白介素13与皮肤T细胞淋巴瘤的研究进展

丁 承，王 平

白介素13与皮肤T细胞淋巴瘤的研究进展

丁 承，王 平

白介素13（IL-13）作为Th2相关细胞因子，临床上与多种疾病密切相关，国内外学者研究证实IL-13及其受体在多种恶性肿瘤中过表达，参与恶性肿瘤的发生和转移，并成为多种恶性肿瘤的标志物和分子治疗的靶点。而皮肤T细胞淋巴瘤，特异性T淋巴细胞克隆性增殖，并向表皮聚集。其发病机制尚不清楚，缺乏有效的治疗手段。近来研究表明，IL-13及其与皮肤细胞T淋巴瘤密切相关，在肿瘤组织过表达并可以促进肿瘤细胞的增殖。有望成为皮肤T细胞淋巴瘤新的生物标志物和分子治疗的新靶点。

白介素13；白介素13受体；皮肤T细胞淋巴瘤

白介素13（interleukin 13，IL-13）是多种细胞的免疫调节因子，最初被命名为p600蛋白，1993年美国和法国两个实验室分明成功获得了人的 IL-13 cDNA，并于同年的keystone细胞因子专题会议上被正式命名。IL-13主要由活化T细胞产生，抗CD28抗体可诱导IL-13 mRNA表达；在小鼠IL-13由Th2亚群产生。从发现至今国内外学者对其结构、生物学特性、作用机制及临床应用等做了大量工作。由于IL-13所具有的广泛生物学活性和潜在的临床应用前景而受到广泛关注。研究［1-3］显示IL-13与皮肤T细胞淋巴瘤关系密切，有望成为皮肤淋巴瘤新的生物标志物和（或）分子治疗的新靶点。

1 IL-13的分子结构和基因

人IL-13基因定位于5q31，由4个外显子和3个内含子组成，全长4 600 bp，其cDNA全长为1 400 bp，含有单一开放阅读框架。人和小鼠IL-13在基因水平上有66%同源性。人IL-13分子有132个氨基酸，切除18个氨基酸的信号肽后，成熟IL-13分子为114个氨基酸，非糖基化IL-13分子量为12.4 ku，糖基化后为17 ku，与小鼠IL-13有58%同源性。IL-13基因与IL-4基因连锁，在氨基酸水平上有20%～25%同源性，其共享一个恒定的疏水结构的核心。

2 IL-13受体的结构特点

IL-13受体（IL-13R）是由4种受体蛋白（IL-4 Rα、IL-13Rαl、IL-13Rα2和IL-2R）组成的受体复合物。3种存在形式分别为I型IL-13R：由IL-4Rα、IL-13Rαl、IL-13Rα2组成；Ⅱ型IL-13R：由IL-4Rα、IL-13Rα1组成，缺少IL-13Rα2链；Ⅲ型IL-13Rα：由IL-4Rα、IL-13Rα1及IL-2Rγ组成。其中两种受体蛋白较为特异：65～70 ku的IL-13Rα1和55～60 ku 的IL-13Rα2。比较α1和α2亚结构发现α2缺乏与Janus激酶（JAK）结合、启动信号传递所必需的box1、box2基序，因此认为是一种抑制性受体。IL-13Rα1与IL-13的亲和力较低，但是其与IL-4Rα相结合后形成的二聚体可以显著提高其与IL-13的亲和力。IL-13Rα2与IL-13的亲和力则高得多，它对IL-13的亲和力是IL-13Rα1的50倍。

3 IL-13的生物学活性

IL-13的生物学活性：趋化单核细胞，延长单核细胞在体外存活时间，抑制内毒素（LPS）诱导单核细胞、巨噬细胞 IL-1、IL-6、IL-8和肿瘤坏死因子（TNF-α）等炎症因子产生；协同抗IgM活化B细胞的增殖，诱导和上调B细胞MHCⅡ类抗原、CD23和CD72的表达，诱导B细胞产生IgM、IgG和IgE；诱导大颗粒淋巴细胞（LGL）产生干扰素γ（IFN-γ），并可与IL-2协同刺激LGL产生IFN-γ，因而在诱导淋巴因子激活的杀伤细胞（LAK）活性以及Th1型细胞免疫中可能有重要作用。

