葉 芳 文瑞婷 楊志剛 (廣東醫(yī)科大學(xué)附屬湛江中心醫(yī)院血液內(nèi)科,湛江 524045)
異基因造血干細(xì)胞移植(allogeneic hematopoietic stem cell transplantation,allo-HSCT)是目前根治惡性血液病、遺傳性疾病和部分自身免疫系統(tǒng)疾病的主要方法,移植后維持穩(wěn)定的移植物抗白血病效應(yīng)(graft-versus-leukemia,GVL)可使患者獲得長(zhǎng)期緩解,而移植物抗宿主?。╣raft-versus-host disease,GVHD)卻嚴(yán)重影響患者生存質(zhì)量甚至危及生命[1-2]。IL-10 是由多種免疫細(xì)胞和少數(shù)非免疫細(xì)胞產(chǎn)生的細(xì)胞因子,是目前公認(rèn)的炎癥與免疫抑制因子,具有雙向免疫調(diào)節(jié)作用[3]。越來(lái)越多研究表明IL-10在GVHD 發(fā)生發(fā)展中扮演重要角色,但目前關(guān)于IL-10 在GVHD 發(fā)病中作用的研究結(jié)果仍存在爭(zhēng)議[4-5]。深入了解IL-10 的免疫調(diào)節(jié)功能及其在GVHD 發(fā)病中的作用,有望為GVHD 防治提供新的思路。本文就國(guó)內(nèi)外關(guān)于IL-10 的免疫調(diào)節(jié)機(jī)制及其在GVHD發(fā)病中作用的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。
1.1 IL-10 的生物學(xué)特性 IL-10 是具有雙向免疫調(diào)節(jié)作用的炎癥與免疫抑制因子,可來(lái)源于T細(xì)胞、B 細(xì)胞、巨噬細(xì)胞及單核細(xì)胞等免疫細(xì)胞,也可來(lái)源于一些非免疫細(xì)胞,如上皮細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞,不同細(xì)胞來(lái)源的IL-10 介導(dǎo)了不同的免疫調(diào)節(jié)作用[6]。IL-10 的活性由IL-10 受體(IL-10R)介導(dǎo),該受體由IL-10R1 和IL-10R2 異源二聚體組成。IL-10R1 表達(dá)主要局限于T 細(xì)胞、B 細(xì)胞、單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等免疫細(xì)胞,IL-10R2 則幾乎在所有細(xì)胞上均有表達(dá)[7]。但I(xiàn)L-10 與IL-10R1 親和力較高,與IL-10R2結(jié)合力較弱,導(dǎo)致不同細(xì)胞結(jié)合IL-10 的能力不同[8]。IL-10 與IL-10R1 結(jié)合后誘導(dǎo)IL-10R2 構(gòu)象變化,進(jìn)一步啟動(dòng)下游信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)[9]。IL-10 與受體復(fù)合物結(jié)合分別激活與IL-10R1 和IL-10R2 相關(guān)的Janus酪氨酸激酶JAK1 和TYK2,使受體胞外末端磷酸化,IL-10R1磷酸化為STAT1、STAT3募集提供位點(diǎn),激活并啟動(dòng)IL-10 信號(hào)傳導(dǎo),發(fā)揮相應(yīng)生物學(xué)功能[10-11]。此外,IL-10 基因具有多態(tài)性,目前研究最多的是2個(gè)二核苷酸重復(fù)序列:IL-10.G 和IL-10.R,以及3 個(gè)單核苷酸多態(tài)性:-1082(G/A)、-819(C/T)和-592(C/A),IL-10 的基因多態(tài)性與多種疾病發(fā)病相關(guān)[12]。研究表明,IL-10 基因多態(tài)性也參與了GVHD 發(fā)生發(fā)展,可提高GVHD 發(fā)生率[13]。但也有研究認(rèn)為IL-10 基因多態(tài)性與GVHD 發(fā)生無(wú)關(guān)[14]。目前關(guān)于IL-10 基因多態(tài)性與GVHD 發(fā)生的關(guān)系研究尚存在分歧,有待進(jìn)一步研究。
