白细胞介素-10在移植物抗宿主病中的研究进展

洪雅群 李晓帆

异基因造血干细胞移植是将供者的造血干细胞移植到受者，是治愈血液系统肿瘤的方法，为许多难治性疾病带来了希望。移植物抗宿主病 （graft versus host disease，GVHD）是异基因造血干细胞移植术后的主要并发症之一，是患者移植后非复发死亡的重要原因[1]。GVHD 最早是由Barnes and Loutit 在1955年提出的，被定义为受者在免疫受损的条件下，受者组织被供者免疫活性细胞所识别和攻击的一种综合征[2-3]。Billingham[4]在1966年所提出的关于GVHD 发展的条件至今仍被广泛接受：移植物必须含有免疫活性细胞；受者宿主必须拥有供体移植物所缺乏的异体抗原；宿主本身不能对移植物产生有效的效应免疫反应[4]。GVHD 本质上是移植物对宿主的免疫应答，可分为急性GVHD 和慢性GVHD。普遍认为，急性GVHD 是免疫细胞和分子发生的免疫应答，可分为3 个步骤：抗原提呈细胞的激活，供体T 细胞活化、增殖、分化和迁移以及免疫细胞和效应分子对靶组织的破坏。而慢性GVHD 则主要是由B 细胞介导的抗体生成及自身免疫样纤维化。细胞因子在GVHD 的发生、发展以及针对性的预防和治疗都有重要的意义，其中白细胞介素 （interleukin，IL）-10 在GVHD 中的作用已被多次报道，现综述如下。

二、IL-10 与GVHD 的相关性

IL-10 与GVHD 存在强相关性，但各研究结论并不一致。表1 总结了关于IL-10 与GVHD 相关性的研究。从基因水平、mRNA 水平和蛋白水平，供受者的IL-10 与GVHD 发生、严重程度相关。在有无GVHD、GVHD 程度不同之间有显著差异。在GVHD 中升高或降低的IL-10 水平值得关注，IL-10可能是潜在的预测GVHD 发生发展的指标之一。值得注意的是，目前GVHD 的预测没有很好的数学模型，各家中心标准不一，预测模型的信度仍不理想。普遍认为单一的细胞因子水平尚不能预测GVHD 发生进展，多种生物标志物结合检测为基础的建模应该是未来预测GVHD 的发展方向。

关于IL-10 在GVHD 的作用，普遍认为IL-10 在GVHD中主要是发挥保护性作用。对于那些在GVHD 患者中观察到较高的血浆IL-10 水平，推测可能是机体为了抑制GVHD反应而激活调节性免疫细胞产生的IL-10 增加的结果。Peng等[5]发现，相比于非GVHD 者，CD5+IL-10+B 细胞在慢性GVHD 患者中被检测到比例升高，与慢性GVHD 发生呈正相关，进一步研究发现治疗中CD5+IL-10+B 细胞相较于治疗前增加，且治疗中CD5+IL-10+B 细胞比例与慢性GVHD 评分负相关，即IL-10 水平在慢性GVHD 发生中增加，在慢性GVHD 中发挥保护作用。

