固有淋巴样细胞2与特应性皮炎的研究进展

2016-03-09 06:46俞颖哲郑敏
国际皮肤性病学杂志 2016年4期
关键词:特应性皮炎淋巴

俞颖哲 郑敏

·综述·

固有淋巴样细胞2与特应性皮炎的研究进展

俞颖哲 郑敏

特应性皮炎是一种慢性炎症性疾病,在儿童中多见,且多有哮喘、过敏性鼻炎等疾病的家族史。该病的发病机制尚不明确,与皮肤屏障缺损、遗传易感性、环境危险因素及免疫调节异常等多个因素相关。研究发现,特应性皮炎与固有淋巴样细胞所介导的免疫反应相关,特别是2型固有淋巴样细胞,与该型细胞相关的白介素4、5和13等一系列细胞因子在特应性皮炎的发病过程中发挥重要作用,这一进展可为特应性皮炎提供新的治疗靶点。

皮炎,特应性;淋巴细胞;白细胞介素4;白细胞介素5;白细胞介素13

特应性皮炎是一种慢性炎症性皮肤病,在儿童中的发病率约为20%,成人发病率为3%[1]。发病人群多有哮喘、过敏性鼻炎家族史,且易被检测到血清IgE水平增高。其发病机制较为复杂,与皮肤屏障缺损、皮肤炎症反应、遗传易感性、环境危险因素及免疫调节异常等多个因素相关[2]。固有淋巴样细胞(innate lymphoid cells,ILC)为一类具有免疫功能的淋巴样细胞,目前认为可能与特应性皮炎的发病相关。

1 ILC

传统的免疫细胞包括B细胞、T细胞、吞噬细胞及自然杀伤细胞(NK细胞)等。随着研究的深入,人们发现,NK细胞虽来源于淋巴样祖细胞,但发挥作用的方式与其他淋巴细胞不同,且不携带特异性抗原识别受体,此后,NK细胞因其特性被归入了一个新的细胞群体,即 ILC[3]。

作者单位:310009杭州,浙江大学医学院附属第二医院皮肤性病科

ILC是一类特殊的免疫细胞,具有淋巴细胞的形态特征,但表面缺失特异性抗原受体,同时能够产生一系列特效细胞因子[4]。根据细胞所分泌的特异性细胞因子及发生过程中所需的转录因子种类不同,ILC分为3个亚型:1型ILC(ILC1)分泌干扰素(IFN)γ,同时依赖于Tbet进行转录,NK细胞即属于此类;2型ILC(ILC2)分泌2类细胞因子,如IL-5、IL-13,其转录需依赖 GATA3;3 型 ILC(ILC3)包括淋巴组织诱导细胞,分泌IL-17、IL22,同时依赖于 Rorγ[5]。

目前研究显示,ILC通过自身细胞因子,加之与辅助T细胞亚类的交互影响,在淋巴器官发生、组织重塑、抗菌免疫、防御屏障等多个方面发挥作用。一旦不受抑制的激活及增殖,将引发炎症性自身免疫性疾病。

2 ILC2

ILC2作为一类对IL-25敏感且能分泌2类细胞因子的非B非T细胞,最早发现于Rag1-/-小鼠体内[6]。其在骨髓中发生,主要分布于肺部、皮肤、鼻腔、肠道等富含黏膜的部位[7-8]。

ILC2前体在IL-33、IL-25、胸腺基质淋巴细胞生成素(TSLP)的诱导下,依赖于Rorα转变为ILC2。ILC2 能够分泌 IL-2、IL-5、IL-13 及少量 IL-4、IL-9,并进一步激活下游通路中的肥大细胞及嗜酸性粒细胞,从而发挥类似于Th2的作用[9-11]。现已证明,ILC2与过敏性哮喘、鼻窦炎、特应性皮炎等疾病相关[12-14]。

3 ILC2与特应性皮炎的发病机制

特应性皮炎的发病机制较为复杂,可分为免疫反应、皮肤屏障功能及微生物作用三方面。其中前两者与ILC2关系密切。本病在生理病理上主要表现为2类细胞因子反应,即IL-4、IL-5、IL-13的产生,并进一步诱导IgE产生及颗粒细胞的募集,这与ILC2相关的细胞因子相符。目前的一系列研究表明,ILC2可能参与了特应性皮炎等疾病的病理过程[15-16]。