1.2 IL-10 的免疫調(diào)節(jié)功能 IL-10 分泌受微環(huán)境中的抗原、協(xié)同刺激信號(hào)、細(xì)胞因子、微生物等因素影響[15]。最近研究認(rèn)為IL-10 具有免疫抑制和免疫刺激雙向調(diào)節(jié)功能,可通過(guò)與不同免疫細(xì)胞亞群作用發(fā)揮不同免疫調(diào)節(jié)功能:①通過(guò)樹(shù)突狀細(xì)胞(den‐dritic cells,DC)發(fā)揮免疫抑制功能,通過(guò)抑制其表面MHCⅡ分子和共刺激分子CD80 和CD86 表達(dá)抑制DC 抗原提呈能力[11];②通過(guò)輔助性T(T helper,Th)細(xì)胞發(fā)揮免疫抑制功能,IL-10 可抑制Th1 細(xì)胞分泌細(xì)胞因子從而調(diào)節(jié)Th1/Th2 平衡,也可抑制Th17 功能進(jìn)而抑制炎癥進(jìn)展[16];③通過(guò)免疫抑制細(xì)胞發(fā)揮作用,IL-10 可促進(jìn)調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞(regulatory T cell,Treg)分化,抑制效應(yīng)T 細(xì)胞發(fā)揮免疫抑制功能并促進(jìn)Treg 分泌IL-10[17-18]。另外,調(diào)節(jié)性B 細(xì)胞(regulatory B cell,Breg)分泌IL-10 能夠抑制DC 活化、Th1/Th17極化并誘導(dǎo)Treg分化[19];④通過(guò)B細(xì)胞發(fā)揮免疫刺激作用:IL-10 能夠刺激B 細(xì)胞活化、增殖及分化為漿細(xì)胞,促進(jìn)免疫球蛋白類別轉(zhuǎn)換[20];⑤通過(guò)CD8+T 細(xì)胞發(fā)揮免疫刺激作用,IL-10 也被認(rèn)為是CD8+T 細(xì)胞增殖和分化的促進(jìn)因子,在感染期間能夠刺激CD8+T細(xì)胞增殖[8,21]。
此外,研究認(rèn)為IL-10 濃度可能是其發(fā)揮不同免疫生物學(xué)功能的重要因素之一。低濃度的IL-10能夠激活抗原提呈細(xì)胞(antigen presenting cell,APC)和CD4+T 細(xì)胞,高濃度的IL-10 則誘導(dǎo)CD8+T細(xì)胞活化[22]。IL-10在不同疾病中扮演不同角色,如在系統(tǒng)性紅斑狼瘡中高濃度的IL-10 對(duì)其有致病作用[23];而在哮喘、炎癥性腸病中低表達(dá)的IL-10 參與調(diào)控疾病發(fā)生[24-25]。SALEHI等[5]研究發(fā)現(xiàn),IL-10在移植后病情穩(wěn)定患者中血清濃度升高,可能對(duì)同種異體移植物長(zhǎng)期存活具有積極作用。但也有研究發(fā)現(xiàn),慢性排斥反應(yīng)患者緩解后IL-10 濃度較低,IFN-γ 水平升高[4]。因此,IL-10 的免疫調(diào)節(jié)功能可能受IL-10 的細(xì)胞來(lái)源、作用的靶細(xì)胞、濃度及微環(huán)境等因素影響[26]。
2.1 IL-10 基因多態(tài)性與GHVD GVHD 分急性GVHD(acute graft-versus-host disease,aGVHD)和慢性GVHD(chronic graft-versus-host disease,cGVHD)[27]。GVHD 發(fā)病機(jī)制非常復(fù)雜,多種免疫細(xì)胞及細(xì)胞因子是其發(fā)病的重要因素,其中IL-10參與了GVHD的全過(guò)程[28]。IL-10產(chǎn)生除受免疫刺激外,也受基因調(diào)控,IL-10 基因在啟動(dòng)子區(qū)-1082、-819 和-592 位置具有多態(tài)性,可影響其轉(zhuǎn)錄、產(chǎn)生和分泌水平[29]。目前IL-10 基因多態(tài)性與aGVHD 或cGVHD 發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的相關(guān)性存在不同觀點(diǎn)。有研究認(rèn)為IL-10-592 AA基因型受者發(fā)生Ⅱ~Ⅳ級(jí)aGVHD 的概率低于AC 和CC 基因型患者,但受者基因型與cGVHD 發(fā)生無(wú)關(guān)[30]。也有研究認(rèn)為,IL-10-819 C/T、-592 A/C 基因多態(tài)性與aGVHD 發(fā)生或嚴(yán)重程度無(wú)關(guān),但I(xiàn)L-10-1082 GG 基因型與aGVHD 高風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)[29]。此外,受者IL-10-819 CC、-592 CC 或供者IL-10-819 CC 多態(tài)性會(huì)導(dǎo)致IL-10 分泌減少和aGVHD 發(fā)生率升高[13]。但PEROVIC 等[31]研究發(fā)現(xiàn),IL-10 的3 個(gè)基因多態(tài)性均與aGVHD 發(fā)生無(wú)關(guān)。同時(shí),KAMEL 等[14]也發(fā)現(xiàn),IL-10 基因多態(tài)性與移植后aGVHD 和cGVHD 發(fā)生均無(wú)關(guān)。
