2型固有淋巴細(xì)胞在變應(yīng)性疾病中的研究進(jìn)展

劉力，鄒映雪

人體免疫系統(tǒng)分為固有免疫系統(tǒng)和適應(yīng)性免疫系統(tǒng)兩大類。固有免疫系統(tǒng)是防御入侵病原體或抗原的第一道防線，應(yīng)答迅速、無特異性；隨后激活的適應(yīng)性免疫系統(tǒng)對特定抗原進(jìn)行徹底清除［1］。固有淋巴細(xì)胞（innate lymphoid cells，ILCs）作為固有免疫的重要效應(yīng)細(xì)胞群，主要有3個標(biāo)志性特征：不經(jīng)歷受體基因重排和克隆選擇、缺乏髓系細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞表型標(biāo)志物以及其形態(tài)屬淋巴譜系［2］。ILCs多為組織駐留淋巴細(xì)胞，主要分布于扁桃體、支氣管-肺、腸道、皮膚等黏膜屏障部位，參與黏膜免疫形成、淋巴細(xì)胞發(fā)育、組織損傷修復(fù)及上皮屏障保護(hù)，在抗感染、調(diào)控炎癥、維持免疫穩(wěn)態(tài)中起著重要作用。根據(jù)ILCs 的表型和分泌的細(xì)胞因子，分1、2、3 型固有淋巴細(xì)胞（ILC1s、ILC2s、ILC3s）3 個亞群，功能上近似對應(yīng) Th 細(xì)胞的 Th1、Th2 和 Th17［3］。ILC1s 包括自然殺傷細(xì)胞（NK）和ILC1 細(xì)胞，依賴轉(zhuǎn)錄因子T-bet（T-box transcription factor）并產(chǎn)生大量干擾素（IFN）-γ；ILC2s為一個單獨(dú)的細(xì)胞亞群，能產(chǎn)生Th2型細(xì)胞因子和其他效應(yīng)分子，如白細(xì)胞介素（interleukin，IL）-4、IL-5、IL-9、IL-13 和血管內(nèi)皮生長因子（VEGF），從而驅(qū)動2 型免疫反應(yīng)的發(fā)生；ILC3s 活化時產(chǎn)生細(xì)胞因子 IL-17 和 IL-22［4］。與識別特定抗原的T細(xì)胞不同，ILC2s對非特異性的細(xì)胞因子有反應(yīng)，IL-33、IL-25、胸腺間質(zhì)淋巴生成素（thymicstromal lymphopoietin，TSLP）和花生酸類物質(zhì)是刺激ILC2s 活化與增殖的主要激活因子，活化后的 ILC2s 可產(chǎn)生大量的 IL-5 和 IL-13（IL-5 和 IL-13又被稱為前過敏細(xì)胞因子），導(dǎo)致氣道炎癥形成和氣道高反應(yīng)性，這提示人類ILC2參與Th2免疫反應(yīng)［5］。此外，在變應(yīng)性鼻炎（allergic rhinitis，AR）、哮喘、特應(yīng)性皮炎（atopic dermatitis，AD）、嗜酸性粒細(xì)胞性食管炎（eosinophilic esophagitis，EoE）等多種變應(yīng)性疾病患者的病變組織中均有ILC2 數(shù)量增加［6-7］。因ILC2s的持續(xù)激活會破壞機(jī)體內(nèi)穩(wěn)態(tài)，故體內(nèi)亦存在其抑制因子，如前列腺素（prostaglandin，PGs）、兒茶酚胺類神經(jīng)遞質(zhì)、IL-27、IL-10、脂氧素 A4 和 IFN等。固有免疫可能比適應(yīng)性免疫更早、更強(qiáng)地參與過敏反應(yīng)，本文就ILC2在變應(yīng)性疾病中的研究熱點(diǎn)予以綜述。

1 AR

AR 患者暴露于過敏原環(huán)境后，迅速出現(xiàn)打噴嚏、流鼻涕、鼻癢、黏膜充血等典型癥狀，這是IgE介導(dǎo)的經(jīng)典Ⅰ型超敏反應(yīng)。但是越來越多的證據(jù)顯示，固有免疫反應(yīng)也是AR的發(fā)病機(jī)制。

