盧惠丹 李鋆璐 李穎 胡春玲 徐彩玲 邢麗華

鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院呼吸與危重癥科450052

IL-17作為輔助性T細(xì)胞17產(chǎn)生的特異性的強(qiáng)有力的炎性細(xì)胞因子，多個(gè)研究已證實(shí)其在感染性疾病、自身免疫性疾病、腫瘤等多種疾病的發(fā)生發(fā)展中起著重要的作用。IL-17細(xì)胞因子家族有IL-17A～F 6個(gè)成員，其中關(guān)于IL-17A的表達(dá)分布、生物學(xué)特征、作用機(jī)制的相關(guān)研究最為廣泛和深入。IL-17A在ARDS中明顯的表達(dá)上升，可誘導(dǎo)多種炎癥因子及趨化因子產(chǎn)生而對(duì)疾病的進(jìn)展和預(yù)后有著顯著的影響[1]?，F(xiàn)重點(diǎn)對(duì)IL-17A與ARDS的關(guān)系的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 IL-17A的表達(dá)分布及生物學(xué)特征

研究發(fā)現(xiàn)胞外蛋白細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞相關(guān)抗原8(cytotoxic T-lymphocyte-associated protein 8，CTLA-8)蛋白可激活成纖維細(xì)胞的核因子κB(nuclear factor-κB，NF-κB)，誘導(dǎo)IL-6分泌，并與其共同促進(jìn)T細(xì)胞增殖，同時(shí)發(fā)現(xiàn)其為輔助性T細(xì)胞17(Th17)分泌的特征性細(xì)胞因子，因此被命名其為IL-17。先前研究認(rèn)為IL-17A主要由IL-23、IL-1β、IL-6等誘導(dǎo)分化產(chǎn)生的Th17細(xì)胞分泌，隨著研究的進(jìn)展，逐漸發(fā)現(xiàn)自然殺傷細(xì)胞、γδT細(xì)胞及髓系細(xì)胞、淋巴組織誘導(dǎo)細(xì)胞、中性粒細(xì)胞及肥大細(xì)胞，以及上皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞均可以在轉(zhuǎn)化生長因子β(transforming growth factor-β，TGF-β)、IL-1β、IL-6、IL-23等環(huán)境誘導(dǎo)下產(chǎn)生[2]。

IL-17A是由4個(gè)半胱氨酸和2個(gè)絲氨酸殘基組成的半胱氨酸結(jié)構(gòu)，其相對(duì)分子質(zhì)量約為35 000，有155個(gè)氨基酸殘基，編碼的基因位于6p12，在C末端和四個(gè)半胱氨基酸殘基組成一個(gè)不同于典型半胱氨酸的胱氨酸折疊，并通過二硫鍵共價(jià)形成同源或異源二聚體結(jié)合在同一受體上。

2 IL-17A信號(hào)傳導(dǎo)通路及生物學(xué)活性

目前發(fā)現(xiàn)，IL-17受體家族共有五個(gè)家族成員(IL-17RA-IL-17RE)，IL-17R單體基序結(jié)構(gòu)高度保守包括纖維粘連蛋白1(fibronectin1，F(xiàn)N1)、FN2和SEFIR(similar expression to fibroblast growth factor-IL-1 receptor)三個(gè)結(jié)構(gòu)域，其中IL-17RA還包括TIR(Toll-IL-1 receptor)樣環(huán)形結(jié)構(gòu)域(TIR-like loop，TILL)和CBAD[aC/CCAAT/enhancer-binding protein(C/EBP)activation domain]結(jié)構(gòu)域[3]。IL-17A受體成員之間通過組成不同的受體復(fù)合物與相應(yīng)配體結(jié)合，產(chǎn)生下游信號(hào)傳導(dǎo)。IL-17R在造血組織及內(nèi)分泌組織內(nèi)均有較高水平的表達(dá)。

IL-17A可形成同源二聚體或者與IL-17AF組成異源二聚體與靶細(xì)胞表面IL-17RA及IL-17RC組成的異源二聚體受體結(jié)合后激活多種胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)通路，目前研究發(fā)現(xiàn)的通路有4條：(1)與受體結(jié)合后通過SEFIR結(jié)構(gòu)域募集調(diào)控蛋白核轉(zhuǎn)錄因子激活蛋白1(nuclear factor-κ-B activator 1，Act1)，后磷酸化抑制蛋白Iκbζ(inhibitory protein of NF-κB)，激活NF-κB經(jīng)典通路，促進(jìn)p65/Rel A相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄[4]；(2)激活絲裂原活化蛋白激酶(mitogen activator protein kinase，MAPK)通路，提高目的基因mRNA的穩(wěn)定性，誘導(dǎo)炎性細(xì)胞因子和趨化因子產(chǎn)生增多；(3)激活酪氨酸蛋白激酶(janus kinases，JAKs)/轉(zhuǎn)錄激活因子STAT信號(hào)途徑，誘導(dǎo)JAK1/2/3、Ty K2(non-receptor tyrosine-protein kinase 2)以及STAT1～4的磷酸化活化[5]；(4)上調(diào)CCAAT增強(qiáng)子結(jié)合蛋白中轉(zhuǎn)錄因子β和δ的基因表達(dá)，促進(jìn)下游效應(yīng)因子轉(zhuǎn)錄的發(fā)生[6]。

