- 细胞因子及免疫学检验
- 崔天盆
- 2446字
- 2020-08-29 08:36:51
五、白细胞介素-10与疾病的关系
(一)IL-10与创伤、烧伤及败血症休克的关系
研究发现,创伤、烧伤及败血症休克患者体内IL-10水平升高。1991年,美国胸科医师协会和危重医师协会联合会议中提出全身炎症反应综合征(system inflammatory response syndrome,SIRS)这一名词,是指因感染或非感染因素导致机体失控性的自我放大和自我破坏的全身性炎性反应。适量的抗炎性介质有助于控制炎症反应,若抗炎性介质过量并泛滥入血,则可引起代偿性抗炎反应综合征(compensatory anti-inflammatory response syndrome,CARS)。如SIRS>CARS,即SIRS占优势,可导致细胞死亡和器官功能衰竭;如CARS>SIRS,即CARS占优势,则免疫受抑制,感染易感性增加。当SIRS和CARS同时存在并相互加强,则会导致炎症反应和免疫功能更为严重的紊乱,对机体造成更严重损伤。
急性肺损伤(acute lung injury,ALI)是临床常见的危重病,也是多器官功能障碍综合征(multiple organ dysfunction syndrome,MODS)或全身炎症反应综合征中最常出现的一种器官组织损伤。在脂多糖诱导的内毒素性休克中,能增加IL-10分泌的药物有利于动物的存活。嘧啶哌嗪来源的Y39041,是一种既能促进TNF分泌,又能促进IL-10分泌的双重细胞因子调节剂,无论在脂多糖注射前还是注射后使用Y39041,均能完全防止小鼠出现脂多糖诱导性死亡。
(二)IL-10与感染的关系
1.IL-10避免过度免疫反应
利用IL-10基因敲除小鼠证实IL-10调节感染中的免疫反应,结果发现,弓形虫、疟原虫或克鲁氏锥虫感染模型中,IL-10可抑制过度免疫反应。疟原虫感染时,IFN-γ在介导的免疫反应及抗体的产生中扮演着重要的角色,而在IL-10基因敲除小鼠内死亡率增加,同时,IFN-γ、TNFα和IL-12水平显著升高,因此,IL-10可抑制过强的Th1反应。弓形虫可引起Th1反应,IL-10基因敲除小鼠感染弓形虫后,与野生型小鼠相比,血清中IFN-γ和IL-12升高更为显著,肺部IFN-γ、IL-1β、TNFα和IL-12 mRNA显著升高。
2.IL-10抑制针对病原体的保护性免疫反应
由于IL-10强有力的免疫抑制作用,某些病原体感染,如结核分枝杆菌、产单核细胞李斯特菌、利什曼原虫或淋巴细胞脉络丛脑炎病毒感染,IL-10的不适当免疫反应,导致潜伏感染发生和病原体不能有效清除。
每个个体一生中有10%概率发生结核分枝杆菌潜伏感染,若使用免疫抑制剂,结核分枝杆菌潜伏感染的风险增加。IL-10基因敲除小鼠感染结核分枝杆菌时,肺部Th1反应增强,肺部结核分枝杆菌比野生小鼠少。而在结核分枝杆菌感染后高表达IL-10的小鼠中,如CBA/J鼠,拮抗IL-10可减少细菌数量,增加小鼠存活数。活动性结核患者肺部、血清、肺泡灌洗液中IL-10水平升高,因此,IL-10与结核活动性相关。
产单核细胞李斯特菌感染时,Th1细胞免疫反应在保护性免疫中起重要作用,而IL-10可抑制这种反应。研究发现产单核细胞李斯特菌感染人体后,血清IL-10水平显著升高。IL-10水平上调与HCV、EBV持续感染相关。巨细胞病毒感染时,拮抗IL-10R可增加病毒特异T细胞数量,加速病毒清除。
某些病毒还编码IL-10同源分子或从宿主获得IL-10的表达,导致慢性感染,如几种单纯疱疹病毒和痘苗病毒编码病毒IL-10(virus IL-10,vIL-10)。EBV也编码vIL-10,EBV vIL-10能抑制促炎性免疫反应、降低巨噬细胞活化、抑制抗原提呈,但是没有哺乳动物体内IL-10的免疫刺激活性,因此,使得病毒获得慢性感染的能力。与EBV vIL-10相比,HCMV vIL-10与哺乳动物内IL-10的同源性较低,但是HCMV vIL-10有部分哺乳动物体内IL-10的免疫刺激活性。
(三)IL-10与结肠炎和炎性肠病的关系
肠道有大量共生微生物定植,免疫系统必须精确调控,避免不适当的免疫反应,IL-10在其中发挥重要作用。在共生微生物作用下,IL-10基因缺陷小鼠结肠、直肠和回肠炎症反应增强;然而,在SPF环境下,IL-10基因缺陷小鼠仅结肠发生炎症反应;IL-10基因缺陷小鼠饲养在无菌环境下,结肠炎症反应也消失,这项研究表明,IL-10在肠道对共生微生物的免疫耐受中起重要作用。随后研究发现,T细胞包括Foxp3 +CD4 +T细胞和Foxp3 -CD4 +T细胞来源的IL-10在肠道的免疫耐受中起着重要的作用。
人类炎性肠病包括克罗恩病和溃疡性结肠炎,IL-10Ra和IL-10Rb基因突变导致早发炎性肠病。GWAS研究发现,IL-10基因多态性也与克罗恩病和溃疡性结肠炎相关。
(四)IL-10在变应性疾病中的作用