3.1 ILC2通过细胞因子介导的免疫反应影响特应性皮炎的发病:研究人员通过流式细胞测定的方式检测Lin-CD25+IL-33R+ILC2。结果显示,无论是小鼠还是人类,特应性皮炎皮损区域的ILC2数量均显著高于健康皮肤。研究者使用TSLP-TSLP受体,而非传统意义上ILC2的诱导因子IL-33、IL-25,探讨TSLP依赖的ILC2通路。研究显示,TSLP可诱导ILC2产生类似Th2类细胞因子,并进一步引发与特应性皮炎相似的皮肤炎症反应[17]。

在另一项研究中,研究人员以角蛋白14启动子使转基因小鼠表达IL-33基因,并提高其在皮肤的含量。在将小鼠置于无病原体环境中6~8周后,小鼠自发出现类似于特应性皮炎的改变,包括出现类似形态的皮损,嗜酸性粒细胞及肥大细胞在皮损区的浸润表现,以及外周血中组胺及IgE的水平升高。同时对比于野生型,转基因小鼠皮损区、外周血及局部淋巴结的ILC2及 IL-5、IL-13水平均显著增高[18],提示ILC2及其诱导因子IL-33在特应性皮炎形成中的起作用。

2014年,一项研究发现,嗜碱性粒细胞及ILC2在炎症性皮损部位大量聚集,采用流式细胞检测的方法,在野生型小鼠的皮肤ILC2中检测到IL-4Rα,并比较得出IL-4-/-小鼠的ILC2反应显著低于野生型小鼠。为证实其作用,研究人员分别提取IL-4-/-小鼠与野生型小鼠的嗜碱性粒细胞,注入裸鼠体内。被注入IL-4-/-嗜碱性粒细胞的裸鼠的ILC2反应仍显著低于注入野生型嗜碱性粒细胞的裸鼠。研究人员进一步比较了IL-4-/-小鼠与野生型小鼠的皮肤ILC2的增殖情况,明确IL-4对于ILC2反应的诱导、ILC2的增殖以及特应性皮炎样的皮损改变的形成都是必需因素[19]。

由此可见,ILC2在特应性皮炎中的免疫作用与TSLP、IL-33、IL-5、IL-13 及 IL-4 等多种细胞因子相关。同时,细胞间关系以及皮肤ILC2游走模式的研究表明,ILC2与细胞定植的肥大细胞相关,可通过IL-13等细胞因子调节皮肤肥大细胞的反应[20]。相信以后在相关领域能有更多突破性的进展。

3.2 ILC2影响皮肤屏障功能介导特应性皮炎的发病:ILC2的作用机制除了细胞因子的免疫作用外,还有与皮肤屏障功能改变的交互作用。上皮屏障的缺陷已被证实是本病形成过程中一个重要的致病因素,在遗传层面可由角质纤丝聚集蛋白相关基因突变引起[21]。在上皮组织受损后,能够释放IL-33、IL-25等细胞因子。而ILC2能够对IL-33、IL25作出特异性应答,分泌下游的细胞因子,从而引发一系列炎症反应[22]。

另外,有研究表明,ILC2能够分泌KLRG1,其与E钙黏连蛋白协同具有下调ILC2功能的作用。在特应性皮炎的样本中,ILC2表达KLRG1的水平显著高于对照组,且IL-33及TSLP均可上调其表达。这一负向反馈机制能够有效限制ILC2引发过度的炎症反应[23]。由于E钙黏连蛋白主要存在于角质形成细胞中,而特应性皮炎患者的皮损区,角质形成细胞受损并导致E钙黏连蛋白水平下调[24]。因此,在患者上皮屏障缺陷的情况下,ILC2的负向反馈机制削弱,加快炎症性疾病的进程。

