IL-1β是重要的炎性细胞因子，IL-1β和IL-1α结合相同的受体IL-1RI，启动促炎性反应。在发现树突状细胞之前，由于巨噬细胞分泌IL-1β，IL-1β被认为在巨噬细胞抗原递呈中起重要作用。无活性的IL-1β可被胞内胱天蛋白酶-1水解成有活性的IL-1β，当IL-1β基因内胱天蛋白酶-1剪切位点突变后，可导致致死性炎症反应，当阻断受体信号转导或采用IL-1β中和抗体，可逆转这种炎症反应。同时，IL-1β中和抗体可以治疗IL-1β介导的慢性炎症。

IL-1β还参与介导一类不同于经典自身免疫的“自身炎症反应（auto-inflammatory）”的疾病。虽然自身炎症反应和自身免疫反应都是炎症反应，但是自身炎症反应主要是IL-1β介导的，获得性免疫反应不参与其反应过程。

区别于IL-1α，IL-1β前体在正常情况下不表达。健康人外周血单核细胞、骨髓细胞并没有IL-1β mRNA的组成性表达，同时，组成性表达IL-1α和IL-33前体的内皮细胞、皮肤角质细胞、成纤维细胞和上皮细胞不组成性表达IL-1β，即使予以TLR配体刺激也不表达。IL-1β主要由活化的单核细胞、巨噬细胞、树突状细胞、B细胞和NK细胞表达；急性髓系白血病、黑色素瘤、多发性骨髓瘤、儿童髓系白血病等多种疾病的肿瘤细胞组成性表达IL-1β。黑色素瘤细胞也表达IL-1β前体，越是侵袭或转移能力高的肿瘤细胞IL-1β表达及活性水平越高。骨髓内中性粒细胞可诱导表达IL-1β前体，但外周血成熟中性粒细胞不再产生IL-1β。

与其他细胞因子的基因启动区不同，IL-1β基因启动调节区多达几千个碱基，除了cAMP反应元件，还有NF-κB样元件和AP-1位点。虽然IL-1β mRNA是反应必不可少，但是IL-1β前体转录和翻译不完全同步。非TLR配体如补体C5a、低氧、黏附到表面或凝血可诱导单核细胞中IL-1β mRNA转录水平升高，但是IL-1β蛋白质翻译水平并未明显增加，IL-1β mRNA聚集在核糖体，但是没有显著促进蛋白延伸，因此并没有完整蛋白的合成。这是由于编码区存在非稳定区所致，这些非稳定区也存在于IL-18和IL-37的基因中，导致IL-18和IL-37 mRNA不稳定。然而低浓度TLR配体与单核细胞TLR结合后，则诱导IL-1β蛋白翻译水平升高；利用IL-1诱导单核细胞也有相同的效应。

几乎所有微生物产物都可通过TLR活化诱导IL-1β的产生，此外IL-1α和IL-1β也可在体外诱导单核细胞分泌IL-1β。无论何种刺激，IL-1β的分泌均活化胱天蛋白酶-1的剪切，在此过程中胱天蛋白酶-1前体需水解成胱天蛋白酶-1。然而，活化胱天蛋白酶-1需要炎症小体（inflammasome），炎症小体是一组复杂的蛋白质，参与先天免疫系统的激活。炎症小体含有细胞凋亡相关的斑点样蛋白（apoptosis-associated speck-like protein，ASC），引起坏死性细胞死亡，同时也担负着将胱天蛋白酶-1（caspase-1）加工成激活型的重任。炎症小体的核心组分是NOD样受体蛋白3（NLRP3），NLRP3也被称为冷焦蛋白（cryopyrin），冷焦蛋白是核苷酸结合域富含亮氨酸重复蛋白家族（nucleotide-binding domain leucine-rich-repeat-containing family）的一名成员。最近报道显示，冷焦蛋白是某类病原菌-诱导的坏死性细胞死亡的一种重要的宿主介质。