三、不同来源的IL-10 在GVHD 中的作用

IL-10 可由多种细胞产生，如：单核/巨噬细胞、树突状细胞 （dendritic cells，DC）、T 细胞、B 细胞、自然杀伤细胞（natural killer，NK）细胞及间充质干细胞。研究表明免疫调节细胞（如Foxp3+调节性T 细胞、Foxp3-IL-10+调节性T 细胞、NK 细胞、NKT 细胞和间充质干细胞等）输注及IL-10 的产生可抑制GVHD[29-30]。IL-10 在免疫应答中发挥多种作用：作为抗炎细胞因子诱导抗炎反应、参与信号转导和调节T 细胞亚群分化。改变Th1 与Th2 之间的平衡状态，向Th2 细胞亚群分化的同时，常可检测到抗炎因子 （如IL-4，IL-10）水平的升高，而IFN-γ 等促炎因子减少。在急性GVHD 治疗中，IL-10 作为抗炎因子抑制急性GVHD，IL-10 也可与细胞表面的IL-10 受体结合，其靶细胞通常是单核/巨噬细胞和DC 在内的髓细胞。IL- 10 可通过下调小鼠主要组织相容性复合体Ⅱ类、共刺激分子等的表达来减弱抗原递呈并抑制T细胞的活化，IL-10 还可诱导上皮细胞增殖和促进黏膜屏障修复，从而调节急性GVHD。高血浆可溶性致癌抑制因子2（soluble suppression of tumorigenicity 2，sST2）可作为预测GVHD 发展的生物标志物，有研究者在移植前利用抗ST2 的单克隆抗体阻断sST2，结果降低了GVHD 的严重程度以及死亡率，并证明了阻断sST2 是通过降低血浆促炎因子水平，升高抗炎细胞因子（IL-10、IL-33）表达水平，从而减弱急性GVHD[31]。此外，升高的IL-10 水平也与慢性GVHD 治疗相关，利用体外光化学治疗法治疗慢性GVHD 中，也可检测到IL-10 产生增加[32-33]。

表1 IL-10 与GVHD 相关性研究

（一）固有免疫细胞来源的IL-10 与GVHD

1.DC 来 源IL-10 与GVHD：DC 来源的IL-10 在GVHD 中起抑制作用。Toubai 等[34]研究发现，宿主来源的CD8α+DC 可通过IL-10 依赖方式，抑制供者T 细胞的免疫应答，减弱GVHD。研究表明，接受了IL-10 基因转导的DC 可抑制GVHD，高表达IL-10 的DC 可抑制异基因造血干细胞移植后GVHD 的发生发展，其中重要机制之一是DC 产生的IL-10 可诱导调节性T 细胞增殖和分化[33,35-36]。

2.NK细胞来源的IL-10 与GVHD：NK 细胞来源 的IL-10 与GVHD 在GVHD 发展过程中起抑制免疫应答作用。研究发现，高表达NKG2A 的NK 细胞数量减少，与急性GVHD 加重有关；而NK 细胞可产生IL-10，当NK 细胞数量增加，伴随IL-10 浓度升高，可抑制异反应性T 细胞在靶器官中的应答，最终减轻GVHD[37]。

3.NKT 细胞来源的IL-10 与GVHD：作为一类特殊的T 细胞亚群，NKT 细胞既表达T 细胞受体，也表达NK 细胞受体。NKT 细胞可通过诱导调节性T 细胞分泌IL-10、TGF-β，并克隆性清除抗原特异性T 细胞，介导免疫耐受[38]。IL- 10 的产生与T 细胞亚群分化在诱导免疫耐受、减弱GVHD 的免疫应答以及GVHD 治疗中的作用值得深入探索。

4.中性粒细胞来源的IL-10 与GVHD：中性粒细胞来源IL-10 抑制急性GVHD。有研究者在小鼠异基因造血干细胞移植模型上发现，G-CSF 刺激后的中性粒细胞可预防急性GVHD，而该作用依赖于IL-10 以及调节性T 细胞[39]。

5.肥大细胞来源的IL-10 与GVHD：肥大细胞来源的IL-10 可减弱GVHD，通过直接抑制反应性T 细胞增殖，发挥免疫调节功能。有研究将肥大细胞输入肥大细胞缺陷老鼠，移植后观察发现，肥大细胞可提高小鼠GVHD 生存率，其机制是肥大细胞可分泌IL-10，抑制反应性T 细胞增殖[40]。

（二）调节性T 细胞来源的IL-10 与GVHD

调节性T 细胞可分为自然调节性T 细胞和诱导产生调节性T 细胞，调节性T 细胞的多种亚群均可通过分泌IL-10减轻GVHD。CD4+CD25+调节性T 细胞可通过分泌IL-10抑制致死性急性GVHD 的发生发展。

