NK細(xì)胞在介導(dǎo)兒童過(guò)敏性哮喘中的作用和研究進(jìn)展

高倩男，饒興愉，朱惠芳，羅開(kāi)源

(贛南醫(yī)學(xué)院 1.2017級(jí)碩士研究生；2.第一附屬醫(yī)院兒科，江西 贛州 341000)

過(guò)敏性哮喘是兒童常見(jiàn)的過(guò)敏性疾病，主要表現(xiàn)為反復(fù)發(fā)作的喘息、咳嗽、氣促、胸悶，可逆性氣流受限，血流阻塞和支氣管痙攣等癥狀[1]。全球約有3億人罹患哮喘，其中兒童患過(guò)敏性哮喘的比例呈逐年上升的趨勢(shì)[2-4]。過(guò)敏性哮喘是一種由多因素引起的持續(xù)性慢性氣道炎癥疾病，不僅受遺傳因素的先天影響，也可由空氣污染和過(guò)敏原的刺激等環(huán)境因素引起，病因復(fù)雜，發(fā)病機(jī)制尚不明確[5-7]。若得不到及時(shí)有效的治療，不僅會(huì)影響患兒生活質(zhì)量及其生長(zhǎng)發(fā)育，隨著疾病的發(fā)展會(huì)出現(xiàn)不可逆性氣道狹窄及氣道重塑，嚴(yán)重威脅患兒生命[8]。

NK細(xì)胞是來(lái)源于造血干細(xì)胞并在骨髓微環(huán)境中分化成熟的一類大顆粒天然淋巴細(xì)胞，不僅參與清除腫瘤細(xì)胞及病毒感染的細(xì)胞，還可介導(dǎo)機(jī)體超敏反應(yīng)及自身免疫性疾病的發(fā)生[9]。NK細(xì)胞主要分布于外周血中，占外周血單個(gè)核細(xì)胞的5%～10%，約占肺部定植淋巴細(xì)胞總數(shù)的10%。根據(jù)NK細(xì)胞的不同表型，可分為不同的類別：如根據(jù)細(xì)胞因子的分泌情況，可將NK細(xì)胞分為NK1和NK2兩個(gè)亞群。其中NK1細(xì)胞對(duì)IL-12產(chǎn)生免疫應(yīng)答，分泌以IFN-γ和IL-10為主的細(xì)胞因子；而NK2細(xì)胞的成熟需要IL-4的刺激，分泌IL-5和IL-13等細(xì)胞因子[10]。而根據(jù)表面標(biāo)志物CD56及CD16的相對(duì)表達(dá)，可將NK細(xì)胞分為CD56bright和CD56dim兩個(gè)亞型。正常個(gè)體中CD56brightNK細(xì)胞占所有NK細(xì)胞的5%～10%，CD56brightNK細(xì)胞以分泌細(xì)胞因子功能為主，如IFN-γ，腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子(GM-CSF)、IL-10和IL-13，表現(xiàn)弱細(xì)胞毒性；而CD56dimNK細(xì)胞則與之相反，分泌細(xì)胞因子相對(duì)較少，但細(xì)胞毒活性和溶解靶細(xì)胞的能力較強(qiáng)。多數(shù)CD56brightNK細(xì)胞表面CD16的表達(dá)呈陰性，且缺乏抑制性受體(Killer Inhibition Receptors, KIR)的表達(dá)。此外，CD56dimNK細(xì)胞優(yōu)先位于急性炎性外周部位，而CD56brightNK細(xì)胞遷移至慢性炎癥部位[11-13]。有研究表明[14-16]，對(duì)比哮喘急性加重期與穩(wěn)定期，前者血液中NK細(xì)胞數(shù)量更多；與輕度哮喘患者和健康人相比，重度哮喘患者NK細(xì)胞的活化受體NKG2D(Natural Killer Group 2 member D)和活化標(biāo)志CD69表達(dá)顯著增高。在嚴(yán)重哮喘患兒外周血NK細(xì)胞數(shù)量與嗜酸性粒細(xì)胞數(shù)量呈正相關(guān)，同時(shí)嗜酸性粒細(xì)胞與NK細(xì)胞表面表達(dá)的受體NKG2D與活化標(biāo)志物CD69呈正相關(guān)。