外周血单核细胞用TLR激动剂刺激4小时后，释放IL-1β，且未观察到细胞死亡，在随后20~40小时内观察到其他细胞因子的释放。脂多糖（LPS）刺激单核细胞，15分钟后，IL-1β就开始显著升高，但4小时后，由于IL-1β mRNA的半衰期短和microRNA的作用，IL-1β mRNA开始衰减。IL-1刺激单核细胞，胞内cAMP水平升高，诱导IL-1转录和蛋白合成增加；相对于其他刺激因子，IL-1刺激合成的IL-1β mRNA能稳定维持24小时。同时，自身炎症患者的单核细胞，无TLR配体刺激可自发分泌IL-1β达24小时。

从健康人气道分离的巨噬细胞，给予LPS刺激后，不分泌IL-1β。然而，一旦加入外源ATP，就会释放IL-1β。除了ATP可活化P2X7受体，进而活化胱天蛋白酶-1，中性粒细胞来源的LL-37也可促进IL-1β的剪切和释放。胱天蛋白酶-1在胞浆或特化分泌的溶酶体内剪切IL-1β前体。IL-1β可以通过多种方式分泌到胞外，如溶酶体的胞吐、膜微体释放、直接通过转运体释放及外泌体释放等，一般情况下，释放活化的IL-1β伴随LDH的释放。焦亡是胱天蛋白酶-1依赖细胞死亡方式，也可释放IL-1β；增加胞内钙浓度，也可以依赖于磷脂酶C方式释放胞内成熟IL-1β。

CIAS1基因（编码冷焦蛋白）突变与自身炎症周期性发热综合征（以IL-1β过量生成为特征）相关。研究证实疾病相关的CIAS1突变，造成单核细胞株系内出现坏死性细胞死亡，表达突变冷焦蛋白的细胞比表达野生型冷焦蛋白的细胞释放更多IL-1β。CIAS1突变的患者体内，单核细胞经由一个依赖ASC和组织蛋白酶B（cathepsin B）程序而出现过量细胞死亡，并最终导致HMGB1的生成。由于人们认为疾病相关的冷焦蛋白突变是功能激活（gain-of-function）突变，那么野生型冷焦蛋白应该就具有与突变型冷焦蛋白相似的特质，只是表达水平较低或在刺激后才开始表达。

经典自身炎症性疾病如家族性地中海热（familial Mediterranean fever，FMF）和Cryopyrin相关周期性综合征（cryopyrin-associated periodic syndromes，CAPS）具有相似的临床表现，分泌较多的IL-1β，且IL-1R阻滞反应显著。这类疾病中NALP3无突变，可能P2X7本身存在突变或其他控制钾离子通道的基因存在突变，影响IL-1β的分泌。同时，P2X7受体基因多态性，导致功能多态性显著影响IL-1β的分泌。P2X7受体纯合子多态性患者的单核细胞分泌IL-18减少。P2X7受体的另一个多态性影响异体干细胞移植个体的生存率，这种个体并发菌血症比例高达68%，而野生型只有18%。P2X7受体缺陷小鼠表现为炎症、疼痛，小鼠体内IL-1β及其介导的IL-6生成水平均显著降低。

研究证明，类风湿关节炎患者的单核细胞经ATP刺激后，P2X7受体活化，导致IL-1β的分泌增多。ATP除了可以降低胞内钾离子，也可形成过氧亚硝酸盐（peroxynitrite），而胱天蛋白酶-1的活化需要过氧亚硝酸盐，因此，过氧亚硝酸盐减少可降低IL-1β的分泌。Pannexin-1是运输染料的通道蛋白，胱天蛋白酶-1剪切和通过P2X7受体分泌IL-1β途径均需要这种蛋白，同时，Pannexin-1也是LPS诱导IL-1β分泌所需要的。不仅ATP可刺激P2X7活化，“再生和耐受因子”也调节P2X7受体活性。

