2型固有淋巴细胞在不同气道炎症表型支气管哮喘中作用的研究进展

王颖，刘健，云春梅，高笑宇

支气管哮喘（以下简称哮喘）是由多种细胞（如嗜酸粒细胞、肥大细胞、巨噬细胞、中性粒细胞、气道上皮细胞等）和细胞组分参与疾病发生发展的具有多种气道炎症表型的异质性疾病［1-2］。传统观点认为哮喘是由Th2细胞介导的适应性免疫反应，目前，越来越多的证据表明，固有免疫细胞在哮喘的发病机制中发挥着重要作用［3］。2型固有淋巴细胞（type 2 innate lymphoid cells，ILC2s）参与过敏性哮喘的机制是ILC2s在IL-25、IL-33、胸腺基质淋巴细胞生成素（thymic stromal lymphopoietin，TSLP）等因子的刺激下分泌Th2型细胞因子，如IL-4、IL-5、IL-9、IL-13等，从而驱动嗜酸性气道炎症，引起气道高反应、黏液增多、炎性改变等病变［2，4-6］。研究表明，ILC2s参与多种气道炎症表型哮喘的发病，但ILC2s与嗜酸粒细胞型哮喘关系的研究较多，与其他气道炎症表型哮喘关系的研究较少［7］，本文就ILC2s在不同气道炎症表型哮喘中的作用做一综述。

1 ILC2s起源

2001年FORT等［8］发现，在体外，IL-25能够诱导小鼠脾脏分离一种非T淋巴细胞、非B淋巴细胞群体，产生至少两种Th2型细胞因子，导致Th2型反应，表现为血清IgE、IgG、IgA水平升高，血嗜酸粒细胞增多，肺和消化道嗜酸粒细胞浸润、黏液分泌增多和上皮细胞增殖、肥大等病理改变。2010年MORO等［4］、NEILL等［5］、PRICE等［6］分别将这种细胞命名为天然辅助细胞、有核细胞、固有2型辅助细胞（innate type 2 helper cells，Ih2），后统一命名为ILC2s。MJÖSBERG等［9］在2011年发现固有淋巴细胞（innate lymphoid cells，ILCs）群体在人类中表达Th2细胞趋化因子受体同源分子（chemoattractant receptor-homologous molecule expressed on Th2 cell，CRTH2），这些细胞在体外通过产生IL-13对IL-33等因子起作用；胎儿和成年人肺和肠道均存在CRTH2+ILCs，确定了ILCs是Th2型细胞因子的先天来源。2013年SPITS等［10］将ILCs分为3类，即1型固有淋巴细胞（type 1 innate lymphoid cells，ILC1s）、ILC2s和3型固有淋巴细胞（type 3 innate lymphoid cells，ILC3s）。

ILC2s由骨髓中共同淋巴样祖细胞（common lymphoid progenitor，CLP）分化而成，广泛分布于人体的回肠、血液、鼻组织、肺、皮肤等部位［11-13］，ILC2s可以在这些部位间迁移，药物干预、蠕虫感染均会触发肠道ILC2s的局部增殖和激活，ILC2s可以穿过绒毛淋巴管内皮细胞并进入血液，通过血液流向远端器官，如肝脏和肺。ILC2s迁移后可以识别与适应新组织及环境［14］。ILC2s在过敏性疾病如过敏性鼻炎、过敏性皮炎、过敏性哮喘等发病过程中起重要作用［15-16］。ILC2s与变应性鼻炎的严重程度相关，通过合成和分泌IL-13参与变应性鼻炎的发病［17-18］；在过敏性皮肤炎症部位，IL-25可激活ILC2s，进而促进IL-13表达，这对表皮增生和CD4+T淋巴细胞的浸润至关重要［19］；在哮喘小鼠或哮喘患者外周血、诱导痰、肺泡灌洗液和肺组织中均可检测到ILC2s，并伴随Th2型细胞因子如IL-4、IL-5、IL-13水平的升高，与轻度哮喘患者相比，重度哮喘患者血液和痰中ILC2s升高更明显［20-21］。在非过敏性哮喘如肥胖相关性哮喘、阿司匹林加重性呼吸道疾病中，ILC2s也发挥着至关重要的作用［7，22-23］。

