白細(xì)胞介素-17C在自身免疫疾病中的研究進(jìn)展

陳笑慈綜述，王健，張?jiān)茲龑徯?/p>

1.國藥中生生物技術(shù)研究院有限公司第四研究室，北京 100176；2.中國生物技術(shù)股份有限公司，北京 100029

白細(xì)胞介素（interleukin，IL）-17A原名CTLA-8，于1993年從嚙齒動物激活的T細(xì)胞雜交瘤中克隆得到，后發(fā)現(xiàn)其具有類似細(xì)胞因子的效應(yīng)，因此更名為IL-17A［1］。21世紀(jì)初，通過基因組測序鑒定出另外5種與IL-17A結(jié)構(gòu)相關(guān)的蛋白質(zhì)：IL-17B、IL-17C、IL-17D、IL-17E（IL-25）、IL-17F，這些細(xì)胞因子共同組成IL-17家族。其中IL-17F與IL-17A具有最高的同源性（55%），于2001年被發(fā)現(xiàn)，可與IL-17A形成異源二聚體，并共享同一受體復(fù)合物（IL-17RA、IL-17RC），功能類似，參與多種自身免疫性疾病、炎癥反應(yīng)以及宿主抗感染免疫反應(yīng)；IL-17B于2000年被發(fā)現(xiàn)，受體復(fù)合物其一為IL-17RB，IL-17B／IL-17RB信號傳導(dǎo)在胃腫瘤進(jìn)展中發(fā)揮重要作用［2］；IL-17D于2002年克隆得到，在抵抗病毒感染和癌癥中發(fā)揮一定作用［3］；IL-17E于2001年克隆得到，通過由IL-17RB和IL-17RA組成的異源二聚體發(fā)揮作用，與IL-17A僅有16%的序列同源性，在炎癥中的作用呈高度組織特異性［4］，可促進(jìn)Th2型細(xì)胞免疫反應(yīng)。對于IL-17B、IL-17D的具體機(jī)制及生物學(xué)作用還需進(jìn)一步探索，而IL-17C于2000年克隆得到，與IL-17A有23%的同源性，通過IL-17RA和IL-17RE受體復(fù)合物轉(zhuǎn)導(dǎo)信號，近些年來，對于IL-17C在一些炎癥中的功能和作用的研究有了一些進(jìn)展，發(fā)現(xiàn)其在一些炎癥早期上調(diào)，起到重要的促炎作用，且與IL-17A在來源、受體、作用方式上均有所不同。本文就IL-17C的生物學(xué)特性及其在一些自身免疫性炎癥中的研究進(jìn)展作一綜述。

1 IL-17C的來源

IL-17C位于16q24染色體，DNA長1 100 bp，于2000年通過與IL-17A類似蛋白的同源搜索確定。與其他IL-17家族成員不同，許多研究表明，IL-17C主要由上皮細(xì)胞而非免疫細(xì)胞表達(dá)，在銀屑?。╬soriasis，PS）模型中，角質(zhì)形成細(xì)胞是IL-17C的主要來源［5］；在宿主黏膜防御中，結(jié)腸上皮細(xì)胞［6］可分泌IL-17C；此外，肺上皮細(xì)胞、呼吸道上皮細(xì)胞［7］均可產(chǎn)生IL-17C，有研究發(fā)現(xiàn)，平滑肌細(xì)胞［8］和白細(xì)胞也可分泌IL-17C。

目前的研究認(rèn)為，在疾病早期，IL-17C即發(fā)生上調(diào)。在新月形腎小球腎炎小鼠模型中，誘導(dǎo)后12 h，腎臟中IL-17C表達(dá)上調(diào)，而IL-17A的表達(dá)發(fā)生在5 d后［9］。在葡聚糖硫酸鈉（dextran sulfate sodium，DSS）誘發(fā)的結(jié)腸炎模型中，2 d后結(jié)腸組織即表達(dá)IL-17C，至第6天才檢測到IL-17A mRNA轉(zhuǎn)錄上調(diào)［5］。