变应性疾病主要是Th2介导的,IL-4、IL-5、IL-13及IL-9在其中起重要作用。当个体遇到变应原,IgE交联肥大细胞,导致脱颗粒,释放炎性介质,导致相关病理过程,IL-10在变应性反应中也起重要作用。预致敏小鼠注射IL-10可减少肺部嗜酸性粒细胞和中性粒细胞浸润及肺部TNF-α的产生;IL-10转染T细胞,也可抑制炎症反应。人类哮喘患者支气管肺泡灌洗液中,IL-10水平降低,且用糖皮质激素治疗后,IL-10升高。此外,研究证实,变应性皮炎局部皮肤中IL-10水平降低。
(五)IL-10与自身免疫性疾病的关系
IL-10基因缺陷小鼠易诱导实验性变态反应性脑脊髓炎(experimentally allergic encephalomyelitis,EAE),与野生小鼠比,单独用髓磷脂(无佐剂)IL-10基因缺陷小鼠就能诱导EAE发生。IL-10在类风湿关节炎也起重要作用,人类类风湿关节炎(rheumatoid arthritis,RA)炎性关节局部IL-10表达升高。
弥漫性多发性硬化患者血清IL-10水平升高,而局限性多发性硬化则不升高。与多发性硬化症(multiple sclerosis,MS)和RA疾病中IL-10发挥抑制作用不同,在系统性红斑狼疮(systemic lupus erythematosus,SLE)患者中,IL-10参与致病,IL-10促进B细胞存活,促进抗体产生。在NZB/W F1小鼠易发SLE,注射抗IL-10抗体,可以延迟这种小鼠发生自身免疫的时间,而注射IL-10加速发生自身免疫反应。人类SLE患者血清中IL-10水平与SLE疾病活动指数(SLEDAI)、血清抗dsDNA抗体滴度呈正相关,治疗后IL-10下降。有研究表明,IL-10可刺激SLE患者外周血单个核细胞(peripheral blood mononuclear cell,PBMC)产生抗dsDNA抗体,后者又刺激PBMC分泌IL-10,二者相互作用形成正向反馈循环,导致病情进展。同时,SLE患者分泌IL-10的PBMC细胞数目增多,而分泌INF-γ的细胞显著减少,且分泌IL-10与分泌INF-γ的细胞比值和疾病的严重程度相关。
银屑病患者皮损局部IL-10 mRNA和蛋白水平降低,促炎性细胞因子升高,局部以Th1细胞浸润为主。
(六)IL-10与肿瘤的关系
IL-10在肿瘤中的作用并不一致,研究发现,IL-10在抗肿瘤免疫中不仅发挥免疫抑制作用,同时发挥免疫刺激作用。乳腺癌、肾癌、结肠腺癌、B细胞淋巴瘤和黑色素瘤肿瘤微环境中,IL-10的表达与分泌抑制树突状细胞的抗原提呈作用,因此限制抗肿瘤反应。某些肿瘤微环境中,CD4 +T细胞产生IL-10,具有抗肿瘤效应,抑制肿瘤血管新生。
统计分析发现,血浆IL-10水平增加与肿瘤预后恶化有关,如黑色素瘤、肾癌、消化道肿瘤手术后,血清IL-10持续升高,则预后不良,化疗后血清IL-10持续升高,也预后不良。
六、白细胞介素-10的治疗前景
(一)IL-10治疗自身免疫性疾病及变应性疾病
临床前研究发现,IL-10用于治疗克罗恩病、银屑病是有效的,进一步研究证实,IL-10只能中度改善疾病或改善常规治疗的副反应,5~8mg/(kg·d)的剂量能够取得最好的临床效果,而稍微增加IL-10剂量反而不能得到很好的效果。有趣的是,更高剂量的IL-10不仅不能抑制克罗恩患者表达IFN-γ的水平,反而会促进患者血液中IFN-γ分泌及炎症标志物新蝶呤的表达,引发全身的不良反应如头痛、贫血、发热、血小板减少、周身不适等。研究人员设想利用一种方法将IL-10投放到肠道的局部病变处,以避免系统用药的局限性和不良反应。糖皮质激素治疗哮喘等变应性疾病时,可升高IL-10的水平,若与维生素D联合应用,可进一步升高IL-10。
(二)拮抗IL-10改善疫苗接种反应
产单核细胞李斯特菌接种时,拮抗IL-10R可增强抗菌反应;在LCMV感染时,拮抗IL-10R可增强抗病毒反应;卡介苗接种时,拮抗IL-10R可降低TB和IFN-γ的产生。
总之,IL-10是广泛研究的抗炎性细胞因子,不同免疫细胞均产生IL-10。抗炎时,抑制免疫反应,避免炎症反应带来的病理损伤;有些情况下,抑制炎症反应带来慢性感染或感染持续,拮抗IL-10可促进病原体清除。另一方面,注射或诱导IL-10,可促进变应原或自身抗原的免疫耐受。
(崔天盆 陈 超)
参考文献
1.金伯泉.细胞和分子免疫学.第2版.北京:科学出版社,2001
2.崔华东,刘冬梅,张宁,等.白细胞介素10及受体在系统性红斑狼疮患者中表达的研究.中国医科大学学报,2011,40(8):725-728
3.侯俊荣,侯振江.白细胞介素-10及其受体在系统性红斑狼疮中的研究进展.中华临床医师杂志(电子版),2015,9(13):2573-2576
4.周琳,周光炎,路丽明.IL-10的双向免疫调节作用.细胞与分子免疫学杂志,2012,28(10):1100-1106
5.Takayuki Y,Tomohiro Y. Cytokine Frontiers. Japan:Springer,2014
6.Cao S,Moss W,O′Grady T,et al. Noncoding lytic transcripts derived from the epstein-barr virus latency origin of replication,oriP,are hyperedited,bind the paraspeckle protein,NONO/p54nrb,and support viral lytic transcription. J Virol,2015,89(14):7120-3712
