IL-23、IL-17在早期不明原因復發(fā)性流產中的研究進展

蔡君英(綜述)，李慕軍(審校)

(廣西醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院生殖中心，南寧530021)

復發(fā)性流產是指2次或2次以上發(fā)生在妊娠20周之前的妊娠產物或胎兒丟失(體質量＜500 g)。在人群中發(fā)病率為2%～4%［1］。其致病原因復雜，且仍有50%流產原因不明，稱為不明原因復發(fā)性流產。近年來研究發(fā)現［2］，母胎免疫失衡與不明原因的復發(fā)性流產有很大關系。母胎界面特點是輔助性T細胞(T helper cell，Th)2 免疫偏移伴隨著調節(jié)性T細胞(regulatory T cell，Treg 細胞)的擴增，免疫細胞分泌各種細胞因子構建了母胎界面復雜的細胞因子網絡，維持母胎免疫平衡。若免疫失衡細胞因子網絡改變將導致妊娠失敗。研究發(fā)現［3］，不明原因復發(fā)性流產患者白細胞介素(interleukin，IL)23和IL-17較正常妊娠孕婦明顯增加。近年來，IL-23、IL-17的增加與母胎界面細胞因子網絡改變和流產的關系越來越受到關注?，F對IL-23和IL-17在不明原因復發(fā)性流產發(fā)病機制中所起的作用予以綜述。

1 IL-23分子

1.1 IL-23的生物學特征及作用 IL-23分子是由IL-12p40和IL-23p19兩個亞基組成的異質二聚體分子:屬于IL-12家族，其受體為 IL-23R和 IL-12Rβ1組成的受體復合物［4］。IL-23主要來源于活化的樹突狀細胞和巨噬細胞，能促進T細胞尤其是CD4+T細胞的增殖，對Treg/Th17平衡有調控作用。IL-23對 Th17細胞的表型、穩(wěn)定和功能非常重要。Murphy等［5］研究提示，IL-23 缺乏(IL-23p19－/－)的小鼠不易患自身免疫性腦脊髓膜炎和類風濕關節(jié)炎。由于妊娠過程是同種半異體移植的成功，是免疫學領域的唯一例外，而不明原因的復發(fā)性流產很可能與免疫失衡有關。大量研究發(fā)現，在復發(fā)性流產組 IL-23明顯高于正常妊娠組［3，6-7］。Iwakura和Ishigame［8］在鼠實驗中發(fā)現，蛻膜組織中IL-23增加能引起胚胎丟失率增加。IL-23通過促進CD4+T細胞分泌炎性細胞因子IL-17而發(fā)揮促炎效應，它是Th17細胞擴增和維持存活的因素，通過正反饋回路上調IL-6、IL-1和腫瘤壞死因子α的表達可能是其機制之一。阻斷IL-23或其下游細胞因子IL-17和IL-6可顯著抑制炎癥進展［9］。Cho等［10］通過 PDTC［核因子 κB(nuclear factor kappa B，NF-κB)抑制劑］、AG490(酪氨酸蛋白激酶2抑制劑)和LY294002(磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B抑制劑)的應用證明了IL-23通過信號轉導和轉錄激活因子(signaltransdueer and activator of transcription，STAT)3、磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶 B和 NF-κB細胞內通路刺激IL-17生成，并且能增強STAT3、磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B和NF-κB等蛋白的磷酸化。

1.2 IL-23R的組成及意義 IL-23R是一種跨膜蛋白，由IL-12Rβ1和IL-23R兩個亞基組成。主要表達在活化的記憶性T細胞、自然殺傷細胞、固有免疫細胞中。IL-23通過含有IL-12Rβ1和IL-23R的異質二聚體受體發(fā)揮作用。IL-23與IL-23 R結合后激活酪氨酸蛋白激酶2和酪氨酸激酶2，使其磷酸化，激活了STAT3和STAT4。IL-23主要引起STAT3的磷酸化。STAT蛋白對Th1、Th2和Th17的細胞分化起重要作用，其中STAT3對于分泌IL-17的Th17細胞發(fā)育有重要作用，它可促進Th17細胞的分化并分泌IL-17，引起相應的炎癥反應。實驗證明［10］，IL-23被敲除的小鼠沒有Th17細胞存在，充分證明了IL-23/IL-17軸在維持宿主免疫監(jiān)視系統(tǒng)完整性中的作用。而過度的免疫反應很可能成為自身免疫性疾病的發(fā)病原因。