有研究發(fā)現(xiàn)，AR 患者鼻上皮受到過敏原刺激后，上皮內(nèi)的前炎性細(xì)胞因子增加，屋塵螨（HDM）過敏患者的鼻腔灌洗液中可檢測到IL-25、IL-33 和TSLP［8-9］。此外，AR 患者鼻黏膜中 IL-33 和 TSLP 的mRNA呈高水平表達(dá)［10-11］。IL-33不僅可以引起IgE介導(dǎo)的組胺釋放，也可通過非IgE途徑激活I(lǐng)LC2，從而刺激肥大細(xì)胞釋放細(xì)胞因子和趨化因子［12］。有研究顯示，樺樹、花粉過敏患者的嗜堿性粒細(xì)胞受到過敏原刺激后，會出現(xiàn)外周血單個核細(xì)胞（PBMC）釋放的 IL-25 水平上調(diào)，此外 PBMCs 中 CD4+T 細(xì)胞能夠表達(dá)高水平的IL-25R mRNA，IL-25 可增強(qiáng)ILC2 介導(dǎo)的肥大細(xì)胞脫顆粒［13］。上述研究表明，IL-25、IL-33和ILC2通路可能是導(dǎo)致AR發(fā)病的重要環(huán)節(jié)。周明輝等［14］研究顯示變應(yīng)性真菌性鼻竇炎患者鼻上皮細(xì)胞中ILC2 數(shù)量增加，并受上皮細(xì)胞衍生的IL-25正向調(diào)控，兩者與鼻黏膜內(nèi)的IL-5、IL-13 表達(dá)水平呈正相關(guān)。

關(guān)于AR 患者外周血中ILC2 數(shù)量是否增加，目前研究結(jié)論并不一致。Bartemes 等［15］研究發(fā)現(xiàn)AR患者外周血中ILC2數(shù)量并未增加，但哮喘患者外周血中ILC2數(shù)量增加。另有研究顯示，HDM過敏患者外周血中ILC2數(shù)量增加，且其數(shù)量變化與癥狀嚴(yán)重程度呈正相關(guān)［16］。Fan 等［17］研究發(fā)現(xiàn)，與健康對照組相比，HDM 過敏的AR 患者外周血中ILC2 數(shù)量增加，然而艾蒿過敏的AR 患者ILC2 數(shù)量卻無明顯變化，提示HDM 對ILC2 的刺激強(qiáng)于艾蒿等植物過敏原，HDM過敏的免疫反應(yīng)機(jī)制可能與植物過敏原不同。對于植物過敏原導(dǎo)致AR的研究發(fā)現(xiàn)，在草花粉季節(jié)，草花粉過敏患者外周血中的ILC2和ILC3數(shù)量增加，而ILC1數(shù)量則無明顯變化；此外，在非草花粉季節(jié)，舌下過敏原免疫治療對ILC1、ILC2 和ILC3 數(shù)量無顯著影響［18］。

Kato 等［19］建立了經(jīng)鼻腔接觸豚草花粉致敏的AR小鼠模型，研究發(fā)現(xiàn)在小鼠模型的鼻黏膜中存在ILC2；研究人員進(jìn)一步建立敲除T 細(xì)胞和B 細(xì)胞重組激活基因2（Rag2-/-）小鼠模型研究其固有免疫功能，結(jié)果顯示，盡管Rag2-/-小鼠過敏早期出現(xiàn)嗜酸性粒細(xì)胞浸潤減少，但仍高于磷酸鹽緩沖液對照組，推測ILC2 可能在過敏早期嗜酸性粒細(xì)胞浸潤中起促進(jìn)作用，但在后期則不發(fā)揮作用。