2 IL-17C的受體復(fù)合物

2006年，LI等［10］從小鼠組織中發(fā)現(xiàn)了IL-17R的一個新成員，命名為IL-17RE，具有至少6個不同異構(gòu)體，主要在小鼠的肺、腎臟、胃、腸和睪丸等器官局部表達(dá)，但尚未鑒定與該受體結(jié)合的配體。2011年，幾項(xiàng)研究表明，IL-17C是IL-17RE的特異性配體［11］，IL-17C-IL-17RE復(fù)合物通過Act1發(fā)出信號，促進(jìn)Th17細(xì)胞反應(yīng)。之后，RAMIREZ-CARROZZI等［5］證明，IL-17C以獨(dú)特的自分泌方式起作用，并與由IL-17RA和IL-17RE組成的異源二聚體受體復(fù)合物結(jié)合。至此，已發(fā)現(xiàn)IL-17C的結(jié)合受體復(fù)合物—IL-17RA／RE，而且IL-17C對IL-17RE具有高親和力，對IL-17RA具有低親和力，但兩個亞基對于IL-17C的功能均是必不可少的［5］。

IL-17RA是IL-17家族至少4個成員的通用亞基，表達(dá)廣泛，在造血細(xì)胞中表達(dá)水平最高，因此，IL-17C的特異性靶細(xì)胞由異源二聚體受體復(fù)合物的第2個亞基決定。而IL-17RE已檢測到在角質(zhì)形成細(xì)胞和結(jié)腸上皮細(xì)胞中高表達(dá)［5］，在Th17細(xì)胞中也存在大量表達(dá)，并發(fā)現(xiàn)在Th17細(xì)胞中，細(xì)胞因子IL-6和TGF-β協(xié)同調(diào)節(jié)IL-17RE mRNA的表達(dá)，IL-1和IL-23可進(jìn)一步增強(qiáng)該表達(dá)，IL-17C也可增強(qiáng)IL-17RE的表達(dá)［11］。

3 IL-17C的信號傳導(dǎo)

IL-17C通過與細(xì)胞表面（上皮細(xì)胞、Th17細(xì)胞）異源二聚體IL-17RE／IL-17RA結(jié)合，激活下游信號通路，誘導(dǎo)促炎性趨化因子、細(xì)胞因子、抗微生物肽以及其他宿主防御分子的表達(dá)。病原體突破機(jī)體物理屏障后，Toll樣受體（Toll-like receptors，TLR）識別病原生物表面的病原體相關(guān)分子模式（pathogenassociated molecular pattern，PAMP），是機(jī)體抵抗感染的第一道屏障，TLR的激活誘導(dǎo)IL-17C的表達(dá)［12］，因此，IL-17C在炎癥反應(yīng)中表現(xiàn)為早期上調(diào)。此外，促炎性細(xì)胞因子TNF和IL-1β也可誘導(dǎo)上皮細(xì)胞表達(dá)IL-17C，且與TLR途徑彼此獨(dú)立［5］。在另一項(xiàng)研究中發(fā)現(xiàn)，TNF-α可與IL-17A協(xié)同或分別作用誘導(dǎo)IL-17C的表達(dá)［13］。

IL-17C的第1個結(jié)合位點(diǎn)即是上皮細(xì)胞。IL-17C與上皮細(xì)胞表面的IL-17RA／RE復(fù)合物結(jié)合，形成自分泌環(huán)。與IL-17A相同，IL-17C-IL-17RA／RE的信號傳導(dǎo)也需銜接分子Act1，并與TNF-α協(xié)同誘導(dǎo)激活MAPK和NF-κB途徑［14］。然后通過誘導(dǎo)緊密連接蛋白、防御素、促炎性細(xì)胞因子的表達(dá)，以增強(qiáng)對病原體的先天免疫屏障。

