李源，蔣敬庭，盧斌峰,4

(1.蘇州大學(xué)附屬第三醫(yī)院腫瘤生物診療中心，江蘇常州 213003；2.江蘇省腫瘤免疫治療工程技術(shù)研究中心，江蘇常州 213003；3.蘇州大學(xué)細(xì)胞治療研究院，江蘇常州 213003；4.美國匹茲堡大學(xué)醫(yī)學(xué)院免疫學(xué)系，美國匹茲堡，PA 15213)

白細(xì)胞介素-33(interleukin-33,IL-33)基因位于人類9號(hào)染色體上，由7個(gè)外顯子編碼而成[1]。生長刺激表達(dá)基因2蛋白(growth stimulation expressed gene 2,ST2)基因位于染色體2q12上，長約40 000 bp。IL-33具有轉(zhuǎn)錄因子和細(xì)胞因子的雙重功能，IL-33及其受體ST2共同參與免疫細(xì)胞之間的相互作用，在多種類型的疾病中發(fā)揮重要作用。IL-33/ST2信號(hào)可以直接作用于調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(regulatory T cell, Treg)。Treg細(xì)胞可抑制對(duì)自身和非自身抗原的異常免疫反應(yīng)，從而維持免疫穩(wěn)態(tài)。本綜述將探討IL-33/ST2信號(hào)與Treg的關(guān)系及其在免疫性疾病中的研究進(jìn)展，以期為多種免疫性疾病的診療提供思路。

1 IL-33/ST2

IL-33蛋白N末端含有一個(gè)核定位信號(hào)、一個(gè)螺旋-轉(zhuǎn)角-螺旋基序樣同源結(jié)構(gòu)域和一個(gè)染色質(zhì)結(jié)合結(jié)構(gòu)域，而C端包含一個(gè)IL-1樣的細(xì)胞因子結(jié)構(gòu)域[1]。全長IL-33具有活性，被中性粒細(xì)胞或肥大細(xì)胞分泌的蛋白酶切割后，其活性會(huì)增強(qiáng)10～30倍。在凋亡過程中，IL-33被凋亡蛋白酶(胱天蛋白酶3和7)滅活，防止其激活免疫反應(yīng)[2]，見圖1。IL-33具有轉(zhuǎn)錄因子和細(xì)胞因子的雙重功能：全長IL-33蛋白充當(dāng)核內(nèi)基因調(diào)節(jié)劑，成熟的IL-33從受損或壞死細(xì)胞釋放后充當(dāng)細(xì)胞因子。全長IL-33以ST2不依賴的方式誘導(dǎo)炎癥，而成熟的IL-33誘導(dǎo)ST2依賴的TH2相關(guān)效應(yīng)。成熟IL-33通過其C端結(jié)構(gòu)域與ST2受體結(jié)合，誘導(dǎo)構(gòu)象變化，募集白介素1受體輔助蛋白(recombinant human interleukin-1 receptor accessory protein, IL-1RAcP)在細(xì)胞膜上形成異二聚體受體復(fù)合物，啟動(dòng)接頭分子的募集，通過NF-κB、p38絲裂原活化蛋白激酶(p38 mitogen-activated protein kinase, p38MAPK)、c-Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase, JNK)和胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶(extracellular signal-regulated kinase, EPK)激活下游轉(zhuǎn)錄因子。這些轉(zhuǎn)錄因子指導(dǎo)特異性細(xì)胞因子和趨化因子的表達(dá)，激活相關(guān)的下游效應(yīng)[3]，見圖1。