2 哮喘

哮喘的主要特點(diǎn)是氣道炎癥、氣道高反應(yīng)性和可逆性氣流受阻。既往研究普遍認(rèn)為哮喘主要與Th2 細(xì)胞和嗜酸性粒細(xì)胞相關(guān)，然而新近研究表明哮喘不僅是Th2 細(xì)胞主導(dǎo)的免疫反應(yīng)，也是一組異質(zhì)性疾?。?0］。當(dāng)哮喘由Th2細(xì)胞介導(dǎo)時，Th2細(xì)胞通過產(chǎn)生IL-4、IL-5 和IL-13 等細(xì)胞因子在哮喘中起關(guān)鍵作用。IL-4刺激B細(xì)胞的增殖與分化，促進(jìn)IgE的合成和肥大細(xì)胞的生成；而IL-5能夠促進(jìn)嗜酸性粒細(xì)胞的增殖與分化；IL-13則通過刺激上皮細(xì)胞和氣道平滑肌細(xì)胞引起氣道高反應(yīng)性，這是哮喘的重要標(biāo)志之一。哮喘也與其暴露的因素有關(guān)，如二手煙、汽車尾氣、臭氧、病毒感染、運(yùn)動、精神壓力和肥胖等，這類情況通常與中性粒細(xì)胞相關(guān)氣道炎癥和非Th2細(xì)胞依賴的固有免疫有關(guān)［21-22］。

ILC2s與哮喘氣道炎癥密切相關(guān)。有研究發(fā)現(xiàn)，與健康對照組相比，哮喘模型小鼠支氣管上皮組織和外周血中ILC2數(shù)量明顯增加，肺泡灌洗液和外周血中IL-4、IL-5、IL-13 水平亦顯著升高，提示ILC2是哮喘發(fā)病機(jī)制中重要的免疫細(xì)胞［23］。Préfontaine等［24］研究顯示，當(dāng)病原微生物、過敏原等環(huán)境因素刺激哮喘患者氣道上皮細(xì)胞時，上皮細(xì)胞和氣道平滑肌細(xì)胞會產(chǎn)生大量TSLP 和IL-33，其水平與疾病嚴(yán)重程度呈正相關(guān)，TSLP和IL-33可直接刺激ILC2分泌Th2 型細(xì)胞因子。有研究顯示，哮喘患者外周血中ILC2數(shù)量及ILC2相關(guān)的Th2型細(xì)胞因子、轉(zhuǎn)錄因子和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子表達(dá)水平均明顯增高，另在哮喘患者肺泡灌洗液中亦可檢測到ILC2［25-27］。此外，符合氣道嗜酸性粒細(xì)胞炎癥的嚴(yán)重哮喘患者在口服糖皮質(zhì)激素治療后，痰液中仍可檢測到大量IL-5、IL-13和ILC2s，提示ILC2在氣道炎癥中發(fā)揮持續(xù)作用，全身用糖皮質(zhì)激素不能完全控制氣道炎癥［28］。但也有研究發(fā)現(xiàn)，哮喘患者接受過敏原刺激24 h后，痰液中IL-5、IL-13水平和ILC2數(shù)量顯著增高，而血液中ILC2 數(shù)量減少，提示 ILC2 僅在氣道內(nèi)增加［29］。綜上，哮喘患者外周血中ILC2 數(shù)量是否增加，目前研究結(jié)論尚不一致，但多項(xiàng)研究證實(shí)支氣管上皮和肺泡內(nèi)ILC2數(shù)量明顯增加。

ILC2 參與氣道高反應(yīng)性。氣道上皮受到刺激或損傷后可直接分泌一系列炎性因子，其中IL-33可以迅速激活I(lǐng)LC2，發(fā)生Th2 型免疫反應(yīng)。ILC2 可通過分泌IL-5調(diào)節(jié)B細(xì)胞分泌IgE，同時促進(jìn)嗜酸性粒細(xì)胞生長、分化和聚集，分泌IL-13直接誘發(fā)氣道高反應(yīng)性［30］。哮喘患者肺內(nèi)ILC2 數(shù)量增加是Th2細(xì)胞因子的重要來源，在無CD4+淋巴細(xì)胞的情況下即可驅(qū)動嗜酸性粒細(xì)胞的炎癥反應(yīng)［31］。