IL-17C的第2個結(jié)合位點(diǎn)是Th17細(xì)胞。與在上皮細(xì)胞中相同，在Th17細(xì)胞中，IL-17C與Th17細(xì)胞表面受體結(jié)合后的信號傳導(dǎo)也通過Act1連接MAPK和NF-κB途徑，誘導(dǎo)高水平的IL-17A、IL-17F和IL-22的表達(dá)［15］，從而增強(qiáng)適應(yīng)性免疫應(yīng)答，這也可能是一些自身免疫性疾病的誘發(fā)隱患。

另外，IL-17C還可通過Bcl-2和Bcl-XL激活抗凋亡途徑［16］，可能是潛在的癌癥治療新靶標(biāo)；核糖核酸內(nèi)切酶MCP-1誘導(dǎo)的蛋白1（MCP1-induced protein，MCPIP1）可誘導(dǎo)編碼IL-17RA和IL-17RC的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物降解、IL-17RE的mRNA水平略微降低，抑制IL-17A和IL-17C引起的皮膚炎癥，是目前唯一已知IL-17C信號負(fù)調(diào)節(jié)劑［17］。

4 IL-17C在自身免疫性疾病中的作用

目前已發(fā)現(xiàn)IL-17C在多種自身免疫性炎癥中的蛋白表達(dá)均升高，其可能以自分泌擴(kuò)大炎癥反應(yīng)或增強(qiáng)Th17細(xì)胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)等方式參與這些疾病的致病機(jī)制，如PS、多發(fā)性硬化癥、炎癥性腸病等。

4.1 炎性皮膚疾?。╥ n f la mm ator y s k i n d i se a se，I S D）研究表明，PS患者皮損部位IL-17C mRNA和蛋白水平升高，且其蛋白質(zhì)水平比IL-17A高約125倍［18］，IL-17C或IL-17RE缺陷型小鼠在給予咪喹莫特（imiquimod，IMQ）時，表現(xiàn)出較輕的皮膚炎癥，而IL-17C過表達(dá)小鼠則表現(xiàn)出明顯的PS樣皮炎，在IL-23誘導(dǎo)的PS模型中使用MOR106（IL-17C抗體），可顯著減輕皮膚炎癥并降低IL-17A、IL-22等Th17相關(guān)促炎性細(xì)胞因子的表達(dá)［18］以及T細(xì)胞的募集。因此推測，PS樣皮膚炎癥很可能是由皮損部位大量分泌IL-17C的角質(zhì)形成細(xì)胞引起的，而不是由數(shù)量相對較少的分泌IL-17A的細(xì)胞引起。

在患有特應(yīng)性皮炎（atopic dermatitis，AD）患者的皮損部位檢測到IL-17C表達(dá)水平增加，且定位于角質(zhì)形成細(xì)胞和浸潤性免疫細(xì)胞。在誘導(dǎo)AD樣皮膚炎癥的兩種小鼠模型中，檢測到IL-17C蛋白水平大幅上調(diào)，經(jīng)MOR106治療后，Th2相關(guān)細(xì)胞因子水平降低，皮損部位得到顯著改善［19］。在特應(yīng)性濕疹（atopic eczema，AE）小鼠模型中，經(jīng)腹腔給予MOR106，測得T細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞和嗜中性粒細(xì)胞3個免疫細(xì)胞亞群的數(shù)量均大幅降低，T細(xì)胞最為突出［20］。因此，進(jìn)一步推測IL-17C是皮膚炎癥的關(guān)鍵驅(qū)動因子。

