王書敬 趙長青

肥大細胞表面受體在變應性鼻炎中的作用△

王書敬 趙長青

變應性鼻炎（AR）是機體接觸變應原后發(fā)生在鼻黏膜的非感染性炎性反應，肥大細胞（MC）浸潤在其發(fā)病過程中起著重要作用。新近發(fā)現(xiàn)的MC表面受體白介素33受體（IL-33R）、胸腺基質(zhì)淋巴細胞生成素受體（TSLPR）和Toll樣受體4（TLR4）可以促使MC產(chǎn)生Th2相關(guān)效應因子，促發(fā)且維持Th2偏向，加重AR的免疫炎性反應，是研究和治療AR潛在的靶點。本文將對上述受體的結(jié)構(gòu)、表達、功能、相應配體、信號轉(zhuǎn)導及其在AR中的作用進行簡要概述。

變應性鼻炎； 肥大細胞； 受體

變應性鼻炎（allergic rhinitis，AR）是機體接觸變應原后主要由免疫球蛋白E（immunoglobin E，IgE）介導的鼻黏膜非感染性炎性反應。目前認為AR的發(fā)病過程包括免疫學致敏和臨床致敏2個階段。機體初次接觸變應原時，抗原呈遞細胞攝取加工信息，通過活化T細胞啟動特異性免疫應答，促進B細胞產(chǎn)生IgE并與肥大細胞（mast cell，MC）表面的FcεRI結(jié)合，完成免疫學致敏過程。再次接觸變應原時，機體啟動臨床致敏過程：MC脫顆粒釋放組胺、5羥色胺、類胰蛋白酶等生物活性物質(zhì)，直接引起AR的速發(fā)相癥狀。同時，MC表面還有其他受體在AR過程中發(fā)揮作用（表1），這些受體激活MC后產(chǎn)生不同于IgE介導的免疫性脫顆粒的遲發(fā)反應。其中，白介素33受體（IL-33 receptor，IL-33R）、胸腺基質(zhì)淋巴細胞生成素受體（thymic stromal lymphopoietin receptor，TSLPR）和Toll樣受體4（Toll-like receptor 4，TLR4）可誘發(fā)MC釋放Th2相關(guān)效應因子（如IL-4、IL-5、IL-13），促使Th0向Th2方向分化，引起Th1/Th2細胞免疫失衡。該過程中釋放的Th2相關(guān)效應因子將加重AR中以嗜酸性粒細胞（Eosinophil，Eos）浸潤為主的慢性炎性反應。本文通過介紹上述受體的結(jié)構(gòu)、表達、功能、對應配體及信號轉(zhuǎn)導通路，旨在初步探討其在AR中的作用。

1 IL-33R

IL-33R又名ST2，其結(jié)構(gòu)與IL-1類受體（IL-1R、IL-18R）類似，胞外部分含有3個Ig樣結(jié)構(gòu)域，胞內(nèi)部分包含1個Toll受體樣結(jié)構(gòu)域［1］。IL-33R廣泛表達于Th2細胞、MC、Eos、嗜堿性粒細胞（basophil，Bas）、樹突細胞（dendrite cell，DC）等免疫細胞中，上述細胞經(jīng)IL-33R激活后可分泌多種細胞因子。IL-33R與IL-1受體輔助蛋白（IL-1 receptor accessory protein，IL-1RAcP）結(jié)合組成異二聚體后，招募下游的銜接蛋白髓樣分化因子88（myeloid differentiation factor 88，MyD88），激活信號分子IL-1受體相關(guān)激酶（IL-1R-associated kinase，IRAK）和腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子6（TNF receptor-associated factor 6，TRAF6）最終活化核因子-κB（nuclear factor-kappa B，NF-κB）和激活蛋白-1（activator protein-1，AP-1）［2］。

