楊勝男，何巍

（1. 沈陽醫(yī)學院臨床醫(yī)學專業(yè)2020級碩士研究生，遼寧 沈陽 110034；2. 沈陽醫(yī)學院附屬中心醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學科）

近年來，肺纖維化的發(fā)病率和病死率逐漸升高［1］。肺纖維化持續(xù)進展將會導致肺換氣功能障礙，進而出現(xiàn)呼吸衰竭。目前肺纖維化的病因可歸因于病原體或惰性物質(zhì)，如輻射、二氧化硅、石棉、香煙煙霧和其他化學物質(zhì)［2］。發(fā)病機制方面受多種因素影響，大致上可歸因于重復性慢性上皮或血管損傷導致肺泡上皮細胞損傷、肺泡上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化、成纖維細胞灶形成、膠原蛋白過度沉積，而纖維化反應(yīng)很可能與持續(xù)損傷和異常修復相關(guān)［3］。IL-1β以劑量依賴的方式直接刺激成纖維細胞分泌膠原，氣道上皮細胞短暫過表達IL-1β可以增加肺中的TGF-β和膠原沉積［4］。IL-1β的自分泌信號將促進細胞外基質(zhì)分子基因表達的增加，導致膠原在組織中沉積。在如此正反饋循環(huán)中，肺組織纖維化程度的增加進一步激活和刺激成纖維細胞，不斷驅(qū)動纖維化的自我維持［5］。眾多研究表明，免疫系統(tǒng)紊亂在肺纖維化中發(fā)揮著重要作用，特別是最新發(fā)現(xiàn)的免疫細胞ILC2，可以分泌多種促纖維化細胞因子，并通過與其他細胞間相互作用調(diào)控疾病進程［6］。TGF-β1是一個調(diào)節(jié)性的細胞因子，在細胞的分化、生長、調(diào)節(jié)細胞外基質(zhì)等方面都有一定的作用，尤其能夠趨化和剌激成纖維細胞合成細胞外基質(zhì)，最終導致肺纖維化形成［7］。本綜述將探討IL-1β、ILC2、TGF-β1調(diào)控機制與肺纖維化疾病的關(guān)系。

1 肺纖維化的大致形成過程

損傷愈合包括4個不同的階段：凝血期、炎癥細胞遷移期、成纖維細胞遷移（增殖/激活期）以及組織重塑和溶解期。肺損傷后，上皮細胞釋放炎癥介質(zhì)，啟動抗纖溶凝血級聯(lián)反應(yīng)，從而觸發(fā)血小板活化和血凝塊的形成，隨后是炎癥細胞如中性粒細胞、巨噬細胞和T細胞等遷移進入，被招募的上述細胞分泌促纖維化細胞因子，如IL-1β、TNF、IL-13和TGF-β［8］。在隨后的階段，來自骨髓的成纖維細胞和駐留的成纖維細胞增殖并分化為肌成纖維細胞，從而釋放細胞外基質(zhì)成分。成纖維細胞和肌成纖維細胞也可能來源于接受上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化治療的上皮細胞［9］。在最后的重塑和溶解階段，活化的肌成纖維細胞可以促進損傷修復，導致受損部位收縮和血管恢復，從而分泌過多的細胞外基質(zhì)，這與基質(zhì)降解的減少共同導致組織纖維化程度增加，進而導致肺泡組織功能喪失［10］。

2 IL-1β的調(diào)控機制與肺纖維化的相關(guān)性

IL-1β被稱為淋巴細胞激活因子［11］，是白介素IL-1家族成員之一，IL-1β主要由單核細胞和巨噬細胞產(chǎn)生，也可以從上皮細胞、內(nèi)皮細胞、成纖維細胞以及膠質(zhì)細胞等細胞中釋放，其可全身分泌并循環(huán)作用。IL-1β以低水平表達，轉(zhuǎn)錄和翻譯水平需要誘導，加工和分泌需要調(diào)節(jié)。IL-1β的釋放主要涉及3個步驟：（1）產(chǎn)生生物活性不強的pro-IL-1β；（2）Caspase-1裂解pro-IL-1β，產(chǎn)生成熟的、具有生物活性的IL-1β；（3）將成熟的IL-1β分泌到外環(huán)境中。白介素IL-1受體拮抗劑（IL-1Ra）是IL-1β的高親和力競爭者，可以下調(diào)IL-1介導的炎癥過程，當在肺實質(zhì)的慢性炎癥期間由間充質(zhì)干細胞產(chǎn)生時，可發(fā)揮抗纖維化作用。