以上3種ISD的致病機(jī)制不同，PS主要由Th17／IL-23免疫軸介導(dǎo)，AD、AE則具有高異質(zhì)性，Th2、Th22、Th17細(xì)胞似乎均參與其致病機(jī)制。但這些疾病具有一些相似的特征，即依賴角質(zhì)形成細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子和炎癥介質(zhì)放大細(xì)胞免疫反應(yīng)［21］；測得IL-17C的mRNA和蛋白表達(dá)均升高，且不局限于一種T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)。因此，角質(zhì)形成細(xì)胞分泌的IL-17C是皮膚炎癥的關(guān)鍵驅(qū)動子，通過自分泌與TNFα協(xié)同作用放大角質(zhì)形成細(xì)胞的促炎信號，并間接引起免疫細(xì)胞向炎癥部位的募集，這可能在其他皮膚炎癥中也起到相似的致病作用。

4.2 自身免疫性肝炎（a u to imm u n e h ep at i t i s，A I H）2016年末的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，在ConA（T細(xì)胞有絲分裂原）誘發(fā)的小鼠AIH模型及AIH患者的肝組織中均檢測到IL-17C、IL-17RE表達(dá)升高，且IL-17C來源于肝細(xì)胞而不是浸潤的免疫細(xì)胞。只有在ConA誘發(fā)的肝炎模型中，檢測到與野生型小鼠相比，IL-17C缺陷型小鼠血清中谷草轉(zhuǎn)氨酶（AST）和谷丙轉(zhuǎn)氨酶（ALT）水平降低（肝臟損害的一項(xiàng)指標(biāo)），表明IL-17C通過T細(xì)胞依賴性方式促進(jìn)肝損傷，可能通過NF-κB或MAPK通路促進(jìn)CD4+T細(xì)胞分泌IL-2，引起NK細(xì)胞活化，最終導(dǎo)致AIH［22］。但在2018年的一項(xiàng)研究中，檢測到ConA注射后，與野生型小鼠相比，IL-17C缺陷型小鼠血清中AST和ALT水平相當(dāng)，中性粒細(xì)胞浸潤水平也無差異，認(rèn)為IL-17C對T細(xì)胞介導(dǎo)的AIH是非必需的［23］，而且，YAMAGUCHI等［23］重復(fù)了之前的實(shí)驗(yàn)方案，同樣得到無差異的結(jié)果，認(rèn)為這可能是由于小鼠的遺傳背景和居住環(huán)境不同導(dǎo)致的。

如后續(xù)研究能證明IL-17C／IL-17RE信號傳導(dǎo)確實(shí)可促進(jìn)T細(xì)胞介導(dǎo)的AIH，則IL-17C在炎癥早期的水平升高可作為AIH的診斷標(biāo)志物，IL-17C／CD4+T／IL-2／NK細(xì)胞構(gòu)成的促炎軸可作為治療該疾病的新靶標(biāo)。

4.3 新月體形腎小球腎炎（c r es c e nt i c g lo m e r u lon ep hr i t i s，C G N）KROHN等［24］在一項(xiàng)研究中檢測到與健康對照組相比，急性抗中性粒細(xì)胞胞漿抗體（antineutrophil cytoplasmic antibodies，ANCA）相關(guān)的CGN患者血清中IL-17C、IL-17RE水平顯著升高，未檢測到IL-17家族其他細(xì)胞因子的升高，且經(jīng)骨髓移植實(shí)驗(yàn)證明，IL-17C由常駐腎組織細(xì)胞產(chǎn)生，但不能直接誘導(dǎo)腎組織細(xì)胞中趨化因子的表達(dá)。隨后使用CGN的小鼠模型研究IL-17C的功能，證明IL-17C通過與CD4+Th17細(xì)胞表面的IL-17R復(fù)合物結(jié)合，促進(jìn)Th17細(xì)胞應(yīng)答，使相關(guān)促炎性細(xì)胞因子、趨化因子在腎臟中的表達(dá)增加，進(jìn)一步募集中性粒細(xì)胞，最終導(dǎo)致組織損傷。此外，對狼瘡性腎炎的小鼠模型研究表明，IL-17C缺陷對病程也有一定程度的改善［24］。