2 哮喘的气道炎症表型

在哮喘发病过程中，气道局部产生大量炎性细胞，导致气道高反应、黏液增多、气道重塑等，气道炎症表型能够反映机体局部炎症状态，对于哮喘诊治具有指导作用。根据诱导痰中嗜酸粒细胞、中性粒细胞所占比例，哮喘可分为嗜酸粒细胞型、中性粒细胞型、寡粒细胞型和混合粒细胞型4种气道炎症表型。其中嗜酸粒细胞型哮喘是最常见的气道炎症表型，其常见生物标志物有痰嗜酸粒细胞、血嗜酸粒细胞、血清IgE、血清嗜酸粒细胞阳离子蛋白、呼出气一氧化氮（fractional exhaled nitric oxide，FeNO）、血清骨膜素等。其治疗方法以吸入糖皮质激素为主，对于重症或激素抵抗性哮喘，采用奥玛珠单抗、抗IL-5R抗体和抗IL-13抗体治疗［20，24］。中性粒细胞型哮喘患者常表现为气道狭窄、气道重塑，中性粒细胞弹力酶介导的黏液分泌增多。其生物标志物有中性粒细胞计数、IL-8、IL-17、髓过氧化物酶（myeloperoxidase，MPO）等。此表型哮喘激素治疗效果较差，可以使用大环内酯类药物、CXC型趋化因子受体2进行治疗［24-26］。寡粒细胞型哮喘与γ干扰素（γ interferon，IFN-γ）有关，大环内酯类药物对此表型哮喘也有效，病情顽固患者可选用支气管热成形术［7，24，26］。混合粒细胞型哮喘患者肺功能较差，接受IL-6通路靶向治疗后预后良好［26-27］。

ILC2s与炎性细胞相互作用引起哮喘，通过Th2型细胞因子（IL-5、IL-13等）引起嗜酸粒细胞增多，与中性粒细胞又存在相互抑制作用［28］。不同气道炎症表型哮喘的病因、发病机制、生物标志物和治疗方法等均有各自的特征，ILC2s在不同气道炎症表型哮喘中的作用及其机制有待探究。

3 ILC2s在不同气道炎症表型哮喘中的作用

3.1 ILC2s在嗜酸粒细胞型哮喘中的作用 研究发现，哮喘患者和哮喘合并过敏性鼻炎患者外周血ILC2s水平高于健康受试者，并且ILC2s与嗜酸粒细胞百分比呈正相关［29］。激活的ILC2s可产生IL-5、IL-9、IL-13等因子，其均有助于嗜酸粒细胞的浸润［2，30-31］。WINKLER等［32］采用过敏原诱导轻至中度哮喘合并高血嗜酸粒细胞计数（≥300细胞/μl）患者，发现ILC2s从血液中聚集到过敏性哮喘患者气道炎症部位，并形成堆积，在这一过程中上皮细胞来源的IL-25和IL-33可诱导肺内ILC2s的积聚，IL-33在这一过程中发挥直接趋化作用［33］。据报道，ILC2s具有记忆功能，2周前接受过敏原或IL-33刺激的小鼠，与接受同样过敏原刺激的幼稚小鼠相比，肺中嗜酸粒细胞数量增加、气道内黏液堆积更明显，IL-5、IL-13水平更高［28］。ILC2s功能的多样性进一步说明了其在哮喘发病中的重要作用。

一项关于糖皮质激素对哮喘患者ILC2s功能影响的研究发现，在上皮细胞因子IL-25、IL-33的刺激下ILC2s可产生IL-5、IL-13和IL-9，糖皮质激素可以通过STAT3、STAT5、STAT6、JAK3和MEK信号通路调节ILC2s活性，从而降低IL-5、IL-13、IL-9水平，有效控制过敏性哮喘的气道炎症［34］。与轻度哮喘患者相比，重度哮喘患者血液和痰中Th2型细胞因子、ILC2s明显升高，尽管在口服大剂量糖皮质激素治疗的情况下，ILC2s仍可通过Th2型细胞因子——IL-5和IL-13的不断产生来促进重症哮喘患者气道嗜酸粒细胞增多［20］，此表型为激素抵抗型哮喘。IL-33、ILC2s、IL-5、嗜酸粒细胞与此表型哮喘的发病机制有关［35］，IL-7和TSLP也可以诱导ILC2s抵抗类固醇的作用［36］。对于嗜酸粒细胞型哮喘患者的治疗，阻断IL-5的单克隆抗体可以代替糖皮质激素来抑制血液和痰中嗜酸粒细胞增多，从而延缓病情恶化［37］。ILC2s参与重症哮喘、激素抵抗型哮喘的发生与发展，针对ILC2s的研究，可帮助重症患者及激素抵抗型哮喘患者寻找个性化、精准治疗方案，从而改善症状，控制病情进展。