在IL-17A激活NF-κB的經(jīng)典通路中，Act1可通過結(jié)合腫瘤壞死因子受體相關(guān)分子6(TNF receptor associated factor，TRAF6)而調(diào)節(jié)此過程，而且Act1可直接穩(wěn)定下游效應(yīng)因子mRNA的表達(dá)，調(diào)節(jié)IL-17A的炎癥信號(hào)[7]。Wan等[8]的研究發(fā)現(xiàn)，與多種免疫性疾病相關(guān)的miR-30a，能夠直接靶向于編碼Act1的Traf3ip2 m RNA，抑制IL-17A介導(dǎo)的NF-κB和MAPK的活化，減少細(xì)胞因子和趨化因子的產(chǎn)生，同時(shí)降低IL-17A對(duì)m RNA的穩(wěn)定作用。

IL-17A作為促炎性因子，可連接固有免疫和獲得性免疫，通過與上皮細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等多種靶細(xì)胞表面受體結(jié)合后，誘導(dǎo)產(chǎn)生粒細(xì)胞集落刺激因子(granulocyte colony stimulating factor，G-CSF)、巨噬細(xì)胞炎癥蛋白2(macrophage inflammatory ptotein2，MIP-2)、單核細(xì)胞趨化蛋白(monocyte chemotactic protein，MCP)、CXC類趨化因子(chemokine ligand，CXCL)及基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase，MMP)、IL-6、防御素等炎癥因子和趨化因子，促進(jìn)多形核中性粒細(xì)胞(polymorphonuclear neutrophils，PMN)和巨噬細(xì)胞募集、活化，起到清除致病菌作用，IL-17A還可增強(qiáng)上述炎癥因子m RNA的穩(wěn)定性，放大炎癥反應(yīng)[9]。而當(dāng)IL-17A過量表達(dá)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)炎癥反應(yīng)過度激活，從而導(dǎo)致類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、多發(fā)性硬化等多種自身免疫性疾病[10]。

3 IL-17A在ARDS中的作用

ARDS可由重癥肺炎、膿毒癥及創(chuàng)傷多種原因引起，而且中樞神經(jīng)系統(tǒng)障礙和凝血性疾病也是影響ARDS 28 d死亡率的獨(dú)立因素[11]。ARDS的主要病理特征為中性粒細(xì)胞浸潤和促炎性細(xì)胞因子聚集導(dǎo)致的雙肺炎癥，表現(xiàn)為肺泡毛細(xì)血管嚴(yán)重?fù)p傷、肺泡通透性增加及兩肺彌漫性肺水腫，肺順應(yīng)性降低、低氧血癥[12]。LUNG-SAFE最新的一項(xiàng)關(guān)于ARDS的流行病學(xué)數(shù)據(jù)的橫斷面研究發(fā)現(xiàn)ARDS在接受機(jī)械通氣的ICU患者中的患病率高達(dá)23.4%，病死率達(dá)47.5%。ARDS治療費(fèi)用昂貴，然而目前除保護(hù)性肺通氣、治療原發(fā)病及支持治療方法外，仍缺乏針對(duì)性治療手段。近期研究發(fā)現(xiàn)免疫調(diào)節(jié)紊亂在ARDS過程中病理性炎癥反應(yīng)過程中發(fā)揮重要作用。在ARDS早期，多形核白細(xì)胞(polymorphonu clear，PMN)和肺泡巨噬細(xì)胞迅速募集于肺泡腔，成為抵御病原體侵襲的第一道免疫防線，然而PMN的半衰期短，在ARDS的過程中需要趨化因子等炎性因子對(duì)其進(jìn)行持續(xù)招募。T細(xì)胞的半衰期長，可在炎性部位持續(xù)分泌促炎性因子和趨化因子等物質(zhì)，Th17細(xì)胞分泌的IL-17A募集并活化PMN，而PMN則可以通過自分泌產(chǎn)生趨化因子形成正反饋，進(jìn)而形成病理性炎癥反應(yīng)甚至暴發(fā)炎癥風(fēng)暴[13]。