除依赖Foxp3 的CD4+CD25+调节性T细胞外，CD4+CD25-LAG3+调节T细胞也可抑制GVHD[41]。LAG3+调节性T 细胞不表达Foxp3 蛋白，1 型调节性T 细胞（type 1 regulatory T cells，Tr1）是一类重要的Foxp3 阴性调节性T 细胞，可高表达IL-10[42]。调节性T 细胞来源的IL-10在急性及慢性GVHD 中都有抑制作用，调节性T 细胞亦可被IL-10 诱导分化。有研究者构建了IL-10 病毒载体并将其转导入DC，经IL-10 基因修饰过的DC 产生IL-10，诱导高表达IL-10 的Tr1 分化，经体外实验发现Tr1 可明显抑制T淋巴细胞增殖及反应，同时研究者利用异基因造血干细胞移植模型，证明了受者小鼠在回输经IL-10 基因修饰的DC 所诱导的Tr1 后，比对照组小鼠生存时间更长，且临床和病理GVHD 评分更低[43]。Tr1 可抑制GVHD，值得注意的是，接受IL-10 基因编辑的CD4+T 细胞可向Tr1 样细胞转化，发挥抑制GVHD 作用的同时仍可保留其移植物抗白血病效应，这可能是分离GVHD 与移植物抗白血病效应的潜在策略[44]。

值得注意的是，除Tr1 外仍有多种调节性T 细胞亚群可分泌IL-10，减弱GVHD。CD4+IL-10+IFN-γ+T 细胞可被人来源间充质干细胞诱导,分泌IL-10，从而减弱GVHD 症状，达到治疗目的[45]。CD8+调节性T 细胞可以通过IL-10、TGF-β产生以及CD39 的表达干扰、阻断效应细胞的激活与扩增，从而减弱急性GVHD[46]。作为一类特别的T 细胞亚群，人CD4+HLA-G+调节性T 细胞也可分泌高水平的抑制因子，如IL-10 可溶性HLA-G 及IL-35 来减轻GVHD 表现[47]。

分泌IL-10的调节性T细胞不仅可被其他细胞诱导产生，对其他免疫细胞也存在细胞间相互作用，最终减弱GVHD。有研究表明，TGF-β 诱导的CD8+CD103+调节性T 细胞可以抑制慢性GVHD 中B 细胞反应，从而发挥治疗GVHD 作用，而该抑制作用是通过TGF-β、IL-10 信号实现的[48]。供者调节性T 细胞来源的IL-10 对调节性T 细胞抑制GVHD 进展是必需的，但是供者成熟异反应性细胞毒T 细胞IL-10 的缺失并不会影响调节GVHD[49]。另一方面，减轻GVHD 效应机制中主要是供者调节性T 细胞来源的IL-10，而非受者调节性T 细胞来源的IL-10，在该效应中发挥着重要作用[49]。调节性T 细胞可向靶组织归巢，增殖以及产生IL-10，参与靶器官免疫应答[50]。

（三）B 细胞来源的IL-10 与GVHD

B 细胞亚群在GVHD 中会发生变化。B 细胞中存在调节性B 细胞亚群，尽管调节性B 细胞也可通过多种非IL-10依赖机制调节GVHD，但是调节性B 细胞来源的IL-10 在抑制GVHD 中的作用也不可忽视[51]。研究表明，供者来源的分泌IL-10 调节性B 细胞可减弱慢性GVHD，而该过程与其分泌的IL-10 相关[52]。通过比较野生型和IL-10 基因敲除小鼠模型，Rowe 等[53]发现，辐照预处理后，宿主B 细胞可通过诱导维持剂量IL-10 的生成，减轻急性GVHD，而IL-10 基因敲除组小鼠急性GVHD 表现较野生组小鼠重。受者B 细胞来源的IL-10 在抑制GVHD 中也发挥了重要作用，供者或受者B 细胞IL-10 缺陷都将加重GVHD，利用IL-10 敲除的小鼠移植模型，研究者发现在IL-10 缺失的情况下，DC 和反应性T 细胞的活化及应答都会加强，从而加重GVHD[54]。因此，B 细胞来源的IL-10 可抑制GVHD，Peng 等[5]关于间充质干细胞输注治疗难治性慢性GVHD 研究也发现患者的慢性GVHD 临床表现减轻与高表达IL-10 的CD5+调节性B 细胞相关。