4 ILC2与特应性皮炎的治疗

拮抗IL-4及IL-13的单克隆抗体药物dupilumab已被证实在哮喘及高嗜酸性粒细胞患者中有一定的疗效[25]。在一临床试验中,研究人员筛选未使用糖皮质激素或钙调神经磷酸酶抑制剂规范治疗的中重度特应性皮炎患者,对dupilumab进行随机、双盲、对照试验。通过皮疹范围及严重度评分、瘙痒情况、生物标记物水平等指标评估疾病转归。试验结果表明,试验组患者的症状、体征及相关生物学指标,包括TARC及K16均有显著下降[26]。从侧面证实了特应性皮炎发病机制过程中,IL-4和IL-13这类ILC2所分泌的细胞因子的作用。

5 结语

ILC2能在表皮及黏膜屏障引发类似于2型细胞因子反应,同时,特应性皮炎皮损区域所发现ILC2独特的聚集现象以及相关细胞因子的变化,均表明其与特应性皮炎的发病相关。然而,现有研究所限,ILC2在免疫系统中所占地位,其引发炎症反应的具体分子机制、调节通路尚待进一步研究。

[1]Nutten S.Atopic dermatitis:globa lepidemiology and risk factors [J].Ann Nutr Metab,2015,66 (Suppl 1):8-16.DOI:10.1159/000370220.

[2] Peng W,Novak N.Pathogenesis of atopic dermatitis[J].Clin Exp Allergy,2015,45(3):566-574.DOI:10.1111/cea.12495.

[3] Verykokakis M,Zook EC,Kee BL.ID′ing innate and innatelike lymphoid cells[J]. Immunol Rev,2014,261(1):177-197.DOI:10.1111/imr.12203.

[4] Spits H,Cupedo T.Innate lymphoid cells:emerging insights in development,lineage relationships,and function [J].Annu Rev Immunol,2012,30:647-675.DOI:10.1146/annurevimmunol-020711-075053.

[5] Hazenberg MD,Spits H.Human innate lymphoid cells[J].Blood,2014,124 (5):700-709.DOI:10.1182/blood-2013-11-427781.

[6] Fort MM,Cheung J,Yen D,et al.IL-25 induces IL-4,IL-5,and IL-13 and Th2-associated pathologiesin vivo [J].Immunity,2001,15(6):985-995.

[7] Moro K,Ealey KN,Kabata H,et al.Isolation and analysis of group 2 innate lymphoid cells in mice [J].Nat Protoc,2015,10(5):792-806.DOI:10.1038/nprot.2015.047.

[8] Roediger B,Kyle R,Le Gros G,et al.Dermal group 2 innate lymphoid cells in atopic dermatitis and allergy [J].Curr Opin Immunol,2014,31:108-114.DOI:10.1016/j.coi.2014.10.008.

[9] Yu X,Pappu R,Ramirez-Carrozzi V,et al.TNF superfamily member TL1A elicits type 2 innate lymphoid cells at mucosal barriers [J].Mucosal Immunol,2014,7 (3):730-740.DOI:10.1038/mi.2013.92.

[10] Vercelli D,Gozdz J,von Mutius E.Innate lymphoid cells in asthma:when innate immunity comes in a Th2 flavor [J].Curr Opin Allergy Clin Immunol,2014,14(1):29-34.DOI:10.1097/ACI.0000000000000023.

[11] Walker JA,McKenzie AN.Development and function of group 2 innate lymphoid cells [J].Curr Opin Immunol,2013,25 (2):148-155.DOI:10.1016/j.coi.2013.02.010.

[12] Maazi H,Patel N,Sankaranarayanan I,et al.ICOS:ICOS-ligand interaction is required for type 2 innate lymphoid cell function,homeostasis,and induction of airway hyperreactivity[J].Immunity,2015,42 (3):538-551.DOI:10.1016/j.immuni.2015.02.007.

[13] Miljkovic D,Bassiouni A,Cooksley C,et al.Association between group 2 innate lymphoid cells enrichment,nasal polyps and allergy in chronic rhinosinusitis [J].Allergy,2014,69(9):1154-1161.DOI:10.1111/all.12440.

[14] Scanlon ST,McKenzie AN.Type 2 innate lymphoid cells:new players in asthma and allergy [J].Curr Opin Immunol,2012,24(6):707-712.DOI:10.1016/j.coi.2012.08.009.