NLRP1基因与多种自身免疫性疾病如白癜风、艾迪生病、Ⅰ型糖尿病和类风湿关节炎相关。NLRP1基因L155H和M118V单倍型有更高的发病风险，当用TLR2和TLR4的激动剂刺激，单倍型2A的个体外周单核细胞释放较多组成性表达成熟的IL-1β；而IL-1α和TNFα表达无差异，且NLRP1 mRNA和蛋白水平也无差异。

非胱天蛋白酶-1介导机制也可产生有活性的IL-1β。如在胱天蛋白酶-1缺陷小鼠体内无菌性炎症可诱导发热、升高IL-6、增加肝脏急性时相蛋白产生，而在IL-1β缺陷小鼠体内观察不到上述效应。无菌性炎症往往伴随中性粒细胞浸润，而中性粒细胞可产生IL-1β。中性粒细胞寿命很短，刺激几小时后就会死亡，胞内未处理的IL-1β前体可释放到胞外。有报道证实，中性粒细胞特异蛋白酶3能处理IL-1β和IL-18前体；而弹性蛋白酶、MMP9、颗粒酶A也能在胞外处理IL-1β前体。此外，肥大细胞类糜蛋白酶（chymase）也能产生有活性的IL-1β。蛋白酶3、弹性蛋白酶、组织蛋白酶G能切割胱天蛋白酶-1位点的三个氨基酸残基，体外用蛋白酶3孵育IL-1β前体，可观察到25kD和15kD的IL-1β蛋白。IKK-β缺陷小鼠的髓系细胞比野生小鼠更易导致内毒素休克，外周血中IL-1β和中性粒细胞显著增加，阻断IL-1R可减少这种小鼠的死亡。IKK-β缺陷小鼠的IL-1β来源于中性粒细胞。

经过十年的连续繁殖，IL-1β缺陷小鼠没有明显自发性疾病，然而，皮下注射松节油（turpentine），IL-1β缺陷小鼠与野生小鼠反应明显不同。予以IL-1β缺陷鼠皮下注射松节油24小时后，无明显急性时相反应、无食欲减退、外周血IL-6未升高、无发热等现象，上述反应与注射抗IL-1R1抗体至野生小鼠的表现一致。酵母多糖诱导IL-1β缺陷鼠牙周炎的炎性反应降低。相反地，LPS处理IL-1β缺陷鼠明显加剧发热反应，且LPS处理IL-1β缺陷鼠对瘦素mRNA和蛋白表达无显著影响。

化学致癌物处理IL-1β缺陷鼠，肿瘤发生更慢或没有肿瘤发生；而化学致癌物处理的IL-1α缺陷鼠与野生小鼠之间无明显差异；而在化学致癌物刺激的IL-1Ra缺陷鼠中，肿瘤发生更快。注射化学致癌物局部有淋巴细胞浸润，而IL-1β缺陷鼠注射局部几乎没有中性粒细胞浸润，但IL-1Ra缺陷鼠体内中性粒细胞浸润增多。上述结果表明，IL-1β分泌到局部微环境，导致淋巴细胞和中性粒细胞浸润，而IL-1α对微环境影响较少。

自噬（autophagy）是一个自身细胞质或细胞器被自身吞噬包裹进入囊泡，与溶酶体融合形成自噬溶酶体，其所包裹的内容物被降解的过程，为细胞本身的代谢需要和某些细胞器的更新提供原料。自噬在多种环境如缺血、缺氧、饥饿和生长因子缺乏等条件下均可被激活，产生代谢物和能量，维持细胞内环境的稳定，避免细胞死亡。自噬在肿瘤、神经变性性疾病和老化中有重要作用；同时也发现自噬可调节炎症反应，自噬在促炎性细胞因子产生中有重要作用，特别是IL-1β。在人体也观察到自噬在IL-1β的产生中起作用，抑制自噬可增加IL-1β产生；而同样处理却减少TNFα产生，因此说明自噬在IL-1β和TNFα这两个促炎性细胞因子中发挥不同作用。

