(nèi)負(fù)壓波動(dòng)，常常會(huì)引起覺醒并因此引起不適睡眠連續(xù)性并導(dǎo)致零散的睡眠體系結(jié)構(gòu)〔23〕。流行病學(xué)研究和調(diào)查顯示，OSAHS的患病率在男性中為2%～4%，在女性中為1%～2%。然而，≥65歲的個(gè)體OSAHS發(fā)病率已達(dá)20%～40%〔24〕。故OSAHS是一個(gè)日益嚴(yán)重的健康問題，越來越多地影響成年人群〔25〕。目前最常見的治療方式是持續(xù)氣道正壓〔26〕。

OSAHS患者睡眠期間氣道阻塞和塌陷的反復(fù)過程導(dǎo)致夜間慢性間歇性缺氧，導(dǎo)致線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)功能障礙，過度激活還原型輔酶Ⅱ(NADPH)氧化酶、黃嘌呤氧化酶和解耦聯(lián)一氧化氮合酶，誘導(dǎo)促氧化劑和抗氧化劑之間失衡，從而引起一系列氧化應(yīng)激反應(yīng)例如蛋白質(zhì)氧化、脂質(zhì)過氧化和DNA氧化及炎癥反應(yīng)〔3〕。Kheirandish-Gozal等〔23〕對(duì)兩種經(jīng)典的原型炎性細(xì)胞因子(IL-6和腫瘤壞死因子α)的研究證實(shí)，成人和兒童中的OSAHS均可促進(jìn)持續(xù)的低強(qiáng)度炎癥狀態(tài)。許多研究表明，OSAHS患者具有較高的炎癥標(biāo)記物循環(huán)水平，包括高敏感性C反應(yīng)蛋白、IL-1、IL-6、IL-8、腫瘤壞死因子α、細(xì)胞間黏附分子1和血管細(xì)胞黏附分子1〔27〕。Gottlieb等〔28〕在一項(xiàng)招募中度至重度OSAHS的隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)中比較了12 w的持續(xù)氣道正壓通氣(CPAP)對(duì)血壓的影響，研究發(fā)現(xiàn)CPAP能有效降低血壓并使C反應(yīng)蛋白降低20%。故OSAHS可以誘發(fā)全身性炎癥，被描述為一種低度的慢性炎癥性疾病。

3 IL-33與OSAHS的研究進(jìn)展

研究表明，慢性炎癥狀態(tài)會(huì)增加組織IL-33的含量，而IL-33可能與持續(xù)的炎癥信號(hào)協(xié)同作用，從而進(jìn)一步促進(jìn)炎癥和組織損傷〔9〕。故IL-33作為警報(bào)蛋白間接增加IL-1、IL-6、C反應(yīng)蛋白等炎癥因子的表達(dá)，促進(jìn)了慢性炎癥性疾病的發(fā)展。OSAHS是一種慢性疾病，且與慢性低度全身性炎癥高度相關(guān)〔1〕。研究發(fā)現(xiàn)OSAHS組的血漿IL-33和sST2明顯高于對(duì)照組，而水平在中度和嚴(yán)重OSAHS中相似，表明IL-33是引起血清水平升高的炎癥介質(zhì)之一〔29〕。另有相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)唾液中的IL-33濃度在OSAHS組明顯高于對(duì)照組，這強(qiáng)調(diào)了IL-33在OSAHS患者中對(duì)全身性炎癥的貢獻(xiàn)〔30〕。其實(shí)無論OSAHS嚴(yán)重程度如何，OSAHS都可能對(duì)IL-33水平產(chǎn)生激活作用。故IL-33及其受體sST2可能與OSAHS的全身炎癥有關(guān)〔29〕。

肥胖是OSAHS的危險(xiǎn)因素〔1〕。過多的中央脂肪組織也會(huì)導(dǎo)致OSAHS的全身炎癥水平〔26〕。研究發(fā)現(xiàn)IL-33在人脂肪細(xì)胞和前脂肪細(xì)胞中均有表達(dá)，脂肪量增加導(dǎo)致脂肪組織內(nèi)的缺氧可能是誘發(fā)炎癥相關(guān)脂肪因子的關(guān)鍵誘因，前脂肪細(xì)胞暴露于低氧環(huán)境會(huì)導(dǎo)致IL-33基因表達(dá)適度增加〔31〕，因此OSAHS患者的脂肪組織提供了廣泛的IL-33來源。在非肥胖OSAHS患者中，沒有發(fā)現(xiàn)全身炎癥指標(biāo)顯著增加，但也不能排除OSAHS本身確實(shí)會(huì)激活促炎途徑。目前，脂肪細(xì)胞在OSAHS中所發(fā)揮的作用尚不完全清楚，需要進(jìn)一步研究，尤其是關(guān)注所選遺傳標(biāo)記和動(dòng)物模型的mRNA表達(dá)〔1〕。

慢性間歇性缺氧為OSAHS的主要特征。有人提出OSAHS的慢性間歇性缺氧比穩(wěn)定缺氧更易誘發(fā)炎癥，因?yàn)槿毖鹾蛷?fù)氧的周期與缺血再灌注損傷相似，而缺血再灌注損傷會(huì)促進(jìn)明顯的氧化應(yīng)激〔26〕。研究發(fā)現(xiàn)，呼吸道暴露于缺氧狀態(tài)會(huì)上調(diào)肺結(jié)構(gòu)細(xì)胞(特別是肺動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞)的IL-33/ST2表達(dá)〔32〕，通過激活下游缺氧誘導(dǎo)因子(HIF)/血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)信號(hào)傳導(dǎo)促進(jìn)低氧性肺血管重構(gòu)。人肺動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞組成性表達(dá)IL-33及其受體ST2，而缺氧會(huì)上調(diào)其表達(dá)〔33〕。Yang等〔34〕研究發(fā)現(xiàn)，缺氧誘導(dǎo)顯著促進(jìn)IL-33和sST2的表達(dá)，并促進(jìn)細(xì)胞凋亡。間歇性缺氧會(huì)導(dǎo)致全身性炎癥，也可能影響IL-33的產(chǎn)生〔1〕，但是這種關(guān)系的機(jī)制尚不清楚，需進(jìn)一步研究。

綜上，IL-33作為一種新近發(fā)現(xiàn)的細(xì)胞因子，其通過跨膜形式的ST2受體發(fā)揮其促炎性生物學(xué)功能。OSAHS作為一種低度的慢性炎癥性疾病，已成為嚴(yán)重的健康問題。目前有關(guān)IL-33/ST2信號(hào)通路在OSAHS中的研究很少，IL-33在OSAHS中介導(dǎo)的作用及相關(guān)機(jī)制尚不清楚。肥胖作為OSAHS公認(rèn)的危險(xiǎn)因素，脂肪組織提供了OSAHS患者IL-33來源，但其在OSAHS中所發(fā)揮的作用尚不完全清楚。缺氧亦會(huì)影響IL-33的產(chǎn)生，相關(guān)機(jī)制仍不清楚。因此，在今后的研究中需探索IL-33/ST2信號(hào)通路在OSAHS發(fā)生和發(fā)展中的機(jī)制，為疾病診治提供新思路。