過(guò)敏性哮喘是兒童常見(jiàn)的慢性氣道疾病，是由免疫細(xì)胞(如嗜酸性粒細(xì)胞、肥大細(xì)胞、淋巴細(xì)胞等)和多種細(xì)胞因子共同參與的、具有高氣道反應(yīng)性的慢性炎癥性疾患。目前大多數(shù)研究認(rèn)為Th1與Th2比例失衡是引發(fā)哮喘的主要原因[17-19]，而IFN-γ、IL-5、IL-13等細(xì)胞因子是其下游效應(yīng)因子[20]。NK細(xì)胞作為免疫調(diào)節(jié)細(xì)胞在與其他免疫細(xì)胞的相互作用中發(fā)揮著重要的作用，其作用機(jī)制是通過(guò)多種細(xì)胞因子及在其表面的多個(gè)活化性和抑制性受體與靶細(xì)胞的配體相結(jié)合。關(guān)于NK細(xì)胞在哮喘發(fā)病機(jī)制中的作用一直存在爭(zhēng)議。有研究報(bào)道哮喘患者NK細(xì)胞活性增高，NK細(xì)胞對(duì)促進(jìn)過(guò)敏性肺部炎癥有貢獻(xiàn)。經(jīng)過(guò)敏原刺激后NK細(xì)胞活化，同時(shí)受炎癥部位趨化因子的作用，向炎癥部位轉(zhuǎn)移，并產(chǎn)生大量以Ⅱ型免疫反應(yīng)為主的細(xì)胞因子，如IL-3、IL-5、IL-13等促進(jìn)哮喘的發(fā)生；同時(shí)NK細(xì)胞表面受體與相應(yīng)的配體結(jié)合，促進(jìn)T細(xì)胞釋放IL-4、IL-13等因子。相反，其他一些研究表明，過(guò)敏性嗜酸性氣道炎癥可以通過(guò)NK細(xì)胞功能的增強(qiáng)而被抑制。NK細(xì)胞分泌的IFN-γ是經(jīng)典的Ⅰ型免疫反應(yīng)細(xì)胞因子，同時(shí)NK細(xì)胞表面受體可通過(guò)與促分解脂質(zhì)介質(zhì)resolvin E1和脂氧素A4等結(jié)合，激活NK細(xì)胞，從而殺傷T細(xì)胞及嗜酸性粒細(xì)胞，介導(dǎo)過(guò)敏性炎癥的消退[21]。

哮喘作為一種常見(jiàn)但病因及病理機(jī)制復(fù)雜的疾病，其發(fā)病機(jī)制及治療等方面的研究備受關(guān)注。NK細(xì)胞在哮喘發(fā)病機(jī)制中的確切作用尚不確定，也存在一定的爭(zhēng)議。本文就NK細(xì)胞在兒童過(guò)敏性哮喘中的正反向調(diào)節(jié)作用進(jìn)行綜述。

1 NK細(xì)胞對(duì)哮喘發(fā)生的正向調(diào)節(jié)作用

1.1 NK細(xì)胞分泌的免疫因子對(duì)哮喘的促進(jìn)作用活化的NK細(xì)胞可分泌多種調(diào)節(jié)因子，如IL-1、IL-3、IL-5、IL-13、GM-CSF等具有致炎作用，促進(jìn)哮喘的發(fā)生[22]。IL-1可協(xié)助抗原激活CD4+T細(xì)胞，促進(jìn)B細(xì)胞增殖和分泌抗體；同時(shí)IL-1通過(guò)誘導(dǎo)IL-2來(lái)刺激成熟的淋巴細(xì)胞增殖及分泌細(xì)胞因子。IL-33是IL-1家族的一員，通過(guò)與2型先天性淋巴細(xì)胞(Group 2 innate lymphoid cells，ILC2)表面的IL-33受體相結(jié)合，從而誘導(dǎo)Ⅱ型細(xì)胞因子的分泌。ILC2主要分布于肺臟及縱隔淋巴結(jié)中，當(dāng)機(jī)體受到過(guò)敏原刺激時(shí)，氣道上皮細(xì)胞受損分泌IL-13、IL-25、IL-33等免疫調(diào)節(jié)因子誘導(dǎo)ILC2活化，分泌大量Ⅱ型細(xì)胞因子，如IL-5、IL-13等，作用于嗜酸性粒細(xì)胞、肥大細(xì)胞等使氣道反應(yīng)性增加，黏液分泌增多，促進(jìn)哮喘的發(fā)生[23-24]。IL-5可誘導(dǎo)嗜酸性粒細(xì)胞活化，延長(zhǎng)其生存期減少凋亡，還能促進(jìn)嗜堿性粒細(xì)胞釋放組胺及白三烯等炎癥介質(zhì)。在卵清蛋白(OVA)誘導(dǎo)的哮喘小鼠模型中使用抗-NK1.1單克隆抗體將NK細(xì)胞耗竭，結(jié)果顯示肺嗜酸性粒細(xì)胞減少，支氣管肺泡灌洗液IL-4和IL-5減少[25-26]。IL-4在Ⅱ型免疫反應(yīng)中起重要作用，在有IL-4存在時(shí)成熟的NK細(xì)胞可產(chǎn)生IL-5、IL-13。IL-4/IL-13與B細(xì)胞表面受體結(jié)合，可誘導(dǎo)B細(xì)胞的增殖、IgE的合成。IL-13可下調(diào)IL-12來(lái)抑制Th1細(xì)胞發(fā)育，有助于Th2的產(chǎn)生。