[15] Licona-Limón P,Kim LK,Palm NW,et al.TH2,allergy and group 2 innate lymphoid cells [J].Nat Immunol,2013,14(6):536-542.DOI:10.1038/ni.2617.

[16] Mirchandani AS,Salmond RJ.Innate lymphoid cells in type 2 immune responses [J].Arch Immunol Ther Exp (Warsz),2015,63(3):161-167.DOI:10.1007/s00005-014-0327-5.

[17] Kim BS,Siracusa MC,Saenz SA,et al.TSLP elicits IL-33-independent innate lymphoid cell responses to promote skin inflammation[J].Sci Transl Med,2013,5(170):170ra16.DOI:10.1126/scitranslmed.3005374.

[18] Imai Y,Yasuda K,Sakaguchi Y,et al.Skin-specific expression of IL-33 activates group 2 innate lymphoid cells and elicits atopic dermatitis-like inflammation in mice [J].Proc Natl Acad Sci USA,2013,110 (34):13921-1396.DOI:10.1073/pnas.1307321110.

[19] Kim BS,Wang K,Siracusa MC,et al.Basophils promote innate lymphoid cell responses in inflamed skin [J].J Immunol,2014,193(7):3717-3725.DOI:10.4049/jimmunol.1401307.

[20] Kim BS,Artis D.Group 2 innate lymphoid cells in health and disease [J].Cold Spring Harb Perspect Biol,2015,7(5).pii:a016337.DOI:10.1101/cshperspect.a016337.

[21] Palmer CN,Irvine AD,Terron-Kwiatkowski A,et al.Common loss-of-function variants of the epidermal barrier protein filaggrin are a major predisposing factor for atopic dermatitis [J].Nat Genet,2006,38(4):441-446.

[22] Kim BS,Wojno ED,Artis D.Innate lymphoid cells and allergic inflammation[J].Curr Opin Immunol,2013,25(6):738-744.DOI:10.1016/j.coi.2013.07.013.

[23] Salimi M,Barlow JL,Saunders SP,et al.A role for IL-25 and IL-33-driven type-2 innate lymphoid cells in atopic dermatitis[J].J Exp Med,2013,210 (13):2939-2950.DOI:10.1084/jem.20130351.

[24] Trautmann A,Altznauer F,Akdis M,et al.The differential fate of cadherins during T-cell-induced keratinocyte apoptosis leads to spongiosis in eczematous dermatitis [J].J Invest Dermatol,2001,117(4):927-934.

[25] Wenzel S,Ford L,Pearlman D,et al.Dupilumab in persistent asthma with elevated eosinophil levels [J].N Engl J Med,2013,368(26):2455-2466.DOI:10.1056/NEJMoa1304048.

[26] McGregor S,Farhangian ME,Feldman SR.Dupilumab for the treatment of atopic dermatitis:a clinical trial review [J].Expert Opin Biol Ther,2015,15 (11):1657-1660.DOI:10.1517/14712598.2015.1076388.

Type 2 innate lymphoid cells and atopic dermatitis

Yu Yingzhe,ZhengMin.Department of Dermatovenereology,Second Affiliated Hospital of Zhejiang University School of Medicine,Hangzhou 310009,China

Atopic dermatitis (AD) is a common chronic inflammatory skin disease,usually occurs in children who often have a personal or family history of asthma or allergic rhinitis.The pathogenesis of AD remains unclear,and may be related to impaired skin barrier,genetic susceptibility,environmental risk factors,aberrant immune regulation,etc.Recent studies have indicated that AD is associated with immune responses mediated by innate lymphoid cells (ILCs),especially type 2 ILCs.It has been reported that type 2 ILC-related cytokines such as interleukin (IL)-4,IL-5 and IL-13 play important roles in the development of AD,which may offer new targets for the treatment of AD.

Dermatitis,atopic;Lymphocytes;Interleukin-4;Interleukin-5;Interleukin-13

Zheng Min,Email:minz@zju.edu.cn

浙江省自然科学基金(LQ13H110001)

Fund program:Natural Science Foundation ofZhejiangProvince ofChina(LQ13H110001)

10.3760/cma.j.issn.1673-4173.2016.04.011

郑敏,Email:minz@zju.edu.cn

2015-06-29)

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