2 IL-17分子

2.1 IL-17A的生物學特征及作用 IL-17包括IL-17A～F 6個成員，IL-17R在上皮細胞、成纖維細胞、B細胞、T細胞、骨髓單核細胞及骨髓基質細胞等多種細胞中均發(fā)現有表達［11］。IL-17A主要由外周血T細胞中的Th17細胞分泌，與分布于免疫細胞的IL-17RA有強親和力，是重要的促炎因子。IL-17與所在受體的細胞結合后，通過活化絲裂原激活蛋白激酶和NF-κB發(fā)揮作用。一方面，IL-17通過誘導細胞釋放前炎性因子及發(fā)動中性粒細胞，導致中性粒細胞蛋白酶和髓過氧化物酶等蛋白水解酶活性增高［12］;另一方面，IL-17刺激組織成纖維細胞，通過絲裂原活化蛋白激酶細胞外調節(jié)蛋白激酶的介導，釋放IL-6，促進單核細胞趨化蛋白、前炎性因子腫瘤壞死因子α、IL-1β及集落刺激因子粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子和粒細胞集落刺激因子的表達，并促進血管內皮生長因子的表達［13］。通過以上途徑啟動炎癥反應以達到宿主防御外來抗原的目的。IL-17A對宿主防御非常重要，它通過幾個途徑促進機體防御。IL-17A與IL-17RA結合后能激活IL-6信號環(huán)路［12］，包括纖維母細胞上的 NF-κB和 STAT3通路進而促進炎癥發(fā)生。在致敏期，IL-17A能直接作用于T細胞誘發(fā)自身免疫反應。另一方面，IL-17A還可通過刺激纖維母細胞、內皮細胞和上皮細胞分泌的炎性因子、趨化因子、抗菌肽和基質金屬蛋白的表達而促進炎癥發(fā)生［13］。

2.2 IL-17A與妊娠 母胎界面蛻膜組織含有大量免疫細胞和成纖維細胞，其中含有IL-17R的細胞成為IL-17的靶細胞，當母胎免疫失衡，IL-17作用于這些細胞上的IL-17R受體引起一系列反應很可能是導致妊娠失敗的原因。在正常妊娠和不明原因復發(fā)性流產的研究發(fā)現，復發(fā)性流產IL-17明顯高于正常妊娠組［14-15］。兩組人群即使在未孕狀態(tài)，流產組也較非流產組具有更高的IL-23和IL-17水平。一項對曾發(fā)生不明原因復發(fā)性流產病史的婦女和正常無受孕史婦女黃體期外周血淋巴細胞的橫斷面研究顯示［16］，曾有不明原因復發(fā)性流產病史婦女的IL-23、IL-17水平明顯高于未孕組，說明有不明原因復發(fā)性流產病史的患者即使在未孕狀態(tài)對胚胎免疫排斥的高危因素仍高于正常未孕組婦女。這可能也是發(fā)生過復發(fā)性流產的患者再次流產的風險(40%)明顯高于正常人群的原因。

3 IL-23/IL-17軸

3.1 IL-23/IL-17軸在自身免疫性疾病中的作用 IL-23/IL-17作為經典的炎癥軸在炎癥性腸病、銀屑病、Graves病、自身免疫性腦脊髓膜炎等免疫性疾病中發(fā)揮著重要的作用。IL-23/IL-17軸已經成為相關免疫性疾病治療的新靶點。在體外試管實驗中，IL-23不能直接誘導CD4+T細胞向Th17細胞分化［17］，但對IL-6、轉化生長因子β誘導Th17細胞的轉化起到協(xié)同作用［18］。Saifi等［16］報道了咪喹莫特通過作用于IL-23R或IL-17R明顯緩解了銀屑病模型小鼠的癥狀。在狼瘡性腎炎中，IL-23/IL-17軸得到激活并與腎內免疫球蛋白的沉積和補體激活有關［17］。IL-23p19特異性抗體通過對IL-23/IL-17軸的干預起到了對小鼠自身免疫性腦脊髓膜炎的治療并預防其復發(fā)［18］。IL-23p19缺乏的小鼠促炎反應下降而能防治各種自身免疫性疾病，這在自身免疫性腦脊髓膜炎、炎癥性腸病、膠原性關節(jié)炎的實驗模型上得到了驗證［5，19-20］。有研究發(fā)現，在類風濕關節(jié)炎中，IL-23促進Th17細胞分泌IL-17，IL-17促進IL-1、IL-6和腫瘤壞死因子α的分泌，加劇關節(jié)滑液炎癥和破骨細胞的分化進而導致關節(jié)破壞［21］。由于IL-23在自身免疫性疾病領域的發(fā)現，越來越多的研究將IL-23作為治療自身免疫性疾病的靶標。