4 IL-13与皮肤淋巴瘤

4.1 IL-13及其受体与恶性肿瘤 在IL-13发现后不久，国内外学者应用逆转录聚合酶连反应（PCR）、免疫荧光染色法、放射免疫法等多种实验方法证实了IL-13及其受体在多种恶性肿瘤中高表达，例如霍奇金淋巴瘤、B细胞淋巴瘤等肿瘤组织中高表达IL-13 Rα1，神经胶质瘤、头颈部的鳞癌、胰腺癌等高表达IL-13 Rα2。IL-13及其受体的特异性表达成为一些恶性肿瘤生物标记，并成功应用于恶性肿瘤的靶向治疗。有研究者先后应用荧光显像技术、免疫组化和积分光密度技术证明IL-13Rα2在神经胶质母细胞瘤组织中过表达并具有通过血-脑屏障归巢至肿瘤的性质［4-5］。随后，Brown et al［6］采用生物信息法分析IL-13R在脑肿瘤中的表达，进一步证实之前的结论。除了神经胶质瘤，Formentini et al［7］发现IL-4、IL-4R以及IL-13R在大肠癌的局部转移过程中起到作用，并强调IL-13的表达很大程度上影响大肠癌患者的存活率。Srabovici et al［8］通过免疫组化技术，利用乳腺癌患者的癌组织和同一患者的良性组织进行对比试验，结果显示IL-13明显高表达于癌性组织，并且IL-13的表达与肿瘤的大小有着明显的相关性，而与患者的淋巴结状态并没有明显相关性。该研究证明IL-13的表达与乳腺癌也有着很大关联。2015年，Zhao et al［9］通过研究感光细胞特异性核受体（photoreceptor cell-specific nuclear receptor，PNR/NR2E3）、雌激素受体α（estrogen receptor α，ERα）阳性乳腺癌细胞等，发现IL-13Rα2的过表达与乳腺癌的转移密切相关，并证明PNR可通过激活 IL-13Rα2介导的信号通路促进ERα阴性乳腺癌转移。此外，Takenouchi et al［10］发现，IL-13Rα2在人类间皮瘤表达，其他研究［11-13］则证实卵巢癌、胰腺癌和前列腺癌、肾上腺皮质细胞癌上IL-13相关受体也高表达。最新研究［14］显示，口腔鳞状上皮细胞癌（oral squamous cell carcinoma，OSCC）与IL-4和IL-13Rα1相关。而所有这些研究都证实，IL-13R与肿瘤有着密切的联系。不仅如此，在上述实验中，研究［11-14］显示IL-13在肿瘤的发生发展过程中可起促进作用，这表明在肿瘤的发生发展及其转移的过程中，IL-13及其受体均参与其中，并扮演重要角色。

近年来研究［15］表明，IL-13在抑制肿瘤的免疫监视作用中也发挥重要的作用。恶性肿瘤不仅可以诱导CD8+T淋巴细胞聚集，但是也可以激活CD4+的自然杀伤T细胞（NKT），分泌IL-13，IL-13进而通过IL-4R-STAT6通路，进一步激活CD11b+Gr-1+骨髓样细胞产生TGF-β，抑制T细胞的激活和免疫监视功能。

4.2 皮肤T淋巴细胞瘤 皮肤T淋巴细胞瘤（cutaneous T-cell lymphoma，CTCL）是原发于皮肤的恶性淋巴瘤，临床分型主要是蕈样肉芽肿（mycosis fungoides，MF）和S'ezary综合征（S'ezary syndrome，SS），是一组异质性复杂、临床表现、组织病理、免疫表型和预后差异很大的疾病。但发病机制尚不明确，无有效治疗手段，近年来研究［16］揭示皮肤T淋巴瘤PLCG1基因位点的改变和其他信号相关基因位点的改变，为皮肤T淋巴瘤的分子靶向治疗提供了新依据。