IL-33是IL-33R的唯一配體，可由非免疫細胞（成纖維細胞、上皮細胞、內(nèi)皮細胞）及免疫細胞（DC、MC、巨噬細胞）產(chǎn)生。氣道炎癥過程中，變應原刺激上皮細胞引起細胞損傷并釋放大量的IL-33。MC通過IL-33R識別環(huán)境中的IL-33并與之結(jié)合，在活化NF-κB的同時轉(zhuǎn)錄多種促炎基因并合成相應細胞因子（如IL-1β、IL-5、IL-6、IL-8、IL-10、IL-13、TNF-α、MCP-1、PGD2、GM-CSF）及趨化因子（如CCL1、CCL2、CCL3、CCL17、CCL22、CXCL8）［3-5］。這些因子同MC釋放的脂質(zhì)介質(zhì)一起引發(fā)中性粒細胞募集、DC活化與遷移、Th0細胞分化等基礎(chǔ)性炎性反應［6］。其中，由Th0細胞分化而成的Th2細胞及其釋放的Th2相關(guān)效應因子（IL-4、IL-5、IL-13）將加劇AR發(fā)病過程中IgE介導的變態(tài)反應及以Eos浸潤為主的炎性反應［7］。Haenuki等［8］的研究發(fā)現(xiàn)AR小鼠的鼻黏膜中IL-33水平明顯高于正常對照組。在實驗條件下，使用IL-33拮抗劑可明顯減輕鼠AR相關(guān)癥狀［9］。另外，血清學研究也顯示AR患者IL-33水平明顯增加［10］。以上均說明IL-33及其受體IL-33R參與了AR的疾病過程。

2 TSLPR

TSLPR屬于造血細胞因子受體家族，其結(jié)構(gòu)為I型細胞因子受體的異二聚體，由IL-7α亞單位和TSLPα鏈組成，其中TSLPα鏈是TSLPR的特異性亞單位［11］。TSLPR表達于B細胞、T細胞、MC、Eos及DC表面，但與其配體胸腺基質(zhì)淋巴細胞生成素（thymic stromal lymphopoietin，TSLP）親和力非常低，只有在IL-7受體α鏈的作用下，TSLPR才可與TSLP形成高親和力的受體復合物，并在激活Btk、Lyn及Tec激酶后誘導非受體型蛋白酪氨酸磷酸酶6（protein-tyrosine phosphatase，nonreceptor-type 6，Ptpn6）

及11（protein-tyrosine phosphatase，nonreceptor-type 11，Ptpn11）等蛋白磷酸酶的磷酸化，完成信號轉(zhuǎn)導過程［12］。

TSLP主要由上皮細胞、基質(zhì)細胞生成，同時MC、DC也有生成TSLP的能力。AR中，變應原與鼻黏膜上皮細胞、MC接觸后，分別通過β連環(huán)蛋白途徑及caspase-1/NF-κB通路促使這2種細胞分泌TSLP［13-14］。TSLP又通過MC表面的TSLPR誘發(fā)MC釋放IL-5、IL-13、GM-CSF［15］。其中，IL-5和IL-13作為Th2相關(guān)效應因子具有增強Eos介導的炎性反應和IgE介導的免疫反應的能力，而GM-CSF除可引起Eos炎性反應外還能夠促進Th2細胞的致敏［14］。研究顯示：AR患者鼻黏膜中TSLP表達增高，阻斷TSLP后可減輕氣道變應性炎癥狀況［16-17］。Zhu［18］和Mou等［16］的研究發(fā)現(xiàn)：AR患者鼻黏膜中的TSLP水平與癥狀嚴重程度存在相關(guān)性，提示TSLPR及其配體TSLP可以作為AR的潛在治療靶點。

3 TLR4

TLR4是一種模式識別受體，屬Toll樣受體家族，是目前變應性疾病中研究較多的一種受體。TLR4與其他Toll樣受體結(jié)構(gòu)相似，其膜外區(qū)由富集亮氨酸的重復序列組成，胞質(zhì)區(qū)則包含一段保守序列——TIR區(qū)域（Toll/interleukin-1 receptor domain）［19］。TLR4與配體脂多糖（lip polysaccharide，LPS）結(jié)合可激活信號通路MyD88和β干擾素TIR結(jié)構(gòu)域銜接蛋白（TIR-domain-containing adaptor inducing interferon-β，TRIF），最終活化NF-κB［20］。TLR4幾乎表達于所有的細胞系，在骨髓單核細胞中尤其多見。