3.2 IL-23/IL-17軸和妊娠 目前研究表明，炎癥應答存在3條獨立通路:IL-12/干擾素 γ、IL-4/IL-5/IL-13和 IL-23/IL-17。判斷每種疾病發(fā)病的主要免疫應答通路對疾病的治療非常重要，因為抑制一條通路有可能引起其他通路表達增高。胚胎作為一種同種異體移植物，表達一半的父系抗原，母體對胚胎的排斥會導致妊娠丟失。很多有關正常妊娠和復發(fā)性流產的研究顯示，復發(fā)性流產患者蛻膜組織中的Th17細胞和IL-17因子明顯高于正常妊娠組中的蛻膜［13，22］。一項對有復發(fā)性流產病史和既往為正常妊娠的群體研究發(fā)現，既往有復發(fā)性流產病史患者黃體期外周血中Th17、IL-17和IL-23明顯高于既往正常妊娠組［16］。目前已經初步證明［23］，IL-23/IL-17通路是主要免疫應答通路，也是Treg/Th17失調的主要功能體現。IL-23通過促進Th17的擴增分泌炎性因子IL-17，IL-17與IL-17R結合后通過多種信號轉導通路發(fā)揮生物學功能，從而促進多種炎性介質的表達。IL-17是一種強效促炎因子，具有強大的募集和激活中性粒細胞的功能，能誘導和刺激T細胞、成纖維細胞、巨噬細胞等產生IL-1/IL-6/IL-8和腫瘤壞死因子α等眾多炎性因子并使中性粒細胞在局部組織聚集，從而誘導炎癥。IL-17還可以放大細胞間黏附因子1等共刺激分子的誘導作用，協(xié)同刺激T細胞的活化［24］。復發(fā)性流產患者很可能是由于炎癥性的免疫排斥導致妊娠丟失。因此，IL-23/IL-17軸很可能在Treg/Th17失衡引起的母胎免疫排斥反應中起關鍵作用，有望成為預防或治療復發(fā)性流產的新靶標。

4 結語

IL-23、IL-17分子及IL-23/IL-17軸與不明原因復發(fā)性流產關系的研究不僅進一步揭示了不明原因復發(fā)性流產免疫方面的發(fā)病機制，而且為不明原因復發(fā)性流產的防治提供了很多新思路、新策略。對IL-23/IL-17軸在自身免疫性疾病中干預的核心作用是降低了宿主對自身抗原的免疫排斥反應而減輕了相關免疫性疾病的損傷程度。胚胎作為一種同種半抗原，抑制母體對其免疫排斥成為治療同種免疫性不孕的關鍵。對IL-23/IL-17軸及其相應細胞因子網絡的研究和干預對于不明原因復發(fā)性流產的防治有廣闊的應用前景，有可能為妊娠失敗提供新的防治策略。

［1］Allison JL，Schust DJ.Recurrent first trimester pregnancy loss:revised definitions and novel causes［J］.Curr Opin Endocrinol Diabetes Obes，2009，16(6):446-450.

［2］Guo PF，Du MR，Wu HX，et al.Thymic stromal lymphopoietin from trophoblasts induces dendritic cell-mediated regulatory TH2 bias in the decidua during early gestation in humans［J］.Blood，2010，116(12):2061-2069.

［3］Wang WJ，Hao CF，Yi L，et al.Increased prevalence of T helper 17(Th17)cells in peripheral blood and decidua in unexplained recurrent spontaneous abortion patients［J］.J Reprod Immunol，2010，84(2):164-170.

［4］Oppmann B，Lesley R，Blom B，et al.Novel p19 protein engages IL-12p40 to form a cytokine，IL-23，with biological activities similar as well as distinct from IL-12［J］.Immunity，2000，13(5):715-725.