在全基因组研究发现，两个自噬基因ATG16L1（位于染色体2q37.1）和IRGM（位于染色体5q33.1）突变，导致克罗恩病。2011年，研究发现另一个自噬基因ULK1的多态性与克罗恩病发病有关。NOD2突变个体，发生自噬缺陷，降低细菌清除，导致细菌持续存在，增加克罗恩病发病率。IL-1β在自噬相关基因导致克罗恩病发病中起重要作用。TLR4配体刺激ATG16-L1缺失的巨噬细胞，可产生高水平IL-1β和IL-18，且ATG16-L1敲除细胞胱天蛋白酶-1活性增强。用NOD2配体MDP刺激ATG16L1 300Ala等位基因细胞增加IL-1β和IL-6表达，而TLR2和TLR4配体刺激ATG16L1 300Ala等位基因细胞表达没有变化。

IL-1及其受体参与不同急性和慢性炎症疾病的发生发展，包括败血症、休克、类风湿关节炎、动脉粥样硬化、阿尔茨海默病、肾病、偏头痛（migraine）、子宫内膜炎、肿瘤如肝、膀胱、胃肿瘤等，此外，注射疫苗也可诱导相应细胞因子反应。

炎性疾病有复杂的遗传背景，有些与IL-1家族基因有关。研究IL-1及其受体的单核苷酸多态性发现，IL-1与强直性脊柱炎、系统性硬化、阿尔茨海默病、严重牙周炎，终末肾炎、背痛综合征等疾病有不同程度的相关性，其中，IL-1A等位基因与皮肤过敏原点刺试验呈负相关。

IL-1RN rs2234678位点与怀孕时吸烟导致儿童哮喘相关。IL-1基因簇的可变重复核苷酸（variable nucleotide tandem repeats，VNTR）与英国患者膝关节炎相关，但是与髋关节炎无关。近年来，Meta分析结果表明，三个IL-1RN SNP如rs419598，rs9005，rs315943组成的单倍型与膝关节炎严重程度相关。基于家族和病例对照分析发现，IL-1R1的SNPs rs2287047与手关节炎严重程度相关。IL-1B SNPs rs1143634和rs1143633与小关节炎呈相关性。Meta分析发现，系统性特发青少年关节炎与IL-1基因簇的rs6712572，rs2071374，rs1688075和Il-1R的rs12712122基因多态性呈不同程度的相关性。

强直性脊柱炎与IL-1A基因多态性相关。Meta分析发现IL-1基因簇的IL-1RN VNTR、IL-1A的rs1800587、IL-36B的rs1900287与强直性脊柱炎相关；另一个Meta分析结果表明，IL-38的rs3811581、IL-1A的rs1800587、IL-1基因簇的rs2856836、rs17561及rs1894399与欧洲人强直性脊柱炎呈不同程度的相关性，而与亚洲人强直性脊柱炎无相关性；IL-38与非强直性脊柱炎表型相关。

银屑性关节炎也与IL-1基因簇相关。IL-1B启动子-511A/G（rs16944）与类风湿关节炎相关；亚洲人群IL-1A的rs1800587和IL-1B rs16944与GRAVES病和GRAVES眼病相关。意大利人群IL-1基因簇多态性与多发性硬化相关。研究发现，中国人群IL-1B和IL-1RN基因多态性与儿童IgA肾病相关；IL-1RN与蛋白尿呈相关性；IL-1A的rs3783553与斑秃呈一定的相关性，这个位点与microRNA-122结合，影响其功能。

血清中IL-1Ra水平可预测代谢综合征的进展，独立于CRP，影响Ⅱ型糖尿病的发病。IL-1基因簇基因变异与Ⅱ型糖尿病的发病呈相关性。

巴西人群IL-1B基因rs1143634和NLRP3基因rs10754558与HIV-1感染相关。高风险型HPV与IL2rb/IL1RN/IL7R区的rs228942、rs419598、rs315950、rs7737000和rs9292618相关。