IL-10的3個(gè)單核苷酸基因多態(tài)性與3個(gè)單倍型GCC、ATA、ACC 密切相關(guān)[32]。不同基因型可影響IL-10 水平[31]。受者GCC/ATA 基因型與高濃度IL-10 有關(guān)并在aGVHD 或cGVHD 中產(chǎn)生保護(hù)作用,而攜帶GCC/GCC 基因型受者則IL-10 濃度降低和aGVHD 發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)增加,另外100%攜帶ATA/ATA 基因型受者均發(fā)生cGVHD[33]。但研究供者基因時(shí)發(fā)現(xiàn),IL-10 基因型(GCC/ACC 和ACC/ATA)與aGVHD及cGVHD發(fā)病均無(wú)關(guān)[33]。因此,目前研究認(rèn)為受者而非供者IL-10基因多態(tài)性對(duì)GVHD影響較大,且啟動(dòng)子區(qū)不同位點(diǎn)基因表型對(duì)GVHD的影響不同。
2.2 IL-10 與DC IL-10 是DC 耐受性的關(guān)鍵因子,IL-10 誘導(dǎo)產(chǎn)生的耐受性DC 被稱為DC-10,DC-10可通過(guò)促進(jìn)Ⅰ型調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞(T regulatory type 1 cells,Tr1)產(chǎn)生,在免疫介導(dǎo)的相關(guān)疾病中恢復(fù)其免疫耐受性[34]。且IL-10 基因修飾的DC 誘導(dǎo)的Tr1 可通過(guò)促進(jìn)小鼠移植模型Th1 向Th2 細(xì)胞轉(zhuǎn)化而抑制GVHD 發(fā)生[35]。另外,研究發(fā)現(xiàn),采用同種異基因DC 誘導(dǎo)CD4+T 細(xì)胞分化而來(lái)的Treg 比直接新鮮分離的Treg 在小鼠異基因移植模型中對(duì)GVHD 的抑制效應(yīng)更為明顯,可促進(jìn)供鼠細(xì)胞植入,顯著提高受鼠移植物長(zhǎng)期存活率[36]。
2.3 IL-10 與Th GVHD 發(fā)病中,IL-10 作用于Th細(xì)胞的研究結(jié)果仍存在分歧。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),移植后給予外源性IL-10可使T細(xì)胞擴(kuò)增、促炎因子IFN-γ分泌增加、Th1 反應(yīng)增強(qiáng)從而加重GVHD,但移植前輸注IL-10 則有益于GVHD 防治[37]。另外,研究發(fā)現(xiàn),低劑量IL-10 對(duì)GVHD 具有保護(hù)作用,而高劑量外源性IL-10 能夠引發(fā)aGVHD,其機(jī)制可能為IL-10與Th17 和CD8+T 細(xì)胞表達(dá)的IL-10R 相結(jié)合,使IL-10 抑制效應(yīng)T 細(xì)胞增殖及炎癥因子分泌的作用被Th17 和CD8+T 細(xì)胞抵消[38]。表明在GVHD 發(fā)病中,IL-10 與Th 的相互作用可能與IL-10 出現(xiàn)的時(shí)機(jī)和劑量有關(guān),但仍需進(jìn)一步驗(yàn)證。