皮肤T淋巴细胞瘤的特征是T细胞克隆性增殖，并向表皮聚集，这一特征离不开表皮微环境的改变，表皮微环境由各种细胞因子趋化因子构成。越来越多的研究［17-18］证明细胞因子信号通路在皮肤T淋巴细胞瘤中扮演着重要角色。研究［18］表明，在MF发病的早期阶段，Th1相关细胞因子发挥主要作用，例如IL-12、IL-15，随着病程的进展，Th2相关细胞因子逐渐占主导作用，例如IL-4。近年来，又有研究［2，19］表明Th17细胞参与了皮肤T淋巴细胞瘤的发生，Willerslev et al［2］在MF患者的皮损中发现了高表达的IL-17，而Wolk et al［17］认为IL-26在Th17为主的皮肤T淋巴瘤细胞中发挥主导作用。可能由于细菌或真菌感染引起的，尤其进展期的皮肤T淋巴细胞瘤患者高表达IL-10抑制免疫功能。Ohmatsu et al［20］发现IL-32作为肿瘤自分泌因子也参与皮肤T淋巴细胞瘤的发生，尤其在进展期的皮肤T淋巴细胞瘤中高表达。Singer et al［21］发现炎症因子IL-31也参与其中，可导致皮损瘙痒加剧。

4.3 IL-13的自分泌与皮肤T淋巴细胞瘤 皮肤T淋巴细胞瘤的发病机制中参与了各种细胞因子，而Th2细胞因子占主导地位，最近研究［1-3］表明IL-13作为Th2相关细胞因子也参与其中。Guenova et al［1］曾经报道在CTCL患者体内外周血Th1细胞大量转化为Th2细胞，并高度分泌IL-4和IL-13，而且发现加入中和抗体IL-4和IL-13后Th1细胞转化现象明显改观。Wolk et al［2］进一步证明IL-13在因抗菌蛋白表达下调，对细菌敏感的皮肤T淋巴细胞瘤患者的发病机制中发挥重要作用。而最近Geskin et al［3］应用CD4+和TOX标记肿瘤细胞，对CTCL患者的组织切片进行免疫组化双染色，进一步证明了IL-13作为CTCL患者的自分泌因子，在患者皮损组织和外周血中均高表达。应用IL-13中和受体可以有效抑制肿瘤细胞的增殖，联合IL-4中和抗体，这种抑制作用更为明显，而IL-13Rα2中和抗体和STAT6中和抗体对肿瘤细胞也有一定的抑制作用。这表明CTCL肿瘤细胞自分泌IL-13，IL-13又作用于肿瘤细胞上IL-13Rα1和IL-4Rα的联合受体，通过IL-4RSTAT6通路刺激肿瘤细胞的增殖。

［1］ Guenova E，Watanabe R，Teague J E，et al.TH2 cytokines from malignant cells suppress TH1 responses and enforce a global TH2 bias in leukemic cutaneous T-cell lymphoma［J］.Clin Cancer Res，2013，19（14）：3755-63.

［2］ Wolk K，Mitsui H，Witte K，et al.Deficient cutaneous antibacterial competence in cutaneous T-cell lymphomas：role of Th2-mediated biased Th17 function［J］.Clin Cancer Res，2014，20（21）：5507-16.

［3］ Geskin L J，Viragova S，Stolz D B，et al.Interleukin-13 is overexpressed in cutaneous T-cell lymphoma cells and regulates their proliferation［J］.Blood，2015，125（18）：2798-805.

［4］ Pandya H，Gibo D M，Garg S，et al.An interleukin 13 receptor alpha 2-specific peptide homes to human Glioblastoma multiforme xenografts［J］.Neuro Oncol，2012，14（1）：6-18.

［5］ 章健健，翁睿光，刘 俊，等.白细胞介素13介导铜绿假单胞菌外毒素靶向性治疗胶质瘤的体外观察［J］.中华医学杂志，2012，92（11）：731-4.

［6］ Brown C E，Warden C D，Starr R，et al.Glioma IL13Ralpha2 is associated with mesenchymal signature gene expression and poor patient prognosis［J］.PLoS One，2013，8（10）：e77769.