1.2 NK細(xì)胞表面表達(dá)的受體對(duì)哮喘的促進(jìn)作用

1.2.1 NK細(xì)胞表面表達(dá)的NKG2D對(duì)哮喘的調(diào)控NKG2D是NK細(xì)胞表面及T淋巴細(xì)胞表面表達(dá)的活化性受體。機(jī)體受到過(guò)敏原刺激后，肺臟組織細(xì)胞表面的NKG2D配體升高，NK細(xì)胞通過(guò)NKG2D受體-配體之間的結(jié)合，從而激活肺臟NK細(xì)胞[27]。FARHADI等實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，屋塵螨(HDM)致敏的小鼠肺臟組織細(xì)胞表達(dá)NKG2D的配體MULT-1，血清中主要組織相容性Ⅰ類相關(guān)蛋白A(MICA)和UL16結(jié)合蛋白2水平增高，消耗NKG2D可減少致敏小鼠肺臟中NK細(xì)胞、T細(xì)胞及嗜酸性粒細(xì)胞的浸潤(rùn)，抑制肺部CD4+T細(xì)胞分泌IL-4和IL-13，同時(shí)總IgE及HDM特異性IgE的產(chǎn)生減少。將NK細(xì)胞過(guò)繼轉(zhuǎn)移至NKG2D耗竭的小鼠體內(nèi)則可恢復(fù)該炎癥反應(yīng)，但轉(zhuǎn)移缺乏NKG2D受體的NK細(xì)胞及顆粒酶素B的NK細(xì)胞則不能恢復(fù)炎癥反應(yīng)，表明NKG2D及顆粒酶素B在過(guò)敏性哮喘中起著促進(jìn)Ⅱ型免疫反應(yīng)的作用[16,21,28-30]。NK細(xì)胞對(duì)NKG2D配體的識(shí)別是CD4+T細(xì)胞分化為Th2細(xì)胞和過(guò)敏致敏所必需的。NK細(xì)胞在過(guò)敏性炎癥的致敏期起作用，在效應(yīng)期間也對(duì)CD4+T細(xì)胞活化起作用。

1.2.2 NK細(xì)胞表面表達(dá)的大麻素2型受體(CB2)對(duì)哮喘的調(diào)控CB2受體在NK細(xì)胞上高表達(dá)，其配體為花生四烯酸衍生的二十烷類化合物。CB2受體缺乏的小鼠肺內(nèi)NK細(xì)胞數(shù)量增多，NK細(xì)胞通過(guò)介導(dǎo)嗜酸性粒細(xì)胞、Ⅱ型細(xì)胞因子的產(chǎn)生及黏液的分泌減少，從而緩解氣道過(guò)敏性炎癥。在CB2受體缺乏的小鼠肺組織中產(chǎn)生IFN-γ的NK細(xì)胞數(shù)量增加，但能產(chǎn)生IFN-γ的T細(xì)胞數(shù)量無(wú)明顯增多，說(shuō)明CB2主要是通過(guò)影響NK細(xì)胞產(chǎn)生IFN-γ起調(diào)節(jié)作用，而不是影響Th1細(xì)胞[31]。前列腺素I2(PGI2)與過(guò)敏反應(yīng)有關(guān)，與變態(tài)反應(yīng)及炎癥有關(guān)的物質(zhì)均能引起PG的釋放，其中在致敏肺內(nèi)PGI2分泌是明顯增多的，PG及組胺等炎癥介質(zhì)的釋放互為依賴關(guān)系，這種相互依賴關(guān)系與肺內(nèi)cAMP的濃度有關(guān)。與CB2受體有相似的現(xiàn)象，在HDM刺激后，與野生小鼠相比，PGI2受體(IP)缺乏的小鼠肺組織內(nèi)NK細(xì)胞池增大兩倍，這些NK細(xì)胞可產(chǎn)生更多的IFN-γ。同時(shí)CB2受體缺乏小鼠與IP缺乏小鼠相似的現(xiàn)象與NK細(xì)胞對(duì)ILC 2活性的限制有關(guān)。