ILC2參與氣道上皮損傷和重塑。Sugita 等［32］研究哮喘患者支氣管上皮細(xì)胞中ILC2 對上皮緊密連接和屏障功能的調(diào)節(jié)作用，結(jié)果顯示，當(dāng)ILC2 與人支氣管上皮細(xì)胞共同培養(yǎng)時，ILC2 可通過釋放IL-13破壞上皮屏障功能，表現(xiàn)為上皮間電阻抗降低和上皮通透性增加。Saglani 等［33］研究發(fā)現(xiàn)，IL-33 是肺內(nèi)ILC2的強(qiáng)效激活因子，ILC2數(shù)量增加和持續(xù)激活是導(dǎo)致兒童糖皮質(zhì)激素耐藥型哮喘氣道重塑的重要因素，因此ILC2 和IL-33 可能成為防治氣道重塑的靶點(diǎn)。

除促炎作用外，ILC2 也具有部分炎癥調(diào)節(jié)作用。有研究發(fā)現(xiàn)，存在一類ILC2亞群在轉(zhuǎn)化生長因子（TGF）-β1 協(xié)同作用下，可產(chǎn)生 IL-10，被稱為ILC210［34］。小鼠模型中嗜酸性粒細(xì)胞炎癥的減弱與ILC210的合成增加有關(guān)，提示ILC210具有炎癥調(diào)節(jié)作用［35］。

3 AD

AD 是一種慢性瘙癢性炎癥性皮膚病，其在14歲以下兒童中的發(fā)病率約為20%，在成人中的發(fā)病率約為3%。AD發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，可能是基因易感性、皮膚屏障缺陷、免疫紊亂、微生物感染、環(huán)境因素等多因素共同作用致病，常伴發(fā)哮喘、AR 多種變應(yīng)性疾病，免疫學(xué)特征屬于Th2 型免疫反應(yīng)［36］。Salimi等［37］研究顯示，成人AD患者皮損區(qū)域內(nèi)ILC2s數(shù)量明顯多于健康對照組，但外周血中ILC2數(shù)量與健康對照組無明顯差異。Kim 等［38］研究顯示，TSLP、IL-33可刺激表皮內(nèi)ILC2產(chǎn)生Th2型細(xì)胞因子，皮損區(qū)IL-5、IL-13 水平顯著升高，導(dǎo)致皮膚炎癥反應(yīng)。另有研究發(fā)現(xiàn)小鼠皮膚ILC2中存在IL-4受體，IL-4可誘導(dǎo)ILC2增殖并發(fā)生AD樣皮損改變［39］。ILC2與皮膚屏障功能障礙具有交互作用，上皮組織受損后釋放 IL-33、TSLP、IL-25 等細(xì)胞因子，刺激 ILC2 產(chǎn)生Th2 型細(xì)胞因子，導(dǎo)致皮膚炎癥反應(yīng)；同時，由于上皮屏障缺陷，E 鈣黏蛋白水平降低導(dǎo)致ILC2 的負(fù)調(diào)控機(jī)制減弱，加速局部炎癥［40］。

4 食物過敏

近十年來，食物過敏的發(fā)病率呈顯著增長趨勢，特別是在工業(yè)化程度高的國家，其發(fā)病率可達(dá)10%，兒童食物過敏較成人更常見。常見的食物過敏原包括花生、堅(jiān)果、魚類、貝類、雞蛋、牛奶、小麥等，食物過敏癥狀多表現(xiàn)在胃腸道、皮膚、呼吸道，其中呼吸道癥狀較少見，目前尚缺乏有效的治療方法［41］。食物過敏的發(fā)病機(jī)制是腸道免疫耐受異常，導(dǎo)致IgE和非IgE介導(dǎo)的Th2型免疫反應(yīng)，目前對食物過敏發(fā)病機(jī)制的研究主要采用鼠模型。