ST2因與IL-33結(jié)合，被定義為IL-33受體。ST2包含一個(gè)胞外域、一個(gè)跨膜域和一個(gè)胞間域，胞外域借助IL-1RAcP結(jié)合IL-33。ST2在各種免疫細(xì)胞上均有表達(dá)，包括常規(guī)T細(xì)胞、Treg、2型先天性淋巴細(xì)胞(2 innate lymphoid cells, ILC2)、M2極化巨噬細(xì)胞、肥大細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞、嗜堿性粒細(xì)胞、嗜中性粒細(xì)胞、天然殺傷細(xì)胞(natural killer cell，NK)和iNKT細(xì)胞[3]。研究表明，IL-33/ST2信號(hào)在過敏性疾病、自身免疫病、心血管疾病等疾病中發(fā)揮重要作用[4]。患者血清中IL-33蛋白和ST2蛋白的表達(dá)水平通常采用酶聯(lián)免疫吸附法檢測[5-6]。

注：IL-1RAcP，白介素1受體輔助蛋白(interleukin-1 receptor accessory protein)；MYD88，髓樣分化因子88(myeloid differentiation factor 88)；IRAK1/IRAK4，IL-1受體相關(guān)激酶1/4(interleukin-1 receptor-associated kinase1/4)；TRAF6，腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子6(TNF receptor associated factor 6)；NF-κB，活化B細(xì)胞的核因子-κ輕鏈增強(qiáng)子(nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells)；JNK, c-Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase)；EPK，胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶(extracellular signal-regulated kinase)；p38， p38絲裂原活化蛋白激酶(p38 mitogen-activated protein kinase)。

2 Treg

Treg根據(jù)其起源、分化部位和表型特征不同，分為自然/胸腺來源Treg(natural source Treg, nTreg)和外周誘導(dǎo)Treg(peripheral induced Treg, pTreg)[7]。Treg是近年來研究較多的具有免疫抑制功能的T細(xì)胞亞群[8]，通過表達(dá)Foxp3轉(zhuǎn)錄因子而有別于其他免疫細(xì)胞。外周血中Treg蛋白的表達(dá)通常使用流式細(xì)胞儀檢測，Treg在基因水平上的表達(dá)通過RT-PCR檢測Foxp3mRNA來確定[8]。雖然有幾個(gè)標(biāo)記可用于確定Treg細(xì)胞類型的來源，但nTreg和iTreg在體內(nèi)仍很難區(qū)分[9]。研究表明，nTreg和iTreg在抗原識(shí)別上存在差異，nTreg特異性識(shí)別腫瘤細(xì)胞表面表達(dá)的自身抗原，而iTreg可能特異性識(shí)別新生抗原[10]。Foxp3+nTreg和iTreg表達(dá)CTLA4、GITR和CD25等特征性受體，這些受體進(jìn)一步區(qū)別于其他免疫細(xì)胞，介導(dǎo)免疫抑制反應(yīng)[11-12]。

3 IL-33/ST2信號(hào)與Treg

Treg發(fā)揮免疫抑制作用，可以維持免疫耐受和預(yù)防自身免疫反應(yīng)[13]。研究顯示，IL-33/ST2信號(hào)可將CD4+Foxp3-T細(xì)胞轉(zhuǎn)化為表達(dá)Foxp3的Treg細(xì)胞[14]。此外，IL-33對(duì)于Treg細(xì)胞的生成和其抑制功能的維持必不可少[15]。因此，IL-33/ST2信號(hào)對(duì)維持Treg細(xì)胞的穩(wěn)定和功能至關(guān)重要。我們將探討IL-33/ST2信號(hào)與Treg在多種免疫性疾病中的作用。