這些結(jié)果首次證明了IL-17C／IL-17RE免疫軸在Th17細(xì)胞驅(qū)動的腎小球炎癥中的致病作用，IL-17C通過與IL-17RE的結(jié)合刺激IL-17A上游的Th17細(xì)胞，該途徑可能為其他Th17細(xì)胞依賴性自身免疫性炎癥疾病提供新的治療方向。

4.4 多發(fā)性硬化癥（m u lt i p l e s c l e ro s i s，MS） 實(shí)驗(yàn)性變態(tài)反應(yīng)性腦脊髓炎（experimental allergic encephalomyelitis，EAE）模型是模擬人類MS的經(jīng)典動物模型，CHANG等［11］發(fā)現(xiàn)，在小鼠EAE模型的中樞神經(jīng)系統(tǒng)（central nervous system，CNS）中，IL-17C增加了約15倍，隨后使用IL-17C缺陷型轉(zhuǎn)基因鼠誘導(dǎo)出EAE，檢測到在CNS中，CD4+T細(xì)胞數(shù)量、Th17細(xì)胞相關(guān)炎性介質(zhì)水平均低于野生型小鼠，EAE嚴(yán)重程度降低。且在IL-17RE過表達(dá)小鼠模型中，與野生型小鼠相比，表現(xiàn)出更強(qiáng)的EAE癥狀、Th17相關(guān)細(xì)胞因子表達(dá)增加、iκBζ表達(dá)增加。因此，在EAE的病理中，IL-17C通過與IL-17R的結(jié)合增強(qiáng)Th17細(xì)胞免疫反應(yīng)，上調(diào)IL-17A等相關(guān)細(xì)胞因子水平，導(dǎo)致炎癥。此外，與小鼠脾臟部位相比，CNS中IL-17C的表達(dá)顯著更強(qiáng)，猜測Th17細(xì)胞是遷移至CNS后，與IL-17C在局部組織中相互作用。

目前認(rèn)為，Th17細(xì)胞和Th1細(xì)胞共同介導(dǎo)EAE的病程，針對其中特異性細(xì)胞因子的藥物也處于臨床試驗(yàn)中［25］，而IL-17C／IL-17RE在調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)中具有重要作用，可作為治療MS的新靶標(biāo)。

4.5 其他 此外，IL-17C可能在關(guān)節(jié)炎中有致病作用，IL-17C過表達(dá)會加劇膠原誘導(dǎo)的小鼠關(guān)節(jié)炎模型的炎癥發(fā)展［26］，在類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎（rheumatoid arthritis，RA）患者的結(jié)節(jié)和滑液單核細(xì)胞提取物中也檢測到IL-17C上調(diào)［27］。AL-SAMADI等［28］發(fā)現(xiàn)，IL-17C在復(fù)發(fā)性口瘡（recurrent aphthous ulcer，RAU）患者病變組織的上皮細(xì)胞中高表達(dá)，可能通過IL-17RA／IL-17RE刺激人口腔上皮細(xì)胞產(chǎn)生促炎性細(xì)胞因子，引起炎癥反應(yīng)。劉棟等［29］比較了32例潰瘍性結(jié)腸炎（ulcerative colitis，UC）患者與健康受試組的血清IL-17C水平，發(fā)現(xiàn)UC患者的血清IL-17C水平明顯高于健康對照組，提示其參與了UC的發(fā)病過程，在UC的臨床診斷中具有重要價值。但在SONG等［12］用DSS誘發(fā)的結(jié)腸炎模型中，缺乏IL-17C和IL-17RE的小鼠卻表現(xiàn)出腸道炎癥加重，研究發(fā)現(xiàn)，這與IL-17C能促進(jìn)腸道壁的修復(fù)有關(guān)。BUTCHER等［30］發(fā)現(xiàn)，IL-17RA和IL-17RE在載脂蛋白E基因敲除（APOE-／-）小鼠主動脈中表達(dá)，且IL-17C水平升高，主要由主動脈平滑肌細(xì)胞產(chǎn)生，局部作用于主動脈壁上，促進(jìn)促炎性趨化因子和細(xì)胞因子的分泌，有效募集單核細(xì)胞、嗜中性粒細(xì)胞和Th17細(xì)胞，進(jìn)而發(fā)揮促動脈粥樣硬化作用。