调节性B 细胞也可通过调节其他免疫细胞，尤其是T 细胞调节GVHD。研究发现，CD19+CD24hiCD38hi过渡B 细胞及CD19+IgM+CD27+记忆性B 细胞，其产生IL-10 可抑制CD4+T 细胞分泌促炎因子；IFN-γ+CD4+T 细胞/IL-10+CD19+B 细胞的比值在慢性GVHD 患者中升高，同时重度GVHD患者Th1/IL10 比值比轻度GVHD 患者升高[55]。说明IL- 10+B 细胞对T 细胞的调节在慢性GVHD 的发展有重要意义。

（四）间充质干细胞来源的IL-10 与GVHD

间充质干细胞可分泌IL-10，并促进表达IL-10 的免疫细胞增殖分化，调节GVHD。研究表明，接受IL-10 基因转导的骨髓来源间充质干细胞对急性GVHD 有抑制作用，可以减弱GVHD 严重程度，该作用与抗炎细胞因子IL-10 的分泌相关，间充质干细胞可通过IL-10 发挥免疫抑制作用[56-57]。同时，利用小鼠造血干细胞模型，有研究者发现人脐血来源的间充质干细胞对急性GVHD 有预防作用，而该预防作用与间充质干细胞分泌的高水平IL-10 以及升高的CD4+/CD8+T 细胞比值相关，发挥免疫抑制效应[58]。间充质干细胞可增加IL-10+调节性T 细胞[59]。IL-10 可能通过调节T 细胞分化，抑制细胞毒性T 细胞反应，促进调节性T 细胞在免疫反应中的抑制作用，从而预防急性GVHD。此外，在慢性GVHD 中，间充质干细胞可促进高表达IL-10 的CD5+调节性B 细胞增殖，IL-10 对调节性B 细胞维持免疫耐受有重要作用，调节性B细胞可通过IL-10 通路调节TNF-α T 细胞反应[5]。

（五）外源性IL-10 在GVHD 中的作用

除不同细胞来源的IL-10，外源性IL-10 在急性GVHD中的作用也值得探究。外源性IL-10 应用可增加外周血中NKG2A+NK 细胞数量，而NKG2A+NK 细胞可通过抑制活化的异反应性T 细胞反应，达到预防GVHD 发生的作用[60]。但是关于外源性IL-10 在GVHD 中的作用，目前仍有争议。有研究表明外源性IL-10 可减弱皮肤GVHD 表现[61]。Smith等[62]动物实验结果也表明重组人IL-10 可减少脾细胞在LPS 刺激下产生IFN-γ 的能力。然而，Min 等[56]对接受移植的小鼠进行腹腔注射外源性重组人IL-10，结果并不能减低GVHD 相关致死率；Krenger 等[63]研究也表明，尽管外源性IL-10 可以抑制Th1 的应答，但是并不能减弱GVHD 效应阶段的免疫应答；Abraham 等[64]研究也说明外源性IL-10 并不能减弱GVHD 严重性或致死率。而在慢性GVHD 模型中，Blazar 等[65]曾报道外源性IL-10 在CD4+或CD8+T 细胞介导的致死性GVHD 中存在剂量依赖性作用，即应用大剂量外源性IL-10 可加重GVHD 的致死性，而较小生物利用度的IL-10 注射在GVHD 中可发挥保护作用。因此IL-10 在急性与慢性GVHD 中作用的差异值得考虑；不同剂量的IL-10 在慢性GVHD 的作用也有所不同。Min 等[56]与Blazar 等[65]关于外源性IL-10 在GVHD 作用的结果存在差异，可能与具体实验方案相关。关于不同方案的外源性IL-10 在急性及慢性GVHD 的作用均值得进一步研究。

鉴于IL-10 基因及血浆IL-10 水平与急性及慢性GVHD均具有强相关性，IL-10 基因及IL-10 水平变化是潜在的预测GVHD 发生发展的指标之一。作为多细胞来源且具有多效应的细胞因子，IL-10 在GVHD 治疗中发挥了重要作用。通过调节分泌IL-10 的免疫细胞，抑制效应T 细胞增殖活化，抑制促炎因子产生，可调控GVHD。