［7］ Formentini A，Braun P，Fricke H，et al.Expression of interleukin-4 and interleukin-13 and their receptors in colorectal cancer ［J］.Int J Colorectal Dis，2012，27（10）：1369-76.

［8］ Srabovici N，Mujagic Z，Mujanovic-Mustedanagic J，et al.Interleukin 13 expression in the primary breast cancer tumour tissue ［J］.Biochem Med（Zagreb），2011，21（2）：131-8.

［9］ Zhao Z，Wang L，Xu W.IL-13Ralpha2 mediates PNR-induced migration and metastasis in ERalpha-negative breast cancer［J］. Oncogene，2015，34（12）：1596-607.

［10］Takenouchi M，Hirai S，Sakuragi N，et al.Epigenetic modulation enhances the therapeutic effect of anti-IL-13R（alpha）2 antibody in human mesothelioma xenografts［J］.Clin Cancer Res，2011，17 （9）：2819-29.

［11］ Fujisawa T，Nakashima H，Nakajima A，et al.Targeting IL-13Ralpha2 in human pancreatic ductal adenocarcinoma with combination therapy of IL-13-PE and gemcitabine［J］.Int J Cancer，2011，128（5）：1221-31.

［12］Jain M，Zhang L，He M，et al.Interleukin-13 receptor alpha2 is a novel therapeutic target for human adrenocortical carcinoma［J］. Cancer，2012，118（22）：5698-708.

［13］Fujisawa T，Joshi B H，Puri R K.IL-13 regulates cancer invasion and metastasis through IL-13Ralpha2 via ERK/AP-1 pathway in mouse model of human ovarian cancer［J］.Int J Cancer，2012，131（2）：344-56.

［14］Kwon M，Kim J W，Roh J L，et al.Recurrence and cancer-specific survival according to the expression of IL-4Ralpha and IL-13Ralpha1 in patients with oral cavity cancer［J］.Eur J Cancer，2015，51（2）：177-85.

［15］Berzofsky J A，Terabe M.A novel immunoregulatory axis of NKT cell subsets regulating tumor immunity［J］.Cancer Immunol Immunother，2008，57（11）：1679-83.

［16］Vaqu'e J P，G'omez-L'opez G，Mons'alvez V，et al.PLCG1 mutations in cutaneous T-cell lymphomas［J］.Blood，2014，123（13）：2034-43.

［17］Abraham R M，Zhang Q，Odum N，et al.The role of cytokine signaling in the pathogenesis of cutaneous T-cell lymphoma［J］. Cancer Biol Ther，2011，12（12）：1019-22.

［18］Netchiporouk E，Litvinov I V，Moreau L，et al.Deregulation in STAT signaling is important for cutaneous T-cell lymphoma （CTCL）pathogenesis and cancer progression［J］.Cell Cycle，2014，13（21）：3331-5.

［19］Willerslev-Olsen A，Litvinov I V，Fredholm S M，et al.IL-15 and IL-17F are differentially regulated and expressed in mycosis fungoides（MF）［J］.Cell Cycle，2014，13（8）：1306-12.

［20］Ohmatsu H，Humme D，Gulati N，et al.IL32 is progressively expressed in mycosis fungoides independent of helper T-cell 2 and helper T-cell 9 polarization［J］.Cancer Immunol Res，2014，2 （9）：890-900.

［21］Singer E M，Shin D B，Nattkemper L A，et al.IL-31 is produced by the malignant T-cell population in cutaneous T-cell lymphoma and correlates with CTCL pruritus［J］.J Invest Dermatol，2013，133（12）：2783-5.

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1000-1492（2016）09-1388-03

时间：2016-8-1 14：07

http：//www.cnki.net/kcms/detail/34.1065.R.20160801.1407.074.html

2016-05-04接收

杭州市医疗卫生及重点专科专病科研攻关专项（编号：20140733Q19）；浙江省医药卫生科技计划项目（编号：2014KYB200）

安徽医科大学杭州临床学院皮肤科，杭州 310009

丁 承，女，硕士研究生； 王 平，男，主任医师，硕士生导师，责任作者，E-mail：dermwang@aliyun.com