2.1 IL-1β的活化及其與肺纖維化的相關(guān)性 IL-1β從非活性前體轉(zhuǎn)化為具有生物活性的細胞因子是其激活的重要步驟。這一過程主要通過炎癥小體激活細胞內(nèi)Caspase-1介導［12］。典型的炎癥小體由一個炎癥小體傳感器蛋白（包括NLRP1、NLRP3、NLRP6等）與pro-caspase-1結(jié)合［13］。炎癥小體以作為主要支架結(jié)構(gòu)的NLR或ALR家族蛋白命名。其中NLR包含3個區(qū)域：（1）C末端亮氨酸重復序列：炎癥小體信號感知區(qū)域；（2）核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域（NACHT）；（3）N末端效應(yīng)結(jié)合域［14］。LRR識別相關(guān)損傷信號后可以誘導NACHT區(qū)寡聚化，從而暴露N末端結(jié)合域中的Caspase募集和活化結(jié)構(gòu)域（CARD），后者可與同樣含有CARD區(qū)的pro-caspase-1結(jié)合。雖然某些NLR的N端無CARD區(qū)，但存在熱蛋白結(jié)構(gòu)域（pyrin domain，PYD），這時需要含有PYD 和CARD兩個結(jié)構(gòu)域的凋亡相關(guān)斑點樣蛋白ASC作為接頭蛋白將NLR與pro-caspase-1連接。當炎癥小體信號感知區(qū)域識別相應(yīng)信號后，直接或通過ASC間接募集pro-caspase-1，pro-caspase-1經(jīng)過自身剪切作用水解，形成具有活性的Caspase-1，活化的Caspase-1可通過剪切作用將 pro-IL-1β轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂猩飳W活性的IL-1β成熟體［15-16］。

NLRP3炎癥小體能夠感知來自內(nèi)源性和外源性的各種信號，是目前研究最廣泛的炎癥小體［17-18］，其激活主要通過鉀離子外流、活性氧（ROS）產(chǎn)生及溶酶體損傷釋放組織蛋白酶B等［19］。Sohn等［20］制備小鼠肺纖維化模型時發(fā)現(xiàn)，與對照組相比，模型組IL-1β與NLRP3炎癥小體表達呈正相關(guān)。博來霉素是最常用來制備特發(fā)性肺纖維化動物模型的藥物，研究發(fā)現(xiàn)，缺乏ASC蛋白的小鼠對促纖維化化合物博萊霉素的反應(yīng)減弱，表明博來霉素誘導IL-1β的產(chǎn)生依賴于接頭蛋白ASC的存在，博來霉素誘導的肺部炎癥和纖維化過程主要依賴于IL-1β的產(chǎn)生和其下游的 IL-1R1/MyD88信號途徑［21］。博來霉素可引起肺泡上皮細胞和巨噬細胞產(chǎn)生大量ROS，導致生物膜脂質(zhì)過氧化，體內(nèi)ROS生成過多導致的氧化和還原之間不平衡，會導致促炎因子IL-1β的釋放［22-23］。吸入石棉纖維或SiO2晶體時，會沉積于小氣道，隨后被肺內(nèi)巨噬細胞、樹突狀細胞及肺泡上皮細胞吞噬，巨噬細胞吞噬石棉和SiO2晶體后會將這2種晶體分子裝入溶酶體中進行降解，然而溶酶體中各種酶類無法降解這2種無機晶體物質(zhì)，反而導致溶酶體裂解釋放組織蛋白酶B，繼而活化NLRP3炎癥小體并分泌IL-1β［24］。由于上述2種晶體一旦進入肺組織內(nèi)很難被清除出體內(nèi)，可以循環(huán)往復地造成肺組織內(nèi)NLRP3小體的持續(xù)激活，從而導致慢性炎癥形成，并導致肺部肉芽腫形成，膠原沉積和肺纖維化，此過程所致的肺間質(zhì)纖維化已有較多研究［25］。與健康對照組相比，肺纖維化患者的支氣管肺泡灌洗液和肺活檢中IL-1β也被證明升高；此外，在血清和支氣管肺泡灌洗液中，與健康對照組相比，肺纖維化患者的IL-1Ra/IL-1β比值降低［26］。

2.2 抑制IL-1β對肺纖維化的影響 IL-1β是炎癥小體活化后產(chǎn)生的主要促炎因子，在人和動物的研究中發(fā)現(xiàn)，慢性炎癥和纖維化的組織中均有大量的IL-1β存在［27］。如果能夠在急性炎癥期抑制IL-1β的產(chǎn)生，則能有效阻斷后續(xù)的慢性炎癥反應(yīng)和纖維化發(fā)生。阻斷IL-1β的生物學效應(yīng)可在多個水平實現(xiàn)：阻斷NF-κB信號（如BAY 11-7082）可抑制NLRP3、pro-IL-1β轉(zhuǎn)錄［28］；抑制Caspase-1活性可減少IL-1β活化［29］；阻斷IL-1β分泌或阻斷其同源受體可直接抑制下游生物學效應(yīng)［30］。美國FDA批準了可以減緩肺纖維化進展的藥物：尼達尼布［31］，屬于一種小分子酪氨酸激酶抑制劑。有研究表明，在尼達尼布作用下，肺纖維化患者的支氣管肺泡灌洗液中淋巴細胞和中性粒細胞計數(shù)減少，胞漿中IL-1β濃度降低，組織學分析中炎癥和肉芽腫形成減少。尼達尼布已被證明可以抑制肺纖維化，并且這些作用與肺組織中IL-1β水平的降低相關(guān)。