3.1腫瘤 研究發(fā)現(xiàn)IL-33在腫瘤發(fā)展過程中對(duì)維持Treg細(xì)胞功能穩(wěn)定具有重要作用。Foxp3+Treg細(xì)胞去除IL-33的表達(dá)導(dǎo)致腫瘤消退，而IL-33-/-小鼠的Treg細(xì)胞則表現(xiàn)出抑制作用減弱、促進(jìn)腫瘤清除和增強(qiáng)抗腫瘤免疫[13]。IL-33通過誘導(dǎo)腫瘤浸潤的跨膜型ST2(transmembrane ST2 isoform, ST2L)陽性Treg促進(jìn)大腸癌發(fā)生發(fā)展，ST2L+Treg還可抑制CD4+CD25-T細(xì)胞的增殖和IFN-γ的產(chǎn)生，抑制IL-33/ST2L信號(hào)可能成為預(yù)防大腸癌的策略[16]。最近，在CT26腺癌模型中發(fā)現(xiàn)，對(duì)荷瘤小鼠施用重組IL-33(recombinant interleukin-33, rIL-33)促進(jìn)了腫瘤組織和脾臟中ST2+Treg細(xì)胞的增殖，而阻斷IL-33則可減少其增殖[16]。免疫檢查點(diǎn)干預(yù)療法對(duì)IL-33-/-小鼠治療有效，αPD-1治療可促進(jìn)野生型和IL-33-/-小鼠中CD8+T細(xì)胞的擴(kuò)增。此外，激活的CD8+T細(xì)胞與“脆性”Treg細(xì)胞協(xié)同作用，促進(jìn)腫瘤消退，提高IL-33-/-小鼠的免疫治療效果[13]。相反，有些研究發(fā)現(xiàn)IL-33/ST2信號(hào)抑制Treg細(xì)胞增殖。在黑色素瘤小鼠模型中，IL-33通過骨髓來源的抑制性細(xì)胞(myeloid-derived suppressor cells,MDSCs)降低Treg細(xì)胞分化或增殖的能力，間接抑制Treg細(xì)胞在腫瘤微環(huán)境中的浸潤[17]。這些研究表明了解Treg細(xì)胞具體分子機(jī)制的重要性，以便尋找有利于抗腫瘤免疫且不會(huì)導(dǎo)致自身免疫的Treg治療靶點(diǎn)。

3.2炎癥 在T細(xì)胞誘導(dǎo)的結(jié)腸炎小鼠模型中，Treg細(xì)胞表達(dá)ST2對(duì)預(yù)防腸道疾病的發(fā)生至關(guān)重要。在高表達(dá)ST2+Treg細(xì)胞的腸道中，IL-33通過轉(zhuǎn)化生長因子-β1介導(dǎo)Treg細(xì)胞分化，并為Treg細(xì)胞在炎癥組織中的積累和維持提供信號(hào)[18]。此外，IL-33/ST2信號(hào)在腦Treg細(xì)胞的擴(kuò)增和功能中發(fā)揮重要作用，Treg細(xì)胞通過雙調(diào)蛋白(amphiregulin,Areg)抑制星形膠質(zhì)細(xì)胞增生并增強(qiáng)神經(jīng)功能，為中風(fēng)和神經(jīng)炎性疾病的神經(jīng)元保護(hù)提供治療機(jī)會(huì)[19]。在肺組織中也發(fā)現(xiàn)了同樣的結(jié)果，肺Treg細(xì)胞中的IL-33信號(hào)傳導(dǎo)誘導(dǎo)Areg的產(chǎn)生，能有效防止組織損傷[20]。在感染性疾病中，ST2+Treg細(xì)胞對(duì)炎癥信號(hào)不敏感，并抑制炎癥細(xì)胞因子的產(chǎn)生。此外，ST2+Treg細(xì)胞在小鼠感染巨細(xì)胞病毒后被誘導(dǎo)，在減輕肝臟損傷方面起關(guān)鍵作用[21]。IL-33/ST2信號(hào)在保護(hù)和促進(jìn)免疫調(diào)節(jié)以及增強(qiáng)Treg細(xì)胞的免疫抑制功能方面發(fā)揮重要作用。然而，Treg細(xì)胞的抑制功能可能存在負(fù)面影響。研究表明，在蠕蟲感染中，ST2+Treg細(xì)胞抑制TH2細(xì)胞，促進(jìn)蠕蟲繁殖[22]。同樣，最近的一項(xiàng)研究顯示，腫瘤釋放的IL-33促進(jìn)Treg細(xì)胞在促進(jìn)腫瘤生長和免疫逃避的部位積累[16]，具體機(jī)制仍待進(jìn)一步研究。