Noval等［42］研究發(fā)現(xiàn)，IL-4受體功能突變的小鼠表現(xiàn)為食物過敏和ILC2 數(shù)量增多，ILC2 受IL-33 刺激可分泌更多的IL-4，IL-4 能抑制調(diào)節(jié)性T 淋巴細(xì)胞（Treg）生成并促進(jìn)食物過敏。另有研究顯示，小鼠口服抗原佐劑可通過刺激腸上皮細(xì)胞表達(dá)IL-33，增加ILC2s數(shù)量，ILC2s分泌Th2型細(xì)胞因子的同時，IL-33 直接作用于肥大細(xì)胞并增強(qiáng)IgE 介導(dǎo)的超敏反應(yīng)，引起食物過敏［43］。以上研究提示IL-4、IL-33是控制食物過敏的可能治療靶點(diǎn)。肥大細(xì)胞被認(rèn)為是過敏反應(yīng)的重要效應(yīng)細(xì)胞之一，占腸黏膜細(xì)胞的2%左右，被IgE 致敏的肥大細(xì)胞可以誘導(dǎo)ILC2 增殖，而ILC2 又可以反過來增強(qiáng)肥大細(xì)胞釋放組胺、蛋白酶、白三烯等炎性介質(zhì)，因此阻斷IgE信號傳導(dǎo)和肥大細(xì)胞活化可能同時抑制IgE 和非IgE 介導(dǎo)的Th2型免疫反應(yīng)［44］。

5 EoE

EoE 是一種食管慢性復(fù)發(fā)性炎癥，患病率呈增長趨勢，其組織學(xué)特點(diǎn)是嗜酸性粒細(xì)胞浸潤食管壁，成人患者表現(xiàn)為吞咽困難、食管狹窄以及反流樣癥狀；兒童患者主要表現(xiàn)為拒食、嘔吐和營養(yǎng)不良［45］。有研究顯示，EoE 的發(fā)病機(jī)制是由食管上皮細(xì)胞受到刺激后產(chǎn)生的TSLP 和炎癥細(xì)胞產(chǎn)生的IL-5、IL-13驅(qū)動，IL-5可導(dǎo)致食管嗜酸性粒細(xì)胞增多，而IL-13 誘導(dǎo)血管生成和組織重構(gòu)［46］。Doherty 等［7］研究發(fā)現(xiàn)，EoE患者活動期食管活檢顯示ILC2數(shù)量增多，緩解期ILC2數(shù)量減少，而ILC2是產(chǎn)生IL-5和IL-13的重要固有淋巴細(xì)胞。也有研究利用免疫組化聯(lián)合流式細(xì)胞學(xué)檢測作為替代EoE 病理檢查的方法，結(jié)果顯示，在對照組和活動期EoE 受試者上皮中均存在固有淋巴細(xì)胞，但活動期EoE 受試者上皮內(nèi)ILC2數(shù)量更多［47］。有研究發(fā)現(xiàn)，IL-9是調(diào)節(jié)ILC2生物活性的關(guān)鍵細(xì)胞因子，活動期EoE 患者ILC2 中IL-9R表達(dá)上調(diào)，ILC2 主要被IL-33 激活從而導(dǎo)致食管的持續(xù)炎癥［48］。EoE 由多種環(huán)境因素誘發(fā)，如食物或空氣中的過敏原，經(jīng)常與其他變應(yīng)性疾病伴隨存在，目前缺乏診斷的金標(biāo)準(zhǔn)，ILC2能否成為具有診斷意義的組織學(xué)證據(jù)尚需要更多的研究。

6 展望

ILCs 作為固有免疫的重要部分，分布于組織黏膜下層參與免疫反應(yīng)的始動環(huán)節(jié)，其中ILC2s 參與多種變應(yīng)性疾病的發(fā)生發(fā)展，但是具體機(jī)制尚未完全明確，特別是在非IgE 介導(dǎo)的過敏反應(yīng)中的作用值得關(guān)注。隨著對ILC2s細(xì)胞的研究和認(rèn)識的不斷加深，有希望為探索變應(yīng)性疾病發(fā)病機(jī)制提供更好的證據(jù)，發(fā)現(xiàn)新的評估指標(biāo)和治療靶點(diǎn)。