PD-1和IL-35与脓毒症的关系研究

周婷 张青青 刘运安

摘要：迄今为止，脓毒症在医学界仍然是一个难题。研究表明，脓毒症早期促炎和抗炎共同发生，高病死率与后期免疫抑制有关。大量研究显示，程序性死亡受体-1（PD-1）和白细胞介素-35（IL-35）在脓毒症中起着免疫调控的作用，脓毒症发生时PD-1和IL-35的升高可以引起免疫抑制，而通过PD-1和IL-35调节免疫抑制可以降低死亡率。基于此，本文主要对PD-1和IL-35与脓毒症免疫抑制的关系、发生机制以及治疗现状进行综述，以期为脓毒症的诊疗提供理论基础。

关键词：脓毒症;免疫抑制;程序性死亡因子-1;白介素-35

中图分类号：R459.7;R446.6                           文献标识码：A                            DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2020.23.008

文章编号：1006-1959（2020）23-0027-04

Abstract：So far， sepsis is still a problem in the medical community. Studies have shown that early pro-inflammatory and anti-inflammatory co-occurrence of sepsis， and the high fatality rate is related to late immunosuppression. A large number of studies have shown that programmed death receptor-1 （PD-1） and interleukin-35 （IL-35） play an immunomodulatory role in sepsis. PD-1 and IL-35 increase can cause immunosuppression， and the regulation of immunosuppression through PD-1 and IL-35 can reduce mortality. Based on this， this article mainly reviews the relationship between PD-1 and IL-35 and the immunosuppression of sepsis， the mechanism and the current status of treatment， in order to provide a theoretical basis for the diagnosis and treatment of sepsis.

Key words：Sepsis;Immunosuppression;Programmed death factor-1;Interleukin-35

脓毒症（sepsis）是世界范围内导致死亡的主要原因之一[1]，据报道，虽然经过推荐的综合治疗措施后脓毒症死亡率有所降低，但是脓毒症休克死亡率仍在30%～40%[2]。全球每年有3000多万例败血症患者，脓毒症的发病率递增速度为（9%～13%）/年，总的发生率为33%～35%[3]。2016年颁布的Sepsis3.0将脓毒症重新定义为宿主对感染的反应失调而引起的相关危及生命的器官功能障碍[4]。研究发现[5]，脓毒症的前期表现主要为促炎因子的大量释放引起的一系列过度炎症反应，随着病情的发展以抗炎因子为主导而进入免疫抑制状态。但近年研究表明[6，7]，脓毒症早期虽然以促炎反应为主，但抗炎反应也已经开始发生，随着病情的进展、炎症介质不断消耗及相应的免疫细胞不断凋亡，患者最终进入免疫抑制状态。脓毒症患者发生免疫抑制被认为是发病过程中非常重要的一个环节，大量的研究也证明了有效的控制和改善脓毒症免疫抑制可以使死亡率下降[8]。虽然控制脓毒症免疫抑制可降低患者死亡率，但是准确把握脓毒症免疫抑制状态却是一大难题，特别是免疫相关指标的研究尤为重要。既往研究[9，10]已经发现PD-1和IL-35升高可促进脓毒症免疫抑制的作用，本文就PD-1和IL-35与脓毒症免疫抑制的关系做简要综述，旨在为临床明确脓毒症免疫抑制状态提供参考。

1 PD-1与脓毒症的关系

PD-1是Ishida Y等[11]在1992年最先发现并命名的。它作为一个负性共刺激分子，是B7-CD28的超家族成员之一，主要表达于特异性细胞（T细胞和B细胞）以及非特异性细胞（中性粒细胞、树突状细胞、单核细胞、巨噬细胞等）及活化的CD4+T细胞及CD8+T细胞的表面，能与抗原呈递细胞（APC）表面的PD-L1/PD-L2结合，发挥负向调控作用[12]。研究发现[13-15]，PD-1与多种疾病有着相关性，如肿瘤、自身免疫性疾病、脓毒症等。在脓毒症中[13]，PD-1引起的免疫抑制主要原因是PD-1与各类免疫细胞结合，使其功能发生障碍，最终导致机体免疫抑制，其中包括淋巴细胞凋亡、中性粒细胞（NE）吞噬功能下降、树突状细胞（DC）抗原提呈功能下降等。