7.Chan IH,Wu V,Bilardello M,et al. The potentiation of IFN-γ and induction of cytotoxic proteins by pegylated IL-10 in Human CD8 T Cells. J Interferon Cytokine Res,2015,35(12):948-955
8.Chung EY,Kim SJ,Ma XJ. Regulation of cytokine production during phagocytosis of apoptotic cells. Cell Res,2006,16(2):154-161
9.Donnelly RP,Sheikh F,Kotenko SV,et al. The expanded family of class II cytokines that share the IL-10 receptor-2(IL-10R2)chain. J Leukoc Biol,2004,76(2):314-321
10.Eskdale J,Kube D,Tesch H,et al. Mapping of the human IL10 gene and further characterization of the 5′flanking sequence. Immunogenetics,1997,46(2):120-128
11.Gabryšová L,Howes A,Saraiva M,et al. The regulation of IL-10 expression. Curr Top Microbiol Immunol,2014,380:157-190
12.Gölz G,Karadas G,Fischer A,et al. Toll-like receptor-4 is essential for arcobacter butzleri-induced colonic and systemic immune responses in gnotobiotic IL-10(-/-)Mice. Eur J Microbiol Immunol(Bp),2015,5(4):321-332
13.Fiorentino DF,Bond MW,Mosmann TR. Two types of mouse T helper cell. IV. Th2 clones secrete a factor that inhibits cytokine production by Th1 clones. J Exp Med,1989,170(6):2081-2095
14.Fiorentino DF,Presby M,Baer AN,et al. PUF60:a prominent new target of the autoimmune response in dermatomyositis and Sjögren′s syndrome. Ann Rheum Dis.2016 Jun; 75(6):1145-1151
15.Iyer SS,Cheng G. Role of interleukin 10 transcriptional regulation in inflammation and autoimmune disease.Crit Rev Immunol,2012,32(1):23-63
16.Kim JM,Brannan CI,Copeland NG,et al. Structure of the mouse IL-10 gene and chromosomal localization of the mouse and human genes. J Immunol,1992,148(11):3618-3623
17.Moore KW,Vieira P,Fiorentino DF,et al. Homology of cytokine synthesis inhibitory factor(IL-10)to the Epstein-Barr virus gene BCRFI. Science,1990,248(4960):1230-1234
18.Walter MR. The molecular basis of IL-10 function:from receptor structure to the onset of signaling. Curr Top Microbiol Immunol,2014,380:191-212
19.Yin H,Zhou H,Kang Y,et al. Syk negatively regulates TLR4-mediated IFNβ and IL-10 production and promotes inflammatory responses in dendritic cells. Biochim Biophys Acta,2016,1860(3):588-598