研究發(fā)現(xiàn)，脂多糖(lipopolysaccharides，LPS)及銅綠假單胞菌誘導(dǎo)的ARDS模型，敲除IL-17A的小鼠與對(duì)照組相比，肺組織損傷明顯減輕，肺泡灌洗液中中性粒細(xì)胞的數(shù)目減少100倍，中性粒細(xì)胞活性標(biāo)志物髓化過氧化物酶(myeloperoxidase，MPO)及中性粒細(xì)胞化學(xué)趨化物MIP-2水平明顯降低，炎性因子IL-6的產(chǎn)生也顯著減少[14]。一項(xiàng)回顧性研究發(fā)現(xiàn)，入住ICU21例創(chuàng)傷合并肺部并發(fā)癥的患者血清和肺泡灌洗液內(nèi)IL-17A均明顯升高[15]。在ARDS患者肺泡灌洗液中發(fā)現(xiàn)IL-17A增加，近期在人和鼠的研究中均發(fā)現(xiàn)有氧運(yùn)動(dòng)抑制LPS誘導(dǎo)的肺損傷與IL-17A產(chǎn)生的減少相關(guān)。有研究發(fā)現(xiàn)重組人IL-17A可直接增加培養(yǎng)的人單層肺泡上皮細(xì)胞通透性，提示IL-17A不僅通過誘導(dǎo)趨化因子的分泌募集中性粒細(xì)胞在ARDS的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮作用，其本身作為炎性因子可直接作用于肺泡上皮細(xì)胞，而參與疾病的進(jìn)展[16]。Ding等[17]研究發(fā)現(xiàn)上調(diào)IL-17A可以加重LPS誘導(dǎo)的ALI，LPS誘導(dǎo)IL-17A缺陷的小鼠ALI的能力下降，可以通過對(duì)IL-17A的管理調(diào)控LPS誘導(dǎo)的肺部炎癥，阻斷IL-17A可以有效的抑制肺部炎癥減緩ALI的嚴(yán)重程度。有臨床研究發(fā)現(xiàn)膿毒癥導(dǎo)致的ARDS患者血漿內(nèi)IL-17A水平顯著增高，且7 d治療后死亡患者體內(nèi)升高更為顯著，表明IL-17A水平與患者的病情嚴(yán)重程度密切相關(guān)，而在LPS誘導(dǎo)的小鼠ARDS模型也發(fā)現(xiàn)，在炎性介質(zhì)的表達(dá)增多之后，外周血及肺泡灌洗液內(nèi)中性粒細(xì)胞活性持續(xù)處于增高狀態(tài)，雷帕霉素可以通過上調(diào)轉(zhuǎn)錄活化因子3(activator of transcription 3，STAT3)磷酸化細(xì)胞因子信號(hào)抑制物3(suppressor of cytokine signaling，SOCS3)和視黃酸相關(guān)的孤兒受體γt(retinoid-related orphan nuclear receptorγt，RORγt)核定位點(diǎn)阻斷獨(dú)立生長因子1(growth factor independent 1 transcription repressor，Gfi1)的表達(dá)，抑制Th17細(xì)胞的分化，減少其促炎性因子IL-17A和IL-22的表達(dá)，從而抑制中性粒細(xì)胞聚集和活化，減輕LPS誘導(dǎo)的ALI[18]。應(yīng)用IL-17A中和抗體可以減輕LPS誘導(dǎo)的小鼠ARDS的肺損傷，并且降低促炎性因子腫瘤壞死因子α的表達(dá)增加抑炎因子IL-10的表達(dá)，IL-17A抗體通過影響RORγt的表達(dá)、阻礙蘇蛋白激酶的磷酸化而降低ARDS時(shí)的肺損傷[17]。

4 結(jié)語

綜上可知IL-17A與ARDS的發(fā)生發(fā)展及其嚴(yán)重程度密切相關(guān)，而其在臨床診斷及預(yù)后評(píng)估等方面的價(jià)值還待進(jìn)一步的臨床研究證實(shí)。也有研究發(fā)現(xiàn)某些靶向IL-17A的藥物可以有效的抑制LPS誘導(dǎo)的病理性炎癥反應(yīng)減緩ARDS病情，但目前僅停留在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的階段，用于臨床治療還待進(jìn)一步研究。目前靶向IL-17A的單克隆抗體已用于治療類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、銀屑病等多種自身免疫性疾病，靶向IL-17A治療可能成為治療ARDS的一個(gè)新方向。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突