3.3自身免疫病 Foxp3+Treg細(xì)胞在免疫穩(wěn)態(tài)和維持自身耐受性方面發(fā)揮重要作用，而其缺失會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的自身免疫病[23]。在自身免疫病中，IL-33在驅(qū)動(dòng)或抑制T細(xì)胞反應(yīng)失調(diào)中發(fā)揮重要作用。IL-33是中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)炎癥過程的主要組成部分。在自身免疫性腦炎中，IL-33抑制炎性星形膠質(zhì)細(xì)胞的生成和效應(yīng)T細(xì)胞的增殖，同時(shí)增強(qiáng)Treg和TH2反應(yīng)，發(fā)揮保護(hù)作用[24]。然而，rIL-33可加重C57BL/6小鼠的自身免疫性腦炎，而阻斷IL-33治療可抑制IL-17和IFN-γ的產(chǎn)生[25]。這種差異可能是由于IL-33所處微環(huán)境不同，因?yàn)樵诩膊“l(fā)作期間的IL-33信號(hào)可能是保護(hù)性的，而后期的IL-33活性可能會(huì)加劇TH1和TH17的反應(yīng)[26]。IL-33與哮喘密切相關(guān)，哮喘患者IL-33的表達(dá)會(huì)增加[27]，并增強(qiáng)氣道高反應(yīng)性[28]。IL-33在抗原驅(qū)動(dòng)的2型氣道高反應(yīng)性中直接損害Treg細(xì)胞的功能[29]，并通過增強(qiáng)與OX40配體的相互作用促進(jìn)TH2的分化[30]。IL-33對(duì)Treg細(xì)胞的這種作用與之前研究不同，即IL-33損害了Treg細(xì)胞的抑制功能。上述IL-33在疾病不同時(shí)期的不同作用仍需進(jìn)一步研究。

4 展望

IL-33和ST2是在免疫性疾病發(fā)展過程中協(xié)調(diào)免疫網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的關(guān)鍵信號(hào)分子。IL-33/ST2信號(hào)不僅能維持組織內(nèi)穩(wěn)態(tài)，還為疾病治療提供了一個(gè)潛在靶點(diǎn)。作為一種細(xì)胞因子，IL-33通過與ST2結(jié)合來介導(dǎo)信號(hào)傳導(dǎo)參與自身免疫和炎性疾病。IL-33/ST2信號(hào)增強(qiáng)TH2細(xì)胞因子的產(chǎn)生而獲得固有和適應(yīng)性免疫，并通過Treg發(fā)揮免疫抑制作用。Treg在免疫穩(wěn)態(tài)和維持自身耐受性方面發(fā)揮重要作用。在一些腫瘤和自身免疫病中，IL-33的阻斷藥物可作為有效的治療劑，但特定環(huán)境中IL-33的抑制機(jī)制尚不明確，仍需進(jìn)行更多研究加以闡明。免疫療法旨在調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)的活性以根除疾病。在免疫性疾病中，Treg細(xì)胞通常是進(jìn)行免疫治療的重要靶點(diǎn)。然而，免疫治療在很多患者中效果欠佳，并且在應(yīng)答過程中經(jīng)常伴隨著其他自身免疫病的發(fā)生。因此，迫切需要在不影響外周Treg細(xì)胞庫的情況下精確靶向特異性Treg細(xì)胞。接下來應(yīng)進(jìn)一步研究IL-33/ST2信號(hào)對(duì)Treg細(xì)胞的穩(wěn)定性和抑制功能的影響，了解這些疾病中Treg細(xì)胞抑制過程的分子機(jī)制，為免疫性疾病尋找新的和有效的治療手段。