1.1 PD-1与淋巴细胞  淋巴细胞作为一种免疫细胞，分为T淋巴细胞、B淋巴细胞以及自然杀伤细胞（NK细胞），主要在非特异性免疫起着至关重要的作用。在对脓毒症患者进行尸体解剖时发现，脓毒症患者T淋巴细胞明显减少[16]。同样有报道指出[17]，休克的脓毒症患者B淋巴细胞表达、活化能力下降，而且与免疫抑制相关。在脓毒症中[18，19]，引起机体免疫抑制状态的原因中淋巴细胞PD-1过度表达至关重要。同时，淋巴细胞抑制也是直接引起机体不同程度器官衰竭发生的重要因素之一。有研究表明[20]，同正常健康人相比，脓毒症患者PD-1/PD-L1水平明显升高。研究指出[21]，T淋巴细胞表面PD-1在脓毒症患者中明显升高，而且阻断PD-1后 T淋巴细胞免疫能力有所恢复。更有研究指出[22，23]，特定阻断PD-1/PD-L1任意一个，不仅可以增强T细胞的增殖能力，而且可以抑制凋亡，从而进一步改善机体免疫功能及病原菌清除能力，最终使脓毒症患者存活率提高。Yokosuka T等[24]的研究发现，PD-1作为一个55KD的I型跨膜表面受体蛋白，能使相关免疫细胞失活，主要是通过胞质区域内两个络氨酸信号结构域发挥作用。Dai S等[25]进一步研究了PD-1信号通路所导致的特异性免疫抑制作用。以T细胞为例，首先PD-1与PD-L1結合，导致胞质内的两个络氨酸信号磷酸化，招募SHP-2/SHP-1进入胞内，一方面使TCR-CD3相关下游分子ZaP70去磷酸化，从而抑制信号下一步传导;另一方面，使PI3K磷酸化，不仅抑制TCR/CD28信号传导，而且下调白细胞介素2（IL-2）表达，IL-2下调则影响CD4T细胞和CD8T细胞的活化，所以最终导致T细胞信号传导受阻，T细胞失活，机体处于免疫抑制状态。但是目前PD-1在脓毒症中的信号传导通路，具体情况还不太明确，有待进一步探索，总之，PD-1可以使淋巴细胞凋亡，引起免疫抑制。

1.2 PD-1与中性粒细胞  中性粒细胞是人体固有免疫细胞，当机体发神感染时，首先到达感染部位发挥抗菌作用[26]。研究发现[13]，中性粒细胞在脓毒症免疫抑制中起着重要作用，主要是PD-L1+抑制表型中性粒细胞亚型的作用。这种细胞是中性粒细胞的一种亚型，称为低密度粒细胞（LDN）。据报道[27]，在脓毒症患者中，中性粒细胞表面PD-L1增多而且PD-L1+中性粒细胞可以抑制T淋巴细胞活化，进而引起机体免疫抑制。同时，脓毒症后期免疫抑制阶段，PD-L1+中性粒细胞与疾病预后呈正相关。Huang X等[28]的研究发现，中性粒细胞表面PD-L1增高，敲除其表面PD-L1基因后小鼠的死亡率显著下降。同样有研究表明[13]，中性粒细胞表面PD-L1增多可以抑制其作用，使其相应的吞噬能力下降，进而引起免疫抑制。当阻断PD-1/PD-L1通路时，中性粒细胞的功能有所好转。因此，在脓毒症中，机体中性粒细胞表面PD-1高表达不仅与免疫抑制有关，而且与其预后呈负相关。

1.3 PD-1与树突状细胞  树突状细胞（DC）[29，30]是一种抗原提呈细胞（APC），主要有三种类型：树突状细胞前体（preDC）、未成熟树突状细胞（iDC）、成熟树突状细胞（mDC）。DC在体内的主要作用是摄取、处理抗原并将抗原信息提呈给T淋巴细胞，使其进一步发挥免疫应答作用，属于免疫辅助细胞，其在机体的特异性免疫和非特异性免疫中均起着重要的作用。研究发现[31]，DC与脓毒症免疫抑制有关，脓毒症预后不良与DC数目减少密切相关。与此相同的报道指出[32]，在脓毒症病情演变过程中，患者的PD-1增加，DC数量下降，从而使DC抗原提呈能力降低，相应的T淋巴细胞免疫应答作用下降，最终引起免疫抑制。主要机制是由于抗原刺激DC，使其表面PD-1/PD-L1过度表达，活跃的DC进一步转化为耐受性的DC，随着病情的发展，耐受性DC逐渐增多，从而影响DC活化T淋巴细胞，形成免疫抑制[33]。而且研究指出[34]DC表面PD-1增多，不仅影响T淋巴细胞的活化，而且能使调节性T细胞增多，双重作用下使机体发生免疫抑制。根据相关研究[35]，抗PD-1抗体可以抑制基因Bcl-xL功能，进而使凋亡的DC数目减少，改善其相关的免疫功能。总之，在脓毒症中，DC表面PD-1增加可以引起免疫抑制。