2.4 IL-10 與Treg 多數(shù)Treg 被認(rèn)為是Foxp3+Treg,該細(xì)胞可產(chǎn)生極少量IL-10,而CD4+Foxp3–IL-10+T細(xì)胞(又稱Tr1)可分泌高水平的IL-10,近年研究認(rèn)為T(mén)r1 和CD4+Foxp3+Treg 共同組成Treg 亞群,并參與免疫調(diào)控[39]。ZHANG 等[40]研究證實(shí),分泌IL-10的T 細(xì)胞亞群即Tr1,GVHD 發(fā)生時(shí)其分泌IL-10 的水平降低,促進(jìn)GVHD 進(jìn)展。最近研究發(fā)現(xiàn),小鼠Tr1 表達(dá)功能性IL-10Rα,IL-10 受體信號(hào)受損的Tr1在體內(nèi)失去免疫調(diào)節(jié)活性,Tr1 需IL-10 受體信號(hào)激活p38 MAPK,從而維持IL-10 分泌,介導(dǎo)Tr1 的免疫抑制功能[41]。另外,研究發(fā)現(xiàn),Tr1 比例與GVHD 嚴(yán)重程度相關(guān),移植后無(wú)aGVHD 的患者Tr1 比例升高,而重度GVHD 患者則降低[3]。GVHD 發(fā)生時(shí),Tr1 可分泌IL-10 和TGF-β,通過(guò)降低Th1 和Th17 數(shù)量增加Th2 細(xì)胞數(shù)量促進(jìn)Treg 分化,并抑制共刺激分子和促炎因子分泌,間接作用于抗原提呈細(xì)胞,從而改善GVHD[15]。Tr1 在TCR 介導(dǎo)活化后分泌IL-10,除抑制同種異體T 細(xì)胞應(yīng)答外還可促進(jìn)CD8+T 細(xì)胞增殖,抑制GVHD 的同時(shí)介導(dǎo)GVL[35]。表明分泌IL-10 的Treg 在GVHD 發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用,促進(jìn)這類Treg 產(chǎn)生可能是防治GVHD 的有效策略。
2.5 IL-10 與Breg Breg 目前尚缺乏統(tǒng)一表型,主要以分泌IL-10 的B 細(xì)胞亞群定義具有免疫調(diào)節(jié)功能的Breg[42]。Breg 能夠抑制DC 活化、Th1/Th17 極化并誘導(dǎo)Treg產(chǎn)生從而發(fā)揮免疫抑制作用[19,43]。研究發(fā)現(xiàn),aGVHD 發(fā)生時(shí)產(chǎn)生IL-10 的宿主細(xì)胞和供體細(xì)胞主要是B 細(xì)胞,GVHD 發(fā)生期間血清IL-10 濃度下降,抑制B7-H4 分子表達(dá)、共刺激分子CD80/CD86表達(dá)上調(diào)、宿主DC 激活,最終導(dǎo)致異基因T細(xì)胞應(yīng)答增強(qiáng)、GVHD 加重[44]。此外有研究認(rèn)為移植后發(fā)生cGVHD 的患者Breg 及其分泌的IL-10 減少,使促炎細(xì)胞因子無(wú)法被抑制,從而引發(fā)GVHD[45]。Breg 還可分泌IL-35,與IL-10 協(xié)同抑制Th1 分化及CD4+T 細(xì)胞增殖,阻止GVHD 發(fā)生[46]。最近研究顯示,移植后患者體內(nèi)Breg 比例與GVHD 臨床分級(jí)相關(guān),Ⅰ~Ⅱ級(jí)aGVHD 患者Breg 比例高于Ⅲ~Ⅳ級(jí)患者[47]。一項(xiàng)納入74 例接受allo-HSCT 的患者臨床研究探討了過(guò)繼預(yù)防性輸注Breg 對(duì)aGVHD 及GVL 的影響,發(fā)現(xiàn)預(yù)防性輸注高劑量Breg 患者比輸注低劑量Breg 患者Ⅱ~Ⅳ級(jí)aGVHD 發(fā)生率顯著降低,并保留了GVL[48]。因此,過(guò)繼輸注Breg 對(duì)移植后GVHD防治具有潛在臨床應(yīng)用前景,但其安全性與有效性仍需多中心、大樣本臨床試驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證。
此外,IL-10 與NK 細(xì)胞及CD8+T 細(xì)胞相互作用也參與GVHD 發(fā)病。移植早期重建的NK 細(xì)胞可表達(dá)高水平的IL-10,抑制DC 或抑制T 細(xì)胞介導(dǎo)的同種異體T 細(xì)胞反應(yīng),降低GVHD 發(fā)生率[49]。IL-10 也可促進(jìn)CD8+T 細(xì)胞增殖活化,抑制GVHD 同時(shí)介導(dǎo)GVL[35]。
GVHD 的發(fā)病機(jī)制尚未闡明。近年研究發(fā)現(xiàn)IL-10在GVHD 發(fā)生發(fā)展中起重要作用,但各研究中IL-10 在GVHD 發(fā)病中的作用描述不一,可能與IL-10 的多效性有關(guān)。微環(huán)境、細(xì)胞來(lái)源和靶細(xì)胞、IL-10 濃度及病理狀況不同,IL-10 發(fā)揮的免疫調(diào)節(jié)作用可能也不同。目前對(duì)IL-10 的作用了解尚不夠全面,對(duì)其在GVHD 發(fā)病中的作用機(jī)制也有待進(jìn)一步研究。