3.2 ILC2s在中性粒细胞型哮喘中的作用 中性粒细胞型哮喘与疾病控制不良或难治性哮喘、重症哮喘密切相关，表现为肺功能较差、诱导痰及血清中中性粒细胞升高［38-39］。中性粒细胞型哮喘通常与肥胖型哮喘联系密切，M1巨噬细胞产生的IL-1β可诱导ILC3s产生IL-17，进而促进中性粒细胞的募集，导致气道高反应［7，27］。嗜酸粒细胞型哮喘在暴露于脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）后转变为中性粒细胞型哮喘，而这种气道炎症表型的变化与IL-17A和Th17细胞的增加密切相关［40］。GOLEBSKI等［41］在功能失调的囊性纤维化（cystic fibrosis，CF）患者中发现，ILC2s在上皮细胞因子IL-1β、IL-23和转化生长因子β（transforming growth factor-β，TGF-β）存在的情况下，转化为IL-17分泌细胞。有研究者在小鼠肺部炎症模型中发现，用木瓜蛋白酶或IL-33处理可以促进ST2+ILC2s产生IL-17，可导致哮喘病情进展［42］。BERNINK等［43］研究亦发现，ILC2s可以转化为产生IL-17的ILC3s。

ILC2s基因敲除小鼠肺组织IL-1β、肿瘤坏死因子和IL-23等表达增加，这可激活γδT细胞以快速产生IL-17A，并促进中性粒细胞聚集，提示ILC2s对中性粒细胞可能具有抑制作用［44］。而中性粒细胞通过限制ILC2s功能和单核细胞-树突状细胞抗原提呈而抑制过敏性气道炎症［45］，推测ILC2s与中性粒细胞的相互抑制作用也参与了中性粒细胞型哮喘的发病。支气管活检研究显示，54%的轻至重度哮喘患者支气管中性粒细胞增多，其中68%的重度哮喘患者支气管中性粒细胞增多；排除吸烟者，有60%的患者支气管中性粒细胞增多，表明中性粒细胞在哮喘发病机制中起关键作用，亦说明痰中中性粒细胞似乎不能准确预测支气管真实炎症情况［46］。

3.3 ILC2s在寡粒细胞型哮喘中的作用 寡粒细胞型哮喘最大的特点是气道内不存在典型的嗜酸粒细胞、中性粒细胞、淋巴细胞等炎症细胞的浸润［24］。提示其发病机制为非炎症机制，可能的机制为气道高反应性和气道平滑肌增厚［47］。不同气道炎症表型哮喘之间可以相互转换，寡粒细胞型哮喘可由其他气道炎症表型哮喘转换而来，有学者提出，“真正的”寡粒细胞型哮喘为虽然得到最佳治疗但控制效果依然较差的哮喘［48-49］。难治性寡粒细胞型哮喘发病机制通常与IFN-γ、ILC1s密切相关，ILC1s通过巨噬细胞或树突状细胞产生IL-12、IFN-γ进而参与Th1免疫反应，IFN-γ可降低ILC2s所占比例以及IL-5、IL-13、IL-17Rb、ST2和GATA-3 mRNA的表达，导致气道嗜酸粒细胞和中性粒细胞减少［7，50］。有研究发现，IL-1β可以促使ILC2s转变为ILC1s［51］，这可能参与寡粒细胞型哮喘的发病。ILC2s在寡粒细胞型哮喘中的作用尚不明确，需更多研究补充数据、填补空白。

3.4 ILC2s在混合粒细胞型哮喘中的作用 混合粒细胞型哮喘可同时具有嗜酸粒细胞型及中性粒细胞型哮喘的特点，其发生难治性哮喘的概率较高［24，49］。在尘螨或蟑螂致敏小鼠中，过敏原诱导了混合粒细胞型哮喘，Th2型细胞因子和Th17型细胞因子的表达同时增加［52］，IL-6、IL-17A和TNF-α在混合粒细胞型哮喘中起重要作用，IL-17/中性粒细胞轴可能通过促进混合过敏性炎症中的平滑肌肥大、增生而在气道重塑中发挥重要作用［53］。目前研究尚未发现ILC2s在混合粒细胞型哮喘中的作用，而混合粒细胞型哮喘可能有多种机制参与，且目前针对该种类型哮喘的研究较少，因而寻找针对性的治疗至关重要。

4 小结与展望

ILC2s是哮喘固有免疫和适应性免疫沟通的桥梁。近年来ILC2s在哮喘发病机制中的研究取得了巨大进展，而ILC2s与不同气道炎症表型的关系主要集中在嗜酸粒细胞型哮喘，与其他气道炎症表型哮喘的关系尚待进一步研究。明确ILC2s参与不同气道炎症表型哮喘发病的机制，为不同气道炎症表型哮喘的诊断与治疗提供新的作用靶点，有利于哮喘的个性化治疗与精准治疗。

作者贡献：王颖进行文章的构思与设计，论文撰写；王颖、刘健进行文献收集、整理；云春梅、高笑宇进行论文的修订，负责文章的质量控制及审校，对文章整体负责、监督管理。

本文无利益冲突。