3 ILC2的調(diào)控機制與肺纖維化的相關(guān)性

Moro等［32］研究發(fā)現(xiàn)，IL-33刺激會引起大量的杯狀細胞增生，將該類型細胞命名為nuocytes。Price等［33］發(fā)現(xiàn)了一類廣泛分布于腸道、腸系膜淋巴結(jié)、肺臟等黏膜組織，人體外周血，與天然輔助細胞（NHCs）和nuocytes功能非常相似的固有淋巴細胞，將其命名為固有Ⅱ型輔助細胞（Th2）。在隨后的研究中，研究者們將NHCs、nuocytes和Th 2統(tǒng)稱為Ⅱ型固有淋巴細胞（ILC2）。

3.1 ILC2的來源與作用 ILC2起源于骨髓淋巴祖細胞，屬于固有淋巴細胞家族中的一個亞型［34］。正常情況下，ILCs有部分會駐留在原有組織中，并在特定的病理情況下在局部進行增殖和分化；在機體出現(xiàn)損傷時，ILCs會通過血流遷移至其他器官，重新在機體內(nèi)分布。ILC2s在人肺組織中所占比例較低，但它通過分泌多種Th2型細胞因子在機體免疫功能和疾病進展中起至關(guān)重要的作用［35-36］。

3.2 ILC2參與肺纖維化的形成過程 當損傷發(fā)生后，肺部IL-25 和IL-33的表達量增加，會激活I(lǐng)LC2的功能，并釋放IL-5、IL-13、IL-9、IL-4和雙調(diào)蛋白等，繼而激活巨噬細胞和成纖維細胞活化增殖，達到組織修復或?qū)е陆M織纖維化［37］。ILC2可通過雙調(diào)蛋白導致病毒感染后的小鼠的呼吸道上皮完整性喪失、肺功能下降和氣道重塑性受到損傷［38］。Hams等［39］發(fā)現(xiàn)，在肺纖維化小鼠模型中IL-25誘導了肺ILC2增多，并在IPF患者中發(fā)現(xiàn)了IL-25以及BALF中ILC2升高。

3.3 抑制ILC2對肺纖維化的影響 己獲得FDA及歐盟委員會批準的新藥：Zinbryta，是IL-2受體的α鏈作用的人源化單克隆抗體，該藥通過修飾免疫細胞的表型，進而通過減少ILC2水平來調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答，可用于治療復發(fā)型多發(fā)性硬化癥成人患者，但是該藥是否可適用于肺纖維化患者，仍有待進一步研究［40］。

4 TGF-β1的調(diào)控機制與肺纖維化的相關(guān)性

人的TGF-β有3個亞型：TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3。TGF-β分布廣泛，如骨、肺、腎等器官，其中肺部分泌 TGF-β的細胞較多。TGF-β具有多種生物學功能，如抑制免疫細胞的增殖，促進膠原蛋白和纖黏連蛋白等細胞外基質(zhì)的表達，趨化單核細胞和成纖維細胞等［41］。其中，TGF-β1參與了肺組織成纖維細胞的增殖和凋亡，肺泡上皮細胞的凋亡、細胞外基質(zhì)的過度積累［42］。TGF-β在免疫應(yīng)答中也具有重要作用［43］，T淋巴細胞與TGF-β1之間存在密切的關(guān)系，Th2能誘導TGF-β1的產(chǎn)生，增強細胞外基質(zhì)的產(chǎn)生，參與肺纖維化形成過程［44］。TGF-β1和1L-6同時存在可促進原始的CD4+T細胞分化為Th17細胞，Th17細胞分泌的IL-17能間接地促進肺纖維化的產(chǎn)生［45］。在肺纖維化中，核轉(zhuǎn)錄共抑制因子SnoN可特異地與TGF-β 1/Smad通路中的Smad2、Smad3，及Smad4C端MAD同源結(jié)構(gòu)2結(jié)合，形成復合物，從而阻止Smad與TGF-β1反應(yīng)啟動子結(jié)合，發(fā)揮負性調(diào)控作用，阻止肺纖維化的發(fā)生發(fā)展［46］。

綜上所述，IL-lβ作為一種關(guān)鍵的促炎細胞因子，參與多種自身免疫性炎癥反應(yīng)和多種細胞活動，包括細胞增殖、分化和凋亡。雖然ILC2在肺部的數(shù)量較少，但通過旁分泌效應(yīng)可以影響相鄰細胞，使其效果明顯增強，在纖維化中發(fā)揮作用［47］。TGF-β1生物學作用廣泛，是主要的致纖維化因子［48］。目前，已有多項研究表明IL-lβ、ILC2及TGF-β1與肺纖維化形成過程有關(guān)。因此深入研究三者的調(diào)控機制，闡明三者在宿主的自我防御和肺纖維化發(fā)生過程中的作用，能夠為制定新的肺纖維化治療策略提供新的靶點。