實驗條件下，用LPS刺激小鼠骨髓源性MC可引起多種細胞因子（如IL-1β、IL-5、IL-6、IL-10、IL-13、TNF-α）及趨化因子（CCL3、CXCL2）的分泌，但人MC只分泌TNF-α、CCL1及IL-5，且上述兩過程均不伴MC脫顆粒［21］。目前人們普遍接受的是：在包括AR在內(nèi)的氣道高反應性疾病中，MC根據(jù)LPS劑量的高低分別發(fā)生不同的反應［22］。低劑量的LPS僅促使MC釋放IL-1β、IL-6兩種促炎因子；而高劑量的LPS通過TLR4與MC結(jié)合后，使MC高表達紅系特異核蛋白轉(zhuǎn)錄因子GATA-1并大量轉(zhuǎn)錄Th2相關(guān)效應因子IL-4、IL-5、IL-13。IL-4作用于Th2細胞后，增加其表達的GATA-3進一步引起IL-5、IL-13的釋放［23］。IL-4、IL-5、IL-13共同大量釋放的結(jié)果即為放大以Eos浸潤為主的氣道炎性反應。

雖然關(guān)于TLR4表達水平與AR關(guān)系的研究較多，但結(jié)果各異。Fransson等［24］和Ekman等［25］發(fā)現(xiàn)AR患者鼻黏膜、外周血和骨髓中TLR4表達均增高；Lauriello等［26］卻發(fā)現(xiàn)AR患者鼻黏膜TLR4的表達較正常人顯著減少。采用TLR4興奮劑CRX-675治療AR的臨床試驗發(fā)現(xiàn)：興奮TLR4僅可改善鼻黏膜充血狀況［27］。因此，AR患者體內(nèi)TLR4的表達水平是增加或是減少仍需進一步驗證。此外，Hussein等［28］的研究證實TLR4基因的變異與AR的嚴重程度具有相關(guān)性。表1分別列舉了與肥大細胞相關(guān)的表面受體及其功能。

AR主要靠藥物治療，其中抗組胺藥及鼻用糖皮質(zhì)激素發(fā)揮重要作用。雖然抗組胺藥能夠拮抗MC脫顆粒釋放的組胺，鼻用糖皮質(zhì)激素可抑制AR病程中存在的慢性炎性反應，但是這兩種藥物均未解決AR發(fā)病的源頭——Th1/Th2細胞免疫失衡以及包括MC、Eos在內(nèi)的多種免疫細胞浸潤。本文所述的MC表面受體，即IL-33R、TSLPR及TLR4，能夠促使MC產(chǎn)生Th2相關(guān)效應因子，促發(fā)且維持Th2細胞偏向、強化鼻黏膜的慢性炎性反應，故以其為靶點治療AR有進一步探討的意義。

［1］Dinarello CA.An IL-1 familymember requires caspase-1 processing and signals through the ST2 receptor［J］.Immunity，2005，23（5）：461-462.

［2］Mirchandani A S，Salmond R J，Liew F Y.Interleukin-33 and the function of innate lymphoid cells［J］.Trends in immunology，2012，33（8）：389-396.

［3］Nakae S，Morita H，Ohno T，et al.Role of interleukin-33 in innatetype immune cells in allergy［J］.Allergol Int，2013，62：13-20.

［4］Ohno T，Morita H，Arae K，et al.Interleukin-33 in allergy［J］.Allergy，2012，67（10）：1203-1214.

［5］Rogala B，Glück J.The role of interleukin-33 in rhinitis［J］.Curr Allergy Asthma Rep，2013，13（2）：196-202.

［6］Lunderius-Andersson C，Enoksson M，Nilsson G.Mast cells respond to cell injury through the recognition of IL-33［J］.Frontiers Immunol，2012，3：82.

［7］Kamekura R，Kojima T，Takano K，et al.The role of IL-33 and its receptor ST2 in human nasal epithelium with allergic rhinitis［J］.Clin Exp Allergy，2012，42（2）：218-228.

［8］Haenuki Y，Matsushita K，F(xiàn)utatsugi-Yumikura S，et al.A critical role of IL-33 in experimental allergic rhinitis［J］.J Aller Clin Immunol，2012，130（1）：184-194.

［9］Kim YH，Yang TY，Park CS，et al.Anti-IL-33 antibody has a therapeutic effect in amurinemodel of allergic rhinitis［J］.Allergy，2012，67（2）：183-190.

［10］Sakashita M，Yoshimoto T，Hirota T，et al.Association of serum interleukin-33 level and the interleukin-33 genetic variant with Japanese cedar pollinosis［J］.Clin Experi Allergy，2008，38（12）：1875-1881.