5 IL-17C在自身免疫性疾病中的治療潛力

IL-17C在一些自身免疫疾病早期上調(diào)，主要發(fā)揮兩方面的作用：①IL-17C與在上皮細(xì)胞表面表達(dá)的IL-17RE／RA結(jié)合，以自分泌擴(kuò)大炎癥的方式維持上皮屏障完整性［15］，參與宿主先天免疫系統(tǒng)；②IL-17C與Th17細(xì)胞表面表達(dá)的IL-17RE／RA結(jié)合，通過細(xì)胞內(nèi)的信號傳導(dǎo)促進(jìn)Th17細(xì)胞介導(dǎo)的適應(yīng)性免疫反應(yīng)，抵抗病原入侵。Th17細(xì)胞在自身免疫中發(fā)揮重要作用，IL-17C作為Th17細(xì)胞眾多效應(yīng)因子上游的炎性介質(zhì)，對其進(jìn)行中和可能是治療自身免疫性疾病的一個新方向，但靶向IL-17C的抗體可能會全面抑制TH17細(xì)胞的免疫功能，而不是僅抑制某一種細(xì)胞因子，而且也會破壞IL-17C對上皮細(xì)胞層的保護(hù)作用，因此，需考慮感染細(xì)胞外病原菌和一些不良反應(yīng)的風(fēng)險。首創(chuàng)新型IL-17C靶向單抗“MOR-106”目前處于Ⅱ期臨床階段，聯(lián)合局部類固醇用于中度至重度AD患者的治療。

6 總結(jié)

IL-17C由于其來源的特殊性，與IL-17家族其他成員發(fā)揮完全不同的生物學(xué)功能。在TLR信號及促炎細(xì)胞因子的誘導(dǎo)下，IL-17C主要由上皮細(xì)胞分泌，與多種上皮細(xì)胞或Th17細(xì)胞表面表達(dá)的IL-17RA／RE結(jié)合后，通過細(xì)胞內(nèi)信號傳導(dǎo)，在先天免疫及適應(yīng)性免疫中均發(fā)揮重要的防御作用。而且由于IL-17C位于Th17細(xì)胞上游，對其進(jìn)行中和可能在中重度PS等自身免疫性疾病中發(fā)揮更有效的治療作用，但也要注意抑制免疫途徑上游分子和破壞IL-17C維持的先天免疫屏障導(dǎo)致的副作用。目前研究顯示，IL-17C不只在自身免疫性疾病中發(fā)揮作用，在感染性疾病，如肺炎鏈球菌導(dǎo)致的急性肺炎中，STECK等［31］發(fā)現(xiàn)，IL-17C通過IL-17RE促進(jìn)嗜中性粒細(xì)胞向肺部過度募集，導(dǎo)致肺損傷；也有研究顯示，IL-17C在結(jié)腸癌、肺癌、肝癌中上調(diào)，在小鼠模型中有助于腫瘤生長［32］。近些年，對于IL-17家族細(xì)胞因子的研究及應(yīng)用愈發(fā)深入，以IL-17A信號通路為靶點(diǎn)的單克隆抗體藥物在PS、RA等自身免疫性疾病的治療方面已取得重大進(jìn)展，但對于IL-17C的探索尚處于萌芽階段，綜和其生物學(xué)功能，其有可能在感染性疾病、自身免疫性炎癥以及癌癥的治療中發(fā)揮顯著作用，隨著研究的逐漸深入，未來IL-17C會成為免疫領(lǐng)域靶向治療的一個新的方向。