2 NK細(xì)胞對(duì)哮喘發(fā)生的反向調(diào)節(jié)作用

2.1 NK細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子對(duì)哮喘的抑制作用活化的Th1細(xì)胞及NK細(xì)胞可分泌IFN-γ。IFN-γ受體有α鏈與β鏈，其中β鏈與IFN-γ介導(dǎo)的信號(hào)傳導(dǎo)有關(guān)，β鏈為Th0及Th2細(xì)胞的組成性表達(dá)成分，而Th1細(xì)胞缺如[32]。在Th2細(xì)胞亞群中，IFN-γ作用于其表面的IFN-γ受體，誘導(dǎo)STF-IFN-γ(Signal Transducing Facters-IFN-γ)，而抑制Th2細(xì)胞增殖，但不會(huì)抑制Th1細(xì)胞增殖[33]。IFN-γ抑制氣道粘膜中嗜酸性粒細(xì)胞的聚集及IgE的產(chǎn)生。IL-2及IL-12是經(jīng)典的Ⅰ型細(xì)胞因子，聯(lián)合使用IL-2及IL-8刺激小鼠氣道可抑制氣道高反應(yīng)及氣道嗜酸性炎癥，通過(guò)上調(diào)IL-12的產(chǎn)生及IL-12/STAT 4-依賴的細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)，進(jìn)而促進(jìn)IFN-γ的生成[34]。IL-18最初稱為IFN-γ的誘導(dǎo)因子，可增強(qiáng)IL-12誘導(dǎo)的IFN-γ產(chǎn)生，IL-18和IL-12具有協(xié)調(diào)作用，促進(jìn)NK細(xì)胞的增殖，增加IFN-γ的產(chǎn)生；同時(shí)IL-18和IL-12合用對(duì)IgE產(chǎn)生抑制及降低氣道中嗜酸性粒細(xì)胞的浸潤(rùn)，也是通過(guò)IFN-γ依賴的機(jī)制調(diào)節(jié)的[35]。

2.2 NK細(xì)胞表面表達(dá)的受體對(duì)哮喘的抑制作用脂氧素A4是已知的可誘導(dǎo)嗜酸性粒細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)及組織積累，其受體在NK細(xì)胞上表達(dá)。促分解脂質(zhì)介質(zhì)resolvin E1和脂氧素A4，與NK細(xì)胞表面趨化因子受體1(CMKLR1)和脂氧素A4受體/甲酰肽受體2(ALX/FPR2)的結(jié)合，使NK細(xì)胞激活，進(jìn)而殺傷T淋巴細(xì)胞和嗜酸性細(xì)胞[1,16,21]。NK細(xì)胞毒性受體(NCRs，包括NKp30、NKp44和NKp46)不僅介導(dǎo)靶細(xì)胞溶解，而且調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答的穩(wěn)態(tài)；從NK細(xì)胞中敲除NCR1可降低NCR1介導(dǎo)的NK細(xì)胞活性，包括NCR1介導(dǎo)的對(duì)靶細(xì)胞的殺傷作用。在OVA免疫過(guò)后，NCR1缺乏小鼠的過(guò)敏性嗜酸性細(xì)胞肺部炎癥較NCR1+小鼠更為嚴(yán)重，提示NCR1可減輕過(guò)敏反應(yīng)[36-37]。

3 小結(jié)與展望

NK細(xì)胞是一類天然的免疫調(diào)節(jié)細(xì)胞，NK細(xì)胞在兒童過(guò)敏性哮喘中起著促進(jìn)或抑制氣道免疫炎癥的作用。增加產(chǎn)生Ⅱ型細(xì)胞免疫因子的NK細(xì)胞及NK表面活化性受體表達(dá)的增加，可促進(jìn)過(guò)敏性炎癥的發(fā)生和發(fā)展；反之，分泌IFN-γ的NK細(xì)胞增多則降低氣道嗜酸性炎癥反應(yīng)，總之可歸結(jié)為Ⅱ型與Ⅰ型免疫反應(yīng)之間的平衡情況。哮喘是目前兒童過(guò)敏性疾病中比較熱門的研究之一。由于其發(fā)病率高，發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，涉及免疫系統(tǒng)中的多種細(xì)胞及細(xì)胞因子的共同作用，因此有必要進(jìn)一步研究NK細(xì)胞在哮喘中扮演的角色，為哮喘的靶向治療提供一定的依據(jù)。