［11］Borowski A，Vetter T，Kuepper M，et al.Expression analysis and specific blockade of the receptor for human thymic stromal lymphopoietin（TSLP）by novel antibodies to the human TSLPRα receptor chain［J］.Cytokine，2013，61（2）：546-555.

［12］Zhong J，Kim MS，Chaerkady R，et al.TSLP signaling network revealed by SILAC-based phosphoproteomics［J］.Mol Cell Proteomics，2012，11（6）：M112.

［13］Moon PD，Jeong HJ，Kim HM.Effects of schizandrin on the expression of thymic stromal lymphopoietin in human mast cell line HMC-1［J］.Life Sciences，2012，91（11-12）：384-388.

［14］史劍波，李祖望，李華斌.變應性鼻炎的發(fā)病機制研究進展［J］.中國醫(yī)學文摘·耳鼻咽喉科學，2010，25（4）：181-184.

［15］Wang YH，Liu YJ.Thymic stromal lymphopoietin，OX40-ligand，and interleukin-25 in allergic responses［J］.Clin Experiment Allergy，2009，39（6）：798-806.

［16］Mou Z，Xia J，Tan Y，et al.Overexpression of thymic stromal lymphopoietin in allergic rhinitis［J］.Acta Oto-laryngologica，2009，129（3）：297-301.

［17］Seshasayee D，Lee WP，Zhou M，et al.In vivo blockade of OX40 ligand inhibits thymic stromal lymphopoietin driven atopic inflammation［J］.JClin Investi，2007，117（12）：3868-3878.

［18］Zhu DD，Zhu XW，Jiang XD，et al.Thymic stromal lymphopoietin expression is increased in nasal epithelial cells of patients with

mugwort pollen sensitive-seasonal allergic rhinitis［J］.Chin Med J（English），2009，122（19）：2303-2307.

［19］Ahmed A，Redmond HP，Wang JH.Links between Toll-like receptor 4 and breast cancer［J］.OncoImmunology，2013，2（2）：e22945.

［20］Ahmed S，Maratha A，Butt A Q，et al.TRIF-mediated TLR3 and TLR4 signaling is negatively regulated by ADAM15［J］.J Immunol，2013，190（5）：2217-2228.

［21］Sandig H，Bulfone-Paus S.TLR signaling in mast cells：common and unique features［J］.Frontiers immunol，2012，3：185.

［22］Nigo YI，Yamashita M，Hirahara K，et al.Regulation of allergic airway inflammation through Toll-like receptor 4-mediated modification ofmast cell function［J］.Proceed Nat Acad of Sci USA，2006，103（7）：2286-2291.

［23］Yamashita M，Nakayama T.Progress in allergy signal research on mast cells：regulation of allergic airway inflammation through toll-like receptor 4-mediated modification of mast cell function［J］.J Pharmacol Sci，2008，106（3）：332-335.

［24］Fransson M，Adner M，Erjeflt J，et al.Up-regulation of Toll-like receptors 2，3 and 4 in allergic rhinitis［J］.Respir Res，2005，6：100.

［25］Ekman AK，Virtala R，F(xiàn)ransson M，et al.Systemic up-regulation of TLR4 causes lipopolysaccharide-induced augmentation of nasal cytokine release in allergic rhinitis［J］.Int Arch Allergy Immunol，2012，159（1）：6-14.

［26］Lauriello M，Micera A，Muzi P，et al.TLR4 and TLR9 Expression in Different Phenotypes of Rhinitis［J］.Int J Otolaryngol，2012，2012：925164

［27］Casale TB，Kessler J，Romero FA.Safety of the intranasal toll-like receptor 4 agonist CRX-675 in allergic rhinitis［J］.Ann Allergy Asthma Immunol，2006，7（4）：454-456.

［28］Hussein YM，Awad HA，Shalaby SM，etal.Toll-like receptor2 and Toll-like receptor 4 polymorphisms and susceptibility to asthma and allergic rhinitis：a case-control analysis［J］.Cell Immunol，2012，274（1/2）：34-38.

2013-04-23）

（本文編輯 楊美琴）

國家自然科學基金（81070767、81271059）；山西省歸國留學基金（2010-56）

山西醫(yī)科大學第二臨床醫(yī)學院耳鼻喉科 太原 030001

趙長青（Email：fahyj＠126.com）

現(xiàn)工作單位為河南大學淮河醫(yī)院耳鼻喉科 開封 475000