［5］Murphy CA，Langrish CL，Chen Y，et al.Divergent pro-and antiinflammatory roles for IL-23 and IL-12 in joint autoimmune inflammation［J］.J Exp Med，2003，198(12):1951-1957.

［6］秦衛(wèi)兵.原因不明復發(fā)性流產患者外周血Th17和Treg細胞頻率及其細胞因子水平變化［J］.實用醫(yī)學雜志，2011，27(14):2513-1515.

［7］崔青.原因不明復發(fā)性流產患者蛻膜IL-27、IL-23的表達及其意義［J］.中國實用婦科與產科雜志，2013，29(8):642-644.

［8］Iwakura Y，Ishigame H.The IL-23/IL-17 axis in inflammation［J］.J Clin Invest，2006，116(5):1218-1222.

［9］Maloy KJ.The Interleukin-23/Interleukin-17 axis in intestinal inflammation［J］.J Intern Med，2008，263(6):584-590.

［10］Cho ML，Kang JW，Moon YM，et al.STAT3 and NF-kappaB signal pathway is required for IL-23-mediated IL-17 production in spontaneous arthritis animal model IL-1 receptor antagonist-deficient mice［J］.J Immunol，2006，176(9):5652-5661.

［11］Wang Q，Zhou J，Zhang B，et al.Hepatitis B virus induces IL-23 production in antigen presenting cells and causes liver damage via the IL-23/IL-17 axis［J］.PLoS Pathog，2013，9(6):e1003410.

［12］Ogura H，Murakami M，Okuyama Y，et al.Interleukin-17 promotes autoimmunity by triggering a positive-feedback loop via interleukin-6 induction［J］.Immunity，2008，29(4):628-636.

［13］Iwakura Y，Ishigame H，Saijo S，et al.Functional specialization of interleukin-17 family members［J］.Immunity，2011，34(2):149-162.

［14］Lee SK，Kim JY，Hur SE，et al.An imbalance in interleukin-17-producing T and Foxp3(+)regulatory T cells in women with idiopathic recurrent pregnancy loss［J］.Hum Reprod，2011，26(11):2964-2971.

［15］劉長明，叢林，方慧琴，等.Treg和Th17在原因不明性復發(fā)性流產發(fā)病中作用的探討［J］.現代婦產科進展，2011，20(12):944-947.

［16］Saifi B，Rezaee SA，Tajik N，et al.Th17 cells and related cytokines in unexplained recurrent spontaneous miscarriage at the implantation window［J］.Reprod Biomed Online，2014，29(4):481-489.

［17］Veldhoen M，Hocking RJ，Atkins CJ，et al.TGF-β in the context of an inflammatory cytokine milieu supports de novo differentiation of IL-17-producing T cells［J］.Immunity，2006，24(2):179-189.

［18］Zhou L，Ivanov II，Spolski R，et al.IL-6 programs T(H)-17 cell differentiation by promoting sequential engagement of the IL-21 and IL-23 pathways［J］.Nature immunology，2007，8(9):967-974.

［19］Cua DJ，Sherlock J，Chen Y，et al.Interleukin-23 rather than interleukin-12 is the critical cytokine for autoimmune inflammation of the brain［J］.Nature，2003，421(6924):744-748.

［20］Langrish CL，Chen Y，Blumenschein WM，et al.IL-23 drives a pathogenic T cell population that induces autoimmune inflammation［J］.J Exp Med，2005，201(2):233-240.

［21］Rong C，Hu W，Wu FR，et al.Interleukin-23 as a potential therapeutic target for rheumatoid arthritis［J］.Mol Cell Biochem，2012，361(1/2):243-248.

［22］蔣艷萍，曹來英，洛若愚.Th17細胞和Treg細胞與不明原因復發(fā)性流產的關系［J］.武漢大學學報:醫(yī)學版，2011，32(6):773-777.

［23］De Nitto D，Sarra M，Cupi ML，et al.Targeting IL-23 and Th17-cytokines in inflammatory bowel diseases［J］.Curr Pharm Des，2010，16(33):3656-3660.

［24］Gabr MA，Jing L，Helbling AR，et al.Interleukin-17 synergizes with IFNγ or TNFα to promote inflammatory mediator release and intercellular adhesion molecule-1(ICAM-1)expression in human intervertebral disc cells［J］.J Orthop Res，2011，29(1):1-7.