1.4 PD-1与单核-巨噬细胞  单核-巨噬细胞包括骨髓中的前单核细胞、外周血中的单核细胞，以及组织内的巨噬细胞。据报道，单核-巨噬细胞与感染性疾病密切相关，在机体固有免疫和适应性免疫均起着重要的作用[36]。在脓毒症发生初期阶段[5]，单核-巨噬细胞通过活化相应的免疫细胞，发挥其免疫作用。研究发现[37]，在脓毒症中，单核细胞表面PD-1过度表达不仅降低其抗原提呈等相关免疫能力，使脓毒症后期免疫抑制，而且与脓毒症预后有着密切的联系。总体来说，PD-1过度表达可以引起单核巨噬细胞免疫功能降低，最终引起免疫抑制。

总之，阻断PD-1信号通路可以为治疗脓毒症提供一种方法。最新报道，Zhang Q等[38]研究发现，PD-1/PD-L1相关的阻断可以提高脓毒症小鼠的存活率。目前抗PD-L1和抗PD-1抗体的临床试验已在clini-caltrials.gov网站上注册，详细的方案合结果并未具体公布，但值得关注[39]。Hotchkiss RS等[40]报道，PD-1/PD-L1抗体对脓毒症患者的治疗研究方案目前已开展到PD-L1抗体治疗脓毒症的1b期临床研究，其结果值得期待。

2 IL-35与脓毒症的关系

Collison LW等[41]于2007年第一次发现IL-35并以之为名，它是由调节性T细胞（Treg）特定分泌而来的一种细胞炎性因子。属于白细胞介素-12（IL-12）细胞因子家族成员，其成员由两个不同的单位组成（a-subunitp19 p28或P35区域）和B-subunitP40或Ebi3），并且以异二聚体的形式存在[42]。

早期研究发现[41，43]，IL-35与多种疾病存在联系，其中包括感染性疾病、脓毒症、自身免疫性疾病和肿瘤等。IL-35作为一种稳态相关分子模式，具有抗炎启动子、效应子和心血管疾病阻滞剂的作用[44]。但是早期IL-35和脓毒症的关系并不明确，近年研究发现[42]，IL-35在炎症刺激下出现，具有抑制效应T细胞（Teff）扩张的能力，同时介导将幼稚T细胞转化为只通过IL-35发挥作用的强大诱导群体，最终引起免疫细胞抑制的作用。研究显示[10]，脓毒症患者中IL-35水平明显增高，它可以引起机体免疫抑制，不仅与各类评分系统有一定的相关性，还与病情的严重程度呈正相关。Du WX等[45]研究发现，与其它炎症因子相比，IL-35与脓毒症相关性更大，所以这些炎性因子对脓毒症的诊断过程中，IL-35的灵敏度和特异度均较高，有可能成为较好的生物学标志物之一。

根据目前研究，虽然发现IL-35在脓毒症中含量增多并且可以引起脓毒症患者后期免疫抑制，但是IL-35抑制脓毒症患者免疫机制的研究仍处于初级阶段。Collison LW等[46]对IL-35在脓毒症免疫抑制信号通路的研究表明，IL-35的受体分别是IL-12Rβ2 和 gp130，二者以同源或异源存在，也可以各自组成同源二聚体。去除任意一个基因后，遗留的一个亚基仍然起到部分免疫应答作用;两个亚基都去除，则会出现免疫应答抑制现象。说明这两个亚基可单独影响IL-35的信号传导，IL-35的2个亚基分别与相应受体的不同部位结合，通过转录因子STAT1 和 STAT4 传递转录信号，最终使机体免疫细胞抑制，至于详细的信号通路仍在探索中，这一研究可为脓毒症的治疗提供新思路。

3总结

脓毒症的高死亡率主要与机体发生免疫抑制有关，PD-1和IL-35的升高可以抑制相關免疫细胞等一系列作用最终引起机体免疫抑制。过去针对脓毒症治疗以对抗过度的炎症因子为主，效果不佳，目前的研究方向已经转入免疫抑制方面。如何准确的把握脓毒症患者免疫抑制状态，与之对应的生物学指标的准确把握显得尤为关键。尽管目前已经提出许多脓毒症的免疫治疗方法，但是效果不佳，所以PD-1和IL-35为其治疗提供了一个新思路。总之，脓毒症免疫抑制的相关研究将是未来的趋势，期待发现更多生物学指标，最终达到精准判断，精准治疗的目的。

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收稿日期：2020-08-25;修回日期：2020-09-05

編辑/成森