IL1RN启动子rs4251961（C/T）在侵袭性肺炎链球菌导致的疾病中扮演着重要的角色，死亡患者体内IL-1Ra水平显著高于幸存者，rs4251961 C等位基因与高血清IL-1Ra水平相关。

复发性口腔炎与IL-1B-511等位基因显著相关，但是与IL-1Ra VNTR无相关性。在美国、智利和中国进行大规模人群调查发现，高加索人种、非洲裔美国人、西班牙裔和亚裔多个人种IL-1基因与慢性牙周炎相关。

IL-1A基因rs17561和Ser114Ala及IL-1B rs16944与高加索人和土耳其人群慢性鼻窦炎合并鼻息肉相关。IL-1B rs1143634和rs1143639与肺纤维化的严重程度一致。

研究表明，年轻人群中心肌梗死、脑卒中与IL-1B启动子-511C（rs16944）相关。IL-1B和IL-10的基因变异也影响深静脉血栓的发病风险。

IL-1RN与胃癌发病相关；IL-1RN VNTR和IL-1B-31T（rs1143627）增加非小细胞肺癌发病风险；慢性乙肝感染患者IL-1B基因启动子-511C（rs16944）与肝癌相关。IL-1B的一个等位基因与胃萎缩和胃癌相关，且与胃幽门螺杆菌疗效相关。IL-1A基因rs17561和rs4848300与卵巢癌发病相关；在意大利人群中，IL-1B+3954C>T多态性增加乳腺癌风险，而IL-6启动子-174G>C则有保护作用。日本吸烟人群中，IL-1B基因rs1143634的T等位基因增加肺癌风险。IL-1RN的rs2637988增加非霍奇金淋巴瘤的风险；最近，大规模调查发现，IL-1B rs16944增加多发性骨髓瘤风险。

IL-1B和IL-1RN等位基因与肾移植的结局有关，特发性肺纤维化与IL-1RN基因多态性有关。多态性影响IL-1Ra mRNA和蛋白的表达，低IL-1Ra表达量与特发性肺纤维化发病相关。

美国人群研究发现IL-1R2与艾滋病患者睡眠质量差相关，IL-1R2 rs11674595和TNFA rs1041981与艾滋病患者的睡眠质量差相关。

由于IL-1是系统或局部炎症的关键细胞因子，因此IL-1通路拮抗剂在慢性炎症中有较好疗效，同时在急性炎症如心肌梗死的恢复期也有一定改善作用。1993年，合成重组IL-1R拮抗剂阿那白滞素（anakinra），anakinra可截断IL-1α和IL-1β信号转导，目前已被推荐用于治疗类风湿关节炎，但该药的半衰期短，需要每天注射。与抗TNF药物相比，anakinra的临床疗效中等，因此其临床使用较局限。

2008年5月，美国FDA批准IL-1受体阻断剂利那西普（rilonacept）。利那西普作为可溶性诱骗受体，是一种二聚体融合蛋白，由一种人IL-1受体组分（IL-1R1）的胞外部分配体-结合结构区和IL-1受体辅助蛋白（IL-1RAcP）呈线性连接至人IgG1的Fc部分组成，利那西普分子量接近251kD。利那西普由中国仓鼠卵巢（CHO）细胞表达后纯化。利那西普适用于治疗成年和12岁以上儿童的Cryopyin蛋白-相关周期性综合征，包括家族性冷自身炎症综合征（FCAS）、Muckle-Wells（穆-韦综合征：淀粉样变性-耳聋-荨麻疹-肢痛综合征，MWS）。2009年，FDA批准合成卡那奴单抗（canakinumab）并治疗Cryopyin蛋白-相关周期性综合征。卡那奴单抗是针对IL-1β的人源单抗，目前，也正在进行COPD、痛风、冠心病、精神分裂症